恩德粉煤气化工艺优化操作总结

恩德粉煤气化工艺优化操作总结王春梅/中化吉林长山化工有限公司[摘要]本文简要介绍了恩德粉煤气化炉的优化操作过程，对同类型粉煤气化具有借鉴作用。[关健词]恩德粉煤气化;工艺优化.中化吉林长山化工有限公司设计合成氨装置生产能力为600 t/d, 气化工段采用恩德粉煤气化工艺,自2003年底开车以来氨产始终在530- 550t/d徘徊，压缩机打气量有限及煤气中有效气成分低是其主要原因,对此我车间从优化恩德炉工艺操作方面入手进行改造与攻关,取得了可喜的效果,我公司从2007年大修开车后合成氨生产屡创新高，平均在580t/d左右，到目前为止最高日氨产达到625吨，去年年产合成氨18. 83万吨。恩德系统处于稳定运行状态。下面将恩德系统的运行情况归纳如下。造气系统两台恩德炉自2003年底开车到目前已连续运行10年多，这期间围绕恩德炉的稳定运行、增产降耗- - 直在不断的进行探讨与摸索，其间在优化工艺操作指标方面取得了很大成效，主要从以下方面进行I工艺指标的调整，下面简要作以介绍。1、入炉蒸汽量的工艺优化(2005. 9- 2006.7)1.1优化的目的及原因根据沸腾炉气化原理，气化剂中富氧空气与其中蒸汽比例与气化反应中吸收热量各放热量、生产过程中热量损失，以及燃料性质有关。蒸汽用量过多，利于C+2H20=CO2+2H2的反应，生成气中H2含量有所增加，气体中CO2含量也相应增加，而CO含量下降，总体C0+H含量下降，此外大量未分解蒸汽会带出热量，增加煤耗。蒸汽用量过少，经济上不合理，并易造成气体质量恶化及操作.上出现不稳。在我厂恩德炉03年底开车投入运行到2005年上半年，我们按照恩德公司提供的操作指标操作，汽气比(蒸汽(kg) /富氧空气(Nm))控制在0.9左右，在当时出现的主要问题是煤气中CO含量低，CO2 含量偏高，CO 含量在27-31%左右，CO2含量为22- -24%，由于CO含量偏低，造成净化中变触媒床层温度经常下滑, 另外煤气中有效气成分不高，各种消耗较高。针对上述问题，于2005年下半年根据我厂所用煤特点及实际运行情况，决定对入炉蒸汽量进行调整，以达到经济运行的目的。1.2优化步骤(1)煤质分析:活性(950°C, >65%)、 灰熔点(T2>1250"C)、 粒度(0- -20mm,其中0-4mm<40%)、水分(全水20-25%)(2)蒸汽流量表、富氧空气流量表、温度表调校准确。(3)富氧浓度、料位、操作温度不变，逐渐降低入炉蒸汽比例，寻找最佳蒸汽比例。1.3调整优化原则在工艺调整过程中，保证气化剂量在临界流化风量之.上，保证恩德炉稳定运行不结焦为原则，根据有效气和煤质情况进行汽气比的调整。中国煤化工1. 4调优情况MHCNMH G从2005年9月到2006年7月,入炉汽气比逐渐由调整前的0.65调整到0.52,在调整过程中保证了恩德炉的稳定运行。适当的汽气比，有效气明显增加，吨氨氧耗、煤耗、蒸汽消耗都有明显下降，过低的汽气比不利于炉况的稳定运行，炉内开始结块;气体成分变差，有效气不增加，CH4 含量增加;煤耗明显增加。根据我厂“入炉煤实际情况及运行经验，整体汽气比保持在0. 5-0.55是较为适宜的，调优数据如表一-所示。表- -分析项目2004.22005. 42006. 6入炉煤全水%19224入炉煤低位发热量(MJ/kg)16. 9915. 9816.715. 9一次风汽气比%0.950. 8020.4210. 329二次风汽气比%1.21. 0020. 960.6富氧浓度% .7(7678C0+H2 %67. 2370. 8571.4971.3CH。%1.972.42.61.2.78吨氨煤耗(t)2.822.942. 752.79吨氨氧耗(Nm3)780800749766吨氨蒸汽消耗(kg)988834438342备注炉况正常二次风喷嘴有挂渣现象2、入炉富氧浓度、二次风温度的工艺优化(2007. 7)2. 1工艺优化的目的理论与实践表明，提高入炉气化剂中氧气浓度可以增加煤气中有效气成分，提高操作温度可以降低煤气中有机物含量。此次工艺调整对富氧浓度,炉中部操作温度进行调整与优化。2.2调优步骤(1)煤质分析，保证入炉煤全水含量<25%，其它指示在操作允许范围内。(2)气化炉温度、料位及一、二次风比例保持不变(二次风比例占20%)，将富氧浓度由80%提至95%，每提高5%运行5小时，汽气比随富氧浓度增加做适当增加。(3)富氧浓度提到95%，将恩德炉中部温度由990°C提到1015'C， 每提高10C运行5小时。2.3调整优化原则为了保证提浓操作的成功，避免以往历次提浓过程中出现的运行时间不长，炉内结疤严重的问题，此次提温规定，一次风气化剂中富氧空气量>9000 Nm/h,控制炉下温度在975°C以内，在调整优化过程中保证炉内不结疤，二次风喷嘴不挂渣，通过入炉蒸汽量进行调节。2.4调优情况调优工作从7月12日开始到7月15 日为止。在调整优化过程中恩德炉保证了稳定运行并取得了满意效果，从8月开始按调优后指标进行操作，富氧浓度按90- 95%操作，接近纯氧，有效气成分提高2%左右，两台炉已连续运转最高120天。中国煤化工MYHCNMH G .表二巧目设计指标2004-2 -292007-4-42007-10-102007-10-21富氧浓度(%)55- -687(80)0)5气气比10.80.40. 4操作指标入炉蒸汽(t/h)<1310. 46. 26.56.8中部炉温("C)1000- 10509709901010料层高度(kpa)13-1618CO+H268-7167.172.174.175.5气体成分(%)CH,1.2-1.41. 972.82.792. 8N28-119.924.962. 872.5灰渣残碳(%)<1010.12541000Nm2 (CO+煤耗(t)0.78-0. 871. 2021.1831. 0841. 081耗空分纯氧(Nm3)292305301316325H2)气消耗蒸汽消耗(kg)465-5002602082322423、加强入炉煤管理，优化干燥系统工艺(2008 年)3.1工艺优化的原因和目的根据目前的情况，现在煤种(海拉尔)比较单一， 煤中含水达28 -33%,热值13- 15MJ/Kg,灰熔点在1170-1200°C。气化炉在温度、汽比、富氧浓度方面调节的空间已很有限了。若想提高有效气，降低消耗，最好的办法就是降低入炉煤的水分，开好煤干燥系统3.2调优步骤(1)贮备经干燥系统干燥后的煤1200吨(2)在保证气化炉温度、富氧浓度不变的情况下进行; .3.3调整优化原则为了保证干煤的试烧成功，避免煤内结疤，通过入炉蒸汽量进行调节。3. 4调优情况2008年9月13日二班9:30分开始.上干煤, 15:00开始计消耗至22:00结束。在调整优化过程中恩德炉保证了稳定运行并取得了满意效果。有效气成分提高、氧耗、煤耗降低。但由于干燥系统设计原因，两套干燥不能同时运行，不能保证煤的烘干量，目前还达不到试烧时的效果，还有待干燥系统的进一步优化。 调优数据如表三、四所示。表三、原料煤分析水份(%)|灰分(%)| 挥发份(%)| 热值|硫(%)日期(MJ/kg)9月1128. 5714. 8943.2.16.140.23日9月1323. 1514.1243.2717.550. 25中国煤化工fYHCNMH G表四、煤气成化分析和消耗C0+H2|吨氨耗|吨氨耗日期CO2 (%)| CO (%)H2 (%)CH, (%)(%)氧(M°)| 煤(t)9月11E21. 0635. 0637.992. 4873.05| 798. 59| 2. 4509月1319.4537. 1837. 972. 2875.15| 770. 05| 2. 4024、其它工艺操作指标的优化4.1炉内料层高度优化在保证充分流化的前提下，采取高料位操作是我们通过几年来逐渐摸索出来的生产经验，高料位操作可以增加原料在炉内的停留时间，保证原料的充分反应，使得煤耗及灰渣残碳下降，现在灰渣残碳的分析值已由04年的10%下降到目前的2-4%左右。4.2炉内操作温度的优化提高炉内的反应温度对于加快气化反应速度，增加有效气体成分，降低煤气中有机物含量都有益处,通过摸索，我们在操作.上采取控制炉下操作温度，尽量提高中部操作温度的办法，保证了恩德炉的稳定运行，目前中部温度990-1010C之间，达到恩德公司所给的操作指标，煤气中苯含量分析值由原1500ppm左右下降到700- -800ppm左右。总之，我公司为提高煤气中有效气成份，降低各项消耗指标，经过10年多的优化操作，恩德炉实现了由富氧气化到近于纯氧气化的跨跃，使得有效气成分大幅提高，并且保证恩德炉的长周期稳定运行。中国煤化工YHCNMH G