合成氨造气工艺的技术优化与选型

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煤氨系统生产过程可分为造气环节和用气环节2个基本部分。对于造气环节的剖析，需要在一定的煤气质量要求下，尽可能地提高产气量和降低能耗，提高造气的质量和规模。笔者拟针对提高造气能力和节能降耗方面阐述造气工艺的技术优化与选型。
1  优化自动加煤工艺系统
    自动加载控制系统在合成氨行业的应用，解决了煤气炉必须停炉加煤的问题，使炭层和炉温更加稳定，进而稳定了气化层，实现了煤气炉在较佳工艺状态下连续生产，大幅提高了单炉发气量，降低了原煤消耗。优选的自动加载(加煤)系统具有如下工艺特点。
    (1)自动加载(加煤)控制系统将加煤机的各个工艺参数融于制气循环生产程序中，使煤气炉的加煤与制气过程成为一个整体，为造气的连续、稳定、全自动和优化工序打下了基础。自动加煤机的使用可降低劳动强度，减少事故，改善环境，亦可降低煤的损耗，提高产气量，且降低蒸汽消耗量。
    (2)加煤时采用“少量多次”的工艺过程。原加煤间隔时间约40 min，改自动加煤后，每个循环均加煤1次。这样的加料方式不仅布料均匀，炭层和炉温波动小，使炉况一直处于较稳定状态，而且煤的燃烧反应更加充分，达到了提高产气量，降低煤耗和炉渣残碳量的工艺改进目的，对于小粒煤工艺尤为适用。
    (3)由于实现了不停炉加煤，单炉每天约增加制气时间70min，减少吹风气回收时间55 min，1台φ3 000mm煤气炉每年可增产合成氨1 200t。
    (4)自动加煤机各部位在1个循环中的工艺流程可以通过程序编程器进行自动控制。
    (5)自动加煤机的缺陷：①插板阀控制给料不均匀，易卡阻；②分布器提升杆的下部和连接筒处在加煤时受冲刷严重；③不能使用普通仪器测量炭层。
2  优选专用炉箅
    专用炉箅是根据各企业的炉型、原料性质、加煤方式、炭层高度以及各部位阻力等参数设计的一种专门炉箅。优选炉箅应从炉型、通风面积、布风性能、破渣排渣能力和带出物情况等方面综合考虑。
    (1)布风设计  专用炉箅优化中，最关键的部位是布风设计。炉膛截面从内向外依次分为中心区、内环区和外环区。中心区通风面积占炉膛面积的10％左右，有时为了中心区不结块，只能采用降低风量或提高炭层的操作方法。外环区风量过小，会导致温度低，煤炭气化不完全，炉渣含炭高。外环区通风面积占炉膛面积的60％。合理布风的原则应是控制中心风量，加大外环区风量。布风强度的优化设计与原料的种类、性质、粒径、气孔率，所用风机的风量与风压，加煤的形式，燃料层总高度以及各部位阻力等有关。
    (2)炉型的优选  为了防止生产过程中煤气炉炭层下降不均匀，出现塌炭、返焦率上升等现象，φ3 000mm煤气炉采用六边形均布型炉箅，以克服以上不良现象。
    (3)带出物的优化设计  要注意内风道间隙和上下层重叠面的设计是否合理，以使下吹带出物量与通风阻力之间达到最优化，既可减少下吹带出物，又不会影响制气效果。
    专用炉箅属于一企一策的优选技术，要结合工艺技术条件和原料性质进行专门的设计和制造，才能在生产运行中达到优化效果