富氧连续气化单炉系统优化小结

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富氧连续气化是我公司1996年二期技改扩建时选用的一项气化技术。本着有利于高负荷长周期运行，有利于节能降耗，有利于操作的“三个有利于”原则，经过几年的摸索，我们在单炉优化操作方面取得了明显的效益。1  从工艺方面入手
    以降低煤气中的CO2含量，提高气体有效成分为目标，根据富氧气化原理，结合碳与水蒸气和C02反应机理以及我公司原料和设备的情况，从提高入炉气化剂的气汽比和入炉气化剂质量两方面入手加以优化操作。
1.1  适当提高入炉气化剂的气汽比
    提高气化剂气汽比，目的就是提高气化层温度，使其始终保持在一个理想状况，即提高水汽分解率来提高产量。同时由于气化层温度高，更利于C02还原反应的进行，从而降低了煤气中的 CO2含量，提高了煤气中的有效成分含量。经过几年摸索，气化剂气汽比已由原来的0.75逐步提高到0.9(富氧空气浓度60％)，所产煤气的有效成分含量也有明显提高，CO+H2由65％提高到 71％左右。
1.2  提高入炉气化剂水蒸气的品位
    富氧气化炉夹套锅炉自产的低压饱和蒸汽，由于多种原因，最后直接并入单炉的蒸汽总管自用。由于夹套锅炉所产蒸汽品位低，导致混合后的人炉蒸汽晶位降低，影响了气化效果。针对上述问题，我们利用富氧气化的特点，对分离器进行了技术改造，使夹套自产蒸汽在并人单炉蒸汽总管前先预热，提高人炉蒸汽的品位。改造后，入单炉蒸汽温度由90℃提高到130℃，既减少了入单炉蒸汽在气化层气化反应时所吸收的热量，又降低了煤气温度，给单炉优化操作创造了良好的条件。
2  加大富氧气化设备的技术改造
    富氧连续气化炉一般是参照φ3 m间歇炉建造的，没有充分考虑到富氧连续气化的特点，给高负荷、长周期生产带来了不便。为了使设备适应富氧连续气化生产的特点，我们本着“适应富氧连续气化两负荷、长周期、利于操作的原则”，对原有设备加以技术改造。
2.1  加焦机给料系统设备改造
    原富氧连续气炉加焦机给料部分参考间歇式气化炉设计，没有考虑到富氧连续气化单位时间内产气量大、用炭量大的特点，导致给料部分磨损严重，设备经常出故障，影响系统生产。根据外厂经验，结合自身设备特点，我们对加焦机给料部分进行了改造，由电驱动改为油压控制，如此，既减少了大量设备投入，节约用电，又避免了因经常检修而影响生产，满足了富氧连续气化高负荷、长周期生产的需要。
2.2  炉体改造
    原炉体设计由于不适应富氧连续气化完全上吹制气的特点，导致气化炉内炭层过薄，影响气化效果。根据富氧连续气化特点及自身设备状况，我们将炉体加高500mm，裙座由原来的300mm加高到400 mm，夹套锅炉高度由原来的2.2 m加高到2.7m，排灰口高度由原来的280mm加高到380mm。
    改造后的富氧气化炉满足了高负荷、长周期运行的需要，单炉生产负荷基本维持在7.5 t／h左右。原来开3台富氧炉才能消耗完富氧空气，现在开两台炉就可以将其消化掉，为单炉设备定期大修创造了条件。
2.3  采用新型炉箅
    富氧连续气化与间歇气化相比，具有气化剂量少，产气量高，形成灰渣量大，渣块较硬等特点。原有的均布型炉不能适应这些特点，给高负荷生产带来隐患。为使单炉做到高产、低耗，我们大胆采用了由江苏邳州通达化工机械有限公司根据我公司工艺参数生产的“富氧专用炉箅”，有效地解决了原均布型炉不适应富氧连续气化的缺点。该专用炉箅具有以下特点：
    (1)由于排灰角度的增加，有利于形成的灰渣自降，适应了富氧气化灰量大的特点，大量的灰渣能及时排出，避免火层上移；
    (2)破渣筋为整体结构，连续旋转破渣，破渣能力强，适应了富氧气化气化层温度较高的特点；
    (3)风道比均布型炉箅小，使布风更合理，避免了局部通风面积过大、风速过强、易结大块、硬块的现象；
    (4)层与层之间的止逆挡块有效地减轻了各层之间固定螺栓的承受力，适应了富氧连续气化原料品种杂、气化层温度较高的特点。
    改用富氧专用炉箅后，单炉生产负荷提高到 7.5 t／h左右(设计值为8t／h，由于送一台间歇炉，气化剂量有波动)，试火情况(两三火棍)由原来经常无火到维持在300～500mm；炉条电机转速由1400r／min减至600～700r／min(调速电机)，实现了公司开两台富氧炉加一台间歇炉，保二期两机45000m3／h生产的目标。
3  富氧连续气化技术前景展望
    (1)针对富氧气化所生产的煤气中C02含量偏高这一特点，如能在设计时综合考虑，将过剩的CO2提纯，可作为一种产品进行开发，增加企业效益；也可将一部分提纯后的CO2配人富氧空气作气化剂送入炉内还原CO，降低蒸汽消耗(特别是蒸汽量不足时，是一个很有效的解决办法)，变废为宝。
    (2)随着近几年来变压吸附(PSA)空分制氧技术的飞速发展，有效地克服了原来富氧气化深冷制氧投资大、制氧成本高的缺点，为富氧连续气化技术的普及和推广打下坚实的基础，也使此项技术更具有竞争力。