浅谈合成氨造气技术的发展趋势_郭明

2008第 9期
气指标比较见表 1。
表 1 两种气化工艺指标的比较
项目
碳转化率 /% 焦耗 /t· (tNH3 )-1
气化效率 /% 蒸汽分解率 /%
单炉制气能 力 (对比 )
富氧连 续气化
>90 1.314
80 55.0
2 ～ 2.5
空气间 歇气化
备 注
60
1.50
(入炉焦 )1∶1.4
75 45.0
1(基准 )
因原料不 同而异
以无烟煤或焦炭为原料, 生产能力年产合成氨 18万 t。 空气间歇气化法需 d3 600 mm的气化炉 9 台 [生产能力按 3.50 tNH3 /(h· 台 )计算 ] ;富氧连续 气化炉需 d3 000 mm的气化炉 7台 [生产能力按 4.2 tNH3 /(h· 台 )计算 ] ;配用 1套 12 000 m3 /h的空分 装置 , 供配制成 50%的富氧所需的氧气 。由于 增加 了空分装置 , 使得连续所化和间歇气化一次性投资比 约为 1.562∶1。 而建成投产后 , 吨氨成本连续 气化 和间歇气化之比约为 1∶ 1.336。 运行 1.17年 基本 可以收回空分装置的投资 。
Байду номын сангаас
(上接第 6页 )
参 考 文 献
[ 1] 郭树才 .煤化工工艺学 [ M] .北京:化学工业出版社 , 1992:43 -44. [ 2] 孙正泰 .煤炭常压固定层富氧连续气化技术展望 [ EB/OL] .[ 2004 -05 -18] .http://www.chinacp.com/newcn/中国天辰化学工程公司 .
收稿日期 2008 -06 -24 (下转第 9页 )
2008年第 9期
陈文涛 :高速公路下伏采空区变形监测技术探讨
· 9·
-1 2
[
X12
+X11 ]
,
1
B=
-1 2
[
X13
+X12 ]
,
1
-1 2
[
X1n
+X1n-1 ] ,
1
时间响应方程 :
X1 t+1
=[ X11 -αμ]
-eat
1987年投产的鲁南煤气装置 、1995 年投产的吴 泾煤气化 装置 、 1996 年 投 产的 渭 河煤 气化 装 置和 200 0年 投产 的淮 南煤 气化 装置 等 都 属 于水 煤 浆 进料 的气流床气化工艺 。 通过对煤气化引进技术的消化 吸收 , 对引进装置进行技术改造并使之国产化 , 我国 煤气化技术的研究开发取得了重要进展 , 如用国产喷 嘴替代了从美国引进的水煤浆气化喷嘴 , 且技术性能 大大优于引进喷嘴 ;国产洛耐砖替代了从法国进口的 气化炉用耐火砖 , 价格比为 0.5∶1。同时 , 我国具备 了设计制造磨煤机 、气化炉 、激冷环 、锁渣斗 、捞渣机 、 高 、低压煤浆泵 、灰水泵和文氏管等设备的能力 。
1987年建成的 , 经改制更名为 “天脊煤化工集团 有限公司 ”的 原山西化肥厂 , 引进了德 国生产的 IV 型鲁奇炉 , 以贫瘦煤为原料 , 采用加压气化生产合成 氨原料气 。然而鲁奇炉是用来气化褐煤生产城市煤 气的 , 并不适合气化贫瘦煤 。建成后的 14年间 , 进行 了 641项技术改进 , 完成了 “大型鲁奇炉制氨工艺技 术的开发与应用研究 ”项目 , 先后解决了气化贫瘦煤 的动力炉停 、跳车频繁 , 不同煤种混配的操作运行规 律 , 输灰螺旋经常堵塞等重大问题 。经过十几年的努 力 , 基本实现了气化炉的国产化 。
izerplantusestheintermittentgasificationmostly, thecostishigh, technicalbackwardnessisitscommoncharacteristic.Byusingcontinuousgasificationofoxygenenrichedtotheseenterprisesmakesthetransformation, stepsupintro-
DevelopingTendencyofCoalGasificationof
AmmoniaSynthesisinChina
GuoMing
Abstract Wholelevelofgasificationinourcountryisbackward, themiddleandsmallscalenitrogenousfertil-
20世纪 60年代末 , 某化肥厂开始利用本厂空分 富余的氧气 , 在老的间歇造气炉上进行了富氧空气 — 蒸汽连续气化 , 制取合成氨原料气取得成功 , 使单炉 生产能力增加了 1倍 , 效果十分明显 。
理论和实践证明 :在原有设备基础上进行技改是 可行的 。
2)积极消化吸收引进技术 , 提高煤气化整体水 平 。我国煤气化技术总体水平落后 , 与世界先进技术 相比差距甚远 。 从世界煤气化技术的发展趋势来看 , 大型化 、加压 、适应多种粉煤 、低污染和易净化是煤气 化的发展方向 。 国外新开发的气化炉都采用加压气 化工艺 , 它可提高气化强度 , 增加单炉的产量 , 节约压 缩能耗 , 减少带出物损失 。
第 9期 2008年 9月
· 试验研究 ·
山西焦煤科技 ShanxiCokingCoalScience＆ Technology
浅谈合成氨造气技术的发展趋势
郭 明①
(太原化学工 业集团有限公司职工大学 )
No.9 Sep.20 08
摘 要 我国煤气化水平整体落后 , 中小型氮肥厂大都采用间歇气化 , 成本高 、技术落后是其共 同特点 。采用富氧连续气化对这些企业进行改造 , 加紧国外先进煤气化技术的引进 、吸收和消化 , 这 是立足我国合成氨生产的国情 , 提高国内制造合成氨原料气整体水平的重要措施 。
+
u α
离散响应方程 :
为了判别模型的优劣 , 可用残差检验后验差检验
等方法 , 进行检验 , 合格后即可用于模型预报 。 从上
述方 程中可 以看出 , 观 测数据 越多, 时间 越长 , GM(1, 1)预报精度越高 , 越能揭示地基变化规律 。 5 结束语
本文通过对高速公路下伏 采空区上方隧道 、桥 梁 、高填方路基等项目的变形监测 , 统计出水平位移 、 垂直位移变形量 , 计算变形量随时间的变化速率 , 以 此来判定隧道 、桥梁 、高填方路基未来的变化趋向与 变化规律 , 及时发现问题并提出合理建议 , 为高速公 路的运营安全提供了保障 。
收稿日期 2008 -07 -28
参 考 文 献 [ 1] 黄声享 , 尹晖 , 蒋征 .变形监测数据处理 [ M] .武汉 :武汉大学出版社 , 2003.2 -3.
AnApproachtoDeformationMonitoringTechnicalfortheUnderground Mined-outZoneofExpressway
我国先后从国外引进的煤气化技术 , 包括从最早 的一般固定床气化炉到后来的 2段炉 , 以及鲁奇炉 、 U-gas和 Texaco气化炉等几乎所有的煤气化技术 。 用于合成氨制气的主要有固定层加压气化的鲁奇炉 和水煤桨进料的加压气流床气化的 Texaco气化炉 。
对于加压气化技术 , 气化强度一般为常压气化的 4 ～ 6倍 , 煤种的使用范围宽 , 可以气化一些弱黏结性
4)间歇法的吹风阶段 , 燃烧部分燃料给造气提 供热量 , 燃烧产生的气体排放到大气 , 燃料中 40%的 硫化物和大量的二氧化碳及部分一氧化碳 、灰尘直接 排进大气 , 对环境造成严重污染 。 其他的废气 , 如合 成放空气 、弛放气 、精炼再生气 ;废水 , 如造气污水 、工 艺冷却水 , 造气炉渣 。 这些排放物对土壤及地下水都 会造成不同程度的污染 。 2 造气技术展望
连续富氧气化不同于间歇氧化 , 燃烧和制气是同 时进行的 , 有效制气时间长于间歇气化 , 在操作难度 、 气化指标 、吨氨成本等方面也优于间歇气化 。两种造
① 作者简介 :郭 明 男 1969 年出生 1991年毕业于毕业于郑州工业学院 讲 师 太原 030021
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山西焦煤科技
1)积极推广连续富氧气化技术[ 2] 。 目前 , 变压 吸附制氧技术的问世 , 降低了制氧设备造价 , 使纯氧 、 富氧成本降低 , 这给中小型氮肥厂采用连续富氧气化 技术提供了可能性 。 连续氧气化技术就是蒸汽和富 氧空气连续进入炉中 , 焦炭和富氧空气进行不完全燃 烧产生大量的热量 , 温度升高 , 供蒸汽在炽热的炭中 分解 , 制得半水煤气 。
ChenWentao Abstract ThecoalindustryinShanxiprovincehasplayedaveryimportantroleinChina.However, somegeologicaldisastersinducedbymined-outareas, haveoftenemerged, suchassurfacesubsidence, groundfissureandso on.Thosehaveseriouslyaffectedthestabilityofhighwaysubgrade, buildings, structures, etc..Inthispaper, the scheme, methodanddataprocessingofdeformationmonitoronexpresswaywereusefullydiscussed. Keywords Expressway;Deformationmonitor;Undergroundmined-outzone;Discussion
2)间歇法的循环和控阀 、程控机和工艺流程复 杂 , 设备和阀门的事故率高 , 维修管理难度大 , 操作困 难 , 气体成分不容易调节 。
3)间歇法造气 , 炭层温度上下变化大 , 气体流向 周期变化 , 因此 , 对燃料粒度 、热稳定性 、灰熔点等要 求较高 。 由于机械化采煤 技术产生的碎煤 多 、块煤 少 , 使得块煤价格越来越高 , 这就导致间歇法造气的 成本增高 。
这些中小型氮肥厂大多采用 20世纪 40、50年代 美国产的 UGI型造气 炉和前苏联产的 ∏型造气炉 , 均属于固定层间歇气化工艺 , 以 无烟煤或焦炭为 原 料 , 气化剂用空气 (或富氧空气 )与水蒸气来生 产合 成氨用的原料气 [ 1] 。该气化工艺主要存在以下几方 面的缺点 :
1)设备利用率和生产能力低 (一般仅为连续气 化的 50%左右 ), 燃料耗量高 。间歇气化的 1个工作 循环包括 5个阶段 :吹风阶段 、一次上吹制气 、下吹制 气 、二次上吹和空气吹净 。 以粒度 25 ～ 75 mm无烟 煤为燃料 , 一般各阶段时间分配为吹风 24.5 ～ 25.5 min, 上吹 25 ～ 26 min, 下吹 36.5 ～ 37.5 min, 二次上 吹 7 ～ 9 min, 空气吹净 3 ～ 4 min。其中空气吹风阶段 是料层升温阶段 , 吹风气放空 。 这个阶段占了整个循 环周期的 1/3。
此外 , 山西煤化所开发的 f0.3 m、f1.0 m灰熔 聚流化床粉煤气化工艺 , 已进入工业应用阶段 ;北京 煤化所开发的 f0.3 m加压粉煤流化床气化试验装 置 , 也已进行了试验 。 3 结束语
从国内合成氨的现状出发 , 一方面要重视中小型 老企业的技术改造 ;另一方面 , 应重视引进技术的消 化 、吸收 , 立足自主研发和创新 , 提高国内煤气化技术 的整体水平 , 推进我国合成氨造气技术的发展 。
关键词 合成氨造气技术 ;固定层间歇气化 ;富氧连续气化 ;鲁奇炉 ;水煤浆气化工艺 ;技术改造 ; 发展
中图分类号 :TD845 文献标识码 :B 文章编号 :1672 -0652(2008)09 -0005 -02
1 存在的问题 据国家有关部门统计 :2000 年国内合成氨总产
量约 2 100万 t, 其中约 2/3是由中小型氮肥厂生产 的 , 全年消耗煤焦 4 000 万 t以上 , 是仅次于发 电行 业的耗能大户 。
或稍强黏结性的煤种 , 在 2 MPa的压力下 , 氧耗量仅 为常压气化的 1 /3 ～ 2/3, 这些都可以大大降低造气 成本 。对于加压流化床气化技术 , Texaco气化炉是用 于制造合成氨原料气的典型 , 这种气化技术的显著特 点是可以利用机械化采煤产生的大量粉煤 。 以上两 种气化技术各有其特点 , 关键是加紧国产化的开发研 究工作 , 降低制造成本 。