固定床纯氧（富氧）连续气化工艺介绍

常压固定床纯氧（富氧）连续气化技术始于60年代末，是在固定床间歇气化的基础上发展的，纯氧连续气化工艺，完全符合国家的产业政策，在节能、安全、环保等方面具有很大优势，该气化工艺打破了传统的间歇气化运行模式和繁琐的操作程序，装置工艺流程简单，产气量大，气体成份高，生产成本底。在我公司和广大用户的支持下，使固定床纯氧（富氧）连续制气工艺得以大力推广，为企业节能降耗提供了技术支撑。固定床纯氧（富氧）连续制气工艺分为；（1）纯氧加蒸汽连续气化工艺，用于生产醇类产品及燃气；      （2）纯氧加二氧化碳连续气化工艺，生产高浓度的一氧化碳，用于生产醋酸，甲胺，光气等产品；（3）富氧加蒸汽连续气化工艺，用于生产合成氨及低氮产品。纯氧（富氧）连续气化由于碳利用率高，气体有效成份高，从而使消耗降低，单炉产能大幅提高，设备维修工作量小，维修费用低，虽然纯氧（富氧）连续气化取得的气体中二氧化碳含量比间歇气化法高5-6%,使脱碳装置负荷有所增加，并且增加了压缩机无用功的消耗，但总消耗仍低于空气间歇气化法，对大气无污染。一、装置概况1.常压固定床纯氧（富氧）连续气化技术：即：以（无烟块煤、焦碳、无烟末煤制成的型煤）为气化原料，纯氧（富氧空气）和水蒸气（或二氧化碳）为气化剂，按一定的比例混合后通过纯氧（富氧）气化炉与炽热的炭连续进行气化反应，从而连续不断的制取合格的有效气体，经除尘和热回收及洗涤塔冷却降温后送往后工段使用。2.单炉系统设置：料仓、气化炉、阻火器、入炉混合罐、旋风除尘器、废热锅炉、洗气塔、系统配置开车风机、蒸汽缓冲罐、电动葫芦各一台。3.工艺路线：纯氧（富氧55-60%）+蒸汽（或二氧化碳）连续气化；原料煤--纯氧（富氧）气化炉--旋风除尘器--废热锅炉--洗气塔--气柜--后工段二、纯氧（富氧）连续气化概述：1、纯氧（富氧）连续制气的反应原理：纯氧（富氧）连续制气是将纯氧（富氧空气）与蒸汽（或二氧化碳）按一定比列混合后，从炉底进入气化炉与炉内的碳同时发生放热和吸热反应，生产出合格的原料气，主要化学反应如下：C+ O2+nN2= CO2+nN2+394kJ2C+ O2+nN2= 2CO+nN2+221kJ2C+ O2+nN2= 2 CO2+nN2+566.5kJC+ O2 = 2CO-172kJC+ H2O = CO+ H2-131kJC+ H2O = CO2+2 H2-92kJC+ 2H2 = CH4 -75kJ2、流程简述：原料煤由料仓进入自动加煤机，自动定时、定量加入气化炉内，制气用的氧气加压至0.08Mpa左右，经氧气总管（经过调节阀调节后）送到混合罐与蒸汽（或二氧化碳）进行充分混合，混合后的气化剂温度控制在200°C从炉底进入气化炉，气化剂通过炙热的炭进行放热和吸热化学反应，反应生产的气体温度约450-550°C由炉顶送出，经旋风尘器进行除尘后，进入废热锅炉回收高温气体余热，副产的蒸汽进入上段过热，气体出废热锅炉温度约150--170°C进入洗气塔底部，在洗气塔中用来自制气污水处理系统的闭路循环冷却水喷淋冷却洗涤，将其冷却到45°C并洗涤其中夹带的灰尘和焦油后，进入气体总管去后工段使用。3、主要参考工艺参数（φ2800、3000、3200、3600㎜气化炉、原料：无烟块煤、焦炭、无烟末煤制成的型煤）(1)、纯氧（富氧）浓度：99.6%（55-60% ）(2)、单炉负荷：Nm3/h(3)、C层高度：平夹套操作(4)、汽气比：2.0±0.2(5)、上气道温度：500±20℃(6)、左右灰仓温度：120℃-180℃(7)、循环周期：连续(8)、炉渣残炭：8%-10%(9)、单炉产气量：φ3000㎜气化炉10000-12000 Nm3/h(10)、单炉气体成分：纯氧气化气体有效成份≥80%三、纯氧（富氧）连续气化优点：1、减少了吹风阶段的N2为载体的显热损失以及吹风气中产生的CO2、CO、H2等带走的显热和潜热损失。2、无吹风气排放，保护了人们赖以生存的环境。3、该工艺取消了间歇气化十几个频繁切换的工艺阀门动作，工艺流程简单。工艺阀门动作少，杜绝或减少了因工艺阀门动作不正常而造成的氧高、漏油等不安全因素，同时减少了设备、阀门，维修工作量大，操作困难，事故率高等问题。4、相对间歇气化，纯氧（富氧）连续气化入炉物料流速及流量减少近五分之一，气体中带出物大量减少，对设备磨损减少，不存在碳层吹翻及风洞现象，即不存在制气过程中工艺氧高的现象，炉子操作稳定性提高。5、纯氧（富氧）连续气化由于碳和氧反应的放热和吸热过程是同时进行的，没有上下吹过程，因此气化层相对平稳，气化层温度相对较集中，热损失很少，热量利用率高，因此蒸汽分解率高气化炉蒸汽消耗较间歇制气要减少一半。6、纯氧（富氧）连续气化炉况稳定、炭层稳定、气化层稳定、入炉气化剂稳定，因此煤气中气体成分也很稳定，纯氧（富氧）连续气化相对间歇制气，单炉产气量大，炉渣残炭降低（一般为8%-10%）炉子的有效利用率高、操作人员大幅减少（至少可减少一半），单位成本低。五、主要参考设备选型1.φ3000mm气化炉：Φ3000mm纯氧（富氧）炉整体配置合理，防流措施完善，气化强度1100—1200m3/㎡.h，单炉发气量≥10000m3/h，灰渣残炭量≤8％，有效气体成份含量高，操作弹性大、工况稳定，节能降耗效益高。煤气炉采用自动加煤，不停炉排灰；高径比设计合理，气体出口设置在炉顶，可以有效地减少炉上带出物，提高炉内碳层高度，避免“吹翻”和“空洞”，增加制气量，确保气体顺畅快出，降低煤耗和汽耗；夹套采用耐压夹套，工作压力1.6Mpa,提高自产蒸汽压力，有利于降低煤耗，降低返焦率，同时夹套锅炉高度提高，有效的控制了挂臂问题，操作弹性也大幅度提高；纯氧（富氧）炉主要技术特点：a.纯氧（富氧）炉设计合理的灰渣安息角，杜绝气化炉溜碳、垮碳现象，气化炉的气化工艺更加稳定，灰渣残碳可以保持在理想水平。b.滚动滑道迷宫式密封，阻止滑道进灰，确保滑道内清洁，滑道内连续注油，减少钢球磨损，降低转动阻力。c.炉条机采用闭式传动，变频电机，立轴轴承设注油点，使用周期长。d.炉底冲灰采用；四点加水，四点排水，确保内灰道清洁、确保大齿圈不积灰，减轻齿圈磨损。e.配套∮3000mm九层六边专用炉箅，总通风面积0.96㎡（根据原料煤质量确定），布风合理。炉蓖采用加大加厚破渣筋，破渣能力强，各环区灰渣下降速度均衡，使炉内热量分布均匀，灰渣残炭量低,而且破渣筋加强加厚，延长了使用周期，提高破渣排渣能力。f. 破渣条采用梯形破渣条，规格合理、科学布置，合理定位，兼顾了提高破渣能力、保护水夹套三种作用。g.先进的底盘设计降低空气入炉流速，优化空气入炉状态。h.底盘总成整体采用耐高温设计，操作弹性提高。有利于强化生产，更有利于发挥原料优势实现高产低耗。2、洗气塔：空塔喷淋，采用不锈钢喷头,可有效地清除煤气中的各种杂质、降低煤气温度。3、高效旋风除尘器的采用：内衬用耐热耐磨铸钢，保证除尘效率达到90%以上。4、联合废锅：采用新型高效热管式废锅，换热效率高，废锅下段换热翅片按纵片设计，达到防附着防堵效果。5、油压系统装置：采用先进的油压系统装置，该系统设置一套油压泵站，泵站型号：CB80/15KW。泵站集成程度高，可实现在其中一套运行时，对另一套检修，不影响正常生产。采用了改进的冷却装置，增大了换热效率。整个油压系统装置的技术特点：质量可靠、系统配套、功能完善、规范通用、具有可扩展性。可实现：a.系统长周期运行稳定（全部采用高质量、高标准的油压部件）。b.工作压力波动小（泵站、阀站、蓄能器等设备，配置合理）。c.阀门动作即快又稳，既增加了有效制气时间又延长了工艺阀门使用寿命。启闭到位时间≤3秒d.采用简单可靠的联锁技术，保证工艺阀门动作安全。下灰控制箱电控安全联锁：保证下灰缸在生产中不能打开（误操作原因）。e.采用全自动化泵站控制柜，保证造气油压系统安全可靠地运行。6、DCS控制可选择比较成熟配套单位。7、制氧系统可采用空分装置或变压吸附制氧。六、环境保护方面：7.1、废气：无废气排放。7.2、废渣：废渣有机物少，而且二次利用，有机物达到100％转化利用。7.3、污水：煤气洗涤污水经物理沉降和微涡流生化处理，全闭路循环，零排放。7.3、噪音：噪音污染很小，生产操作面噪音值低于国家准标90dB(A)。7.4、扬尘：封闭式自动加煤、自动排灰，改善了现场操作环境，生产现场干净、整洁、安静，无灰尘，无异味。公司奉行“质量第一、用户满意、追求优质服务”的质量方针，恪守“重合同、守信用”的经营原则。为客户提供先进的工艺技术和优质的技术设备，同时提供系统设计、设备制作、安装调试、原始开车、人员培训等全方位服务。山东祥友化工机械有限公司