造气节能新技术

时间:2022-09-18 07:16:20

造气节能新技术

摘 要:对造气目前最新开发的功热电联产、夹套换热熔盐代替脱盐水、气体输灰、不停炉下渣节能技术从原理、流程、应用情况等方面进行了介绍,指出了造气进一步节能降耗的途径。

关键词:造气 节能新技术 功热电联产 夹套 输灰 下渣

造气造气是化肥生产的一个重要环节,目前我国的化肥生产企业的主要采取间歇式煤气发生炉制气方式,通过几十年不断创新,整个造气技术不断优化,自动化控制水平逐高。目前大多数氮肥企业结合生产实际需要已经应用了许多节能技术,主要有:DCS集散控制系统技术;造气的机电一体化自动加煤和自动下灰技术;热管废热锅炉;吹风气余热回收发电技术;型煤代替块煤造气技术等。这些造气技术的应用,打破了传统的生产方式和方法,实现自动化连续生产,系统稳定性大大提高,实现了煤资源的综合利用,弥补了间歇式煤气炉制气的缺点。即便是如此,广大小氮肥生产者、设计者,一刻也没有停止对间歇式煤气炉制气新技术、新工艺的研究,目前一些新技术正在开发应用,现将最新的几项节能技术介绍如下:

一、功热电联产

1.节能原理

化肥和化工生产中要使用大量蒸汽,而且所使用的蒸汽压力的等级不尽相同,这就使得大量蒸汽必须通过阀门或减温减压装置将其减到合适的压力来使用,从而造成巨大能量浪费。

为了将蒸汽的能量进行充分利用,可以采用热功联产或功热电联产的方式,利用特种汽轮机将这部分蒸汽能量转变为有用功,取代电动机直接拖动化肥生产中的某些动力设备,或同时拖动异步电机发电,从而大大降低化肥生产中的电耗,实现蒸汽能量的综合利用。

2.功热电联产生产流程

某公司造气楼两台C600-1.28离心式鼓风机采用电机、汽轮机双拖动,自2010年初投运以来,运行稳定,节电效果明显。风机电机440KW、6000V,汽轮机600KW,进汽压力0.55Mpa,排汽压力0.18Mpa。未安装汽轮机时,热电厂供造气系统0.55Mpa蒸气通过减压阀降至0.18Mpa入炉,安装汽轮机后,汽轮机利用压差作功带动风机、电机节能发电。一台风机正常用电6776度/天左右,安装汽轮机后用电降至1200度/天左右,节电5567度/天,一台年节约电费约76万元。吨氨节电30KWh。

二、夹套换热熔盐代替脱盐水技术

间歇式造气炉为了减少热辐射、防止挂壁,炉体采用水夹套,产生部分低压水蒸气用于造气生产。根据能量衡算知道,水夹套产生的低压蒸汽越多,合成氨煤耗越高。部分企业为了提高内壁温度,减少热损失,采用提高蒸汽压力的办法,但是提高压力使温度提高是有限的,而且夹套设计压力提高,成本提高,但煤耗降低不明显。使用热熔盐代替水则不同,夹套不需变化,只需增加一台中间换热器,一台循环泵,一台熔盐槽,几台造气炉共用一套熔盐系统,设备投资增加不多,但温度提高的幅度要大得多。

1.熔盐物化性质

1.1化学组分

1.2物化参数

2.流程说明

熔盐在可直接加热熔融或在超高温热载体中加少量水,加热使之熔解,熔解到粘度足可以用循环泵打循环后,送至造气炉夹套逐步循环升温,达到300~310℃温度,热盐再去换热器加热水,产生饱和蒸汽用于造气生产,换热后的热盐温度280℃经循环泵后再去夹套换热,如此循环。使用热盐作传热介质比使用软水夹套温度提高接近200℃,减少了夹套内热介质带出热量,从而降低了无烟煤的消耗;另外降低了造气炉的冷壁效应和生炭的生成,是降低煤耗行之有效的方法。

流程如下图:

3.应用情况

3.1盐浴应保持清洁,不可与炭类,松香或还原性物质等有机物接触,以免引起剧烈的化学反应。

3.2开始升温时,严格控制升温速度,尽量避免系统运行中急冷急热。

3.3在循环加热中流速恒定,不能超过膜温。

3.4在高温使用中,严禁水和有机类物质混入。

3.5超过540℃时熔盐开始不稳定,发生反应,放出气体,混合物的熔点升高,导致熔盐变质。

3.6当超高温热载体出现较多沉淀物时,应更换热载体。

3.7应用此技术后,吨氨煤耗降低60Kg。

三、气体输灰技术

1.原理

因化肥生产企业CO2气体十分富余,该输灰技术用CO2气体做为输送介质,将CO2气体加压到0.8MPa,送到缓冲罐,经缓冲罐送到气体输灰系统。气体输灰系统采用PLC控制系统控制,把整个系统的所用仓泵排队,按顺序控制仓泵,打开1#仓泵的进灰阀,同时关闭1#仓泵的进气阀,当仓泵的灰满的时候,关闭进灰阀,开启出料阀,同时打开CO2气体的进气阀,这时气体开始输送灰去灰仓,当仓泵内的灰输送完毕的时候,此仓泵的所有阀门关闭,开始2#仓泵的操作,接着是3#,4#等,一个循环完毕,开始下一循环。如此循环不停的输送 ,当总灰仓的灰足够多的时候,用车运到煤棒厂的原料场。CO2气体在总灰仓经两级旋风分离,分离出来在经一个洗气塔洗涤灰尘,洁净的CO2气体在去CO2气体压缩机加压,循环使用。

2.流程

3.应用情况

此系统最大的缺点是管道冲刷太厉害,气体输灰管道采用陶瓷衬里的钢管道,规格采用φ159*10*5的,弯头采用5R的大半径陶瓷衬里的钢弯头,弯头部位容易泄露,泄露后,我们采用耐摩浇注料浇筑,经实践证明比较实用。所有主要控制阀门采用气动控制。因煤沫颗粒比较大,为防止输灰管道堵塞,输灰管道每个1.5米加一个防堵吹扫阀,吹扫阀采用机械自动控制,当管道内的阻力增大时,吹扫阀自动打开,对管道内的灰进行吹扫,使管道内的煤沫始终处于流动状态,有效避免了管道的堵塞。通过使用该技术一方面增加了制气时间,另一方面改善了劳动环境,降低了劳动强度。

四、不停炉下渣技术

不停炉下灰的原理比较简单,就是把灰渣仓分成上下两部分,在两灰仓之间隔壁位置,增加一个内灰门,不下灰的时候内灰门处于开启状态,下灰门处于关闭状态,灰从炉底盘落入下灰仓,当下灰时,内灰门关闭,下灰门开启,实现不停炉下灰。

装置入下图:

不停炉下渣技术在固定床间歇造气炉的应用最终实现了造气炉的操作连续化,改变了原有的下渣操作方式(原有操作方式是先停炉点火,然后下渣)该项技术的应用,既便于操作,又增加了造气炉生产的时间,使生产强度提高了,提高了单炉的制气量。

造气的能耗在化肥生产中占有举足轻重的位置,应用新技术降低造气的能耗,美化生产环境是企业和员工永远的追求。应用功热电联产、夹套换热熔盐代替脱盐水技术、气体输灰技术、不停炉下渣技术等新技术将使造气操作方式更加简单化、连续化,操作环境更加优美,生产更加稳定,生产成本进一步降低。

参考文献:

[1]小合成氨厂工艺技术与设计手册.化学工业出版社.1995.

[2]工业汽轮机技术.中国石化出版社 2011.

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