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增氧制气技术的实践

2014-8-13 13:43:18      点击:

增氧制气技术在我公司的实践

我公司合成氨生产的主要原料原来为优质的块煤及部分型煤(煤棒),近年来由于煤炭市场的垄断及用量增加,造成优质无烟块煤货源紧缺,价格不断攀升,相对沫煤价格稳定,货源充足的实际情况导致了合成氨生产成本居高不下,造气煤耗占合成氨生产成本的70%以上,为了有效的降低合成氨生产成本。我公司针对造气原料煤耗水平及实际生产现状,经多方反复论证,定论为有效降低合成氨生产成本需要从二个方面着手,一是不断提高入炉煤棒占有比例,二是提高气化生产水平,优化有效气体生成,降低CO2成分。我公司明确了降低合成氨生产成本后,从2007年开始建设煤棒生产装置,并逐年扩大生产能力至2013年末实现全烧煤棒。同时对提高气化质量,优化操作等进行不断探索实践,通过调研反复论证。我公司于2009年初正式与武汉世纪凤飞节能环保技术工程有限公司合作,对造气所有28台煤气炉分批进行增氧技术改造,下面就我公司增氧技术改造在生产实的过程碰到的一些问题,有关的经济效益向各位领导各位专家进行汇报:

1、装置的组成

1.1供氧部分:根据我公司生产装置的现场特点,生产区内不再增设制氧装置,由专业气体公司(法液空)负责输送液氧,在我公司现有的生产区域预留地上建设了一套氧气站及增氧气化控制系统和相关设施,生产用液氧有法液空用专用槽车运输到华昌化工界区内的氧气站。充装入低温液氧贮罐内(温度—143.压力≤1.6MPa)。低温液氧贮罐内的液氧用控制阀调节一定流量,送到汽化器与空气换热汽化成氧气,氧气经自动调压系统调压至0.5 MPa (常温)经输送控制阀及管道进入氧气缓冲罐(常温、压力0.5 MPa)。

1.2增氧制气部分,氧气由氧气缓冲罐出口经氧气调节阀进入空气氧气混合器(常温、压力0.025 MPa),与来自空气鼓风机的空气在混合器内混合进入加氮总管,由加氮总管送入原有的各煤气炉上吹加氮管,在加氮管上设有氧浓度分析仪,通过增氧气化控制站和调节阀来保证增氧后加氮空气中的氧气浓度在控制设定值内。氧气混合气体浓度控制是通过氧气自动调节阀进行调节,一般可根据造气产气好坏来调节混合气体中氧含量的低或高。氧气混合气体一般控制在氧浓度26%-30%之间。

煤气炉增氧制气过程同原有的间歇式传统工艺流程一样,增氧自动控制调节系统由武汉奥泰自动化工程有限责任公司提供,增氧调节操作简便、灵活、可靠性强。得到了操作工人的一致认可。通过提高加氮空气氧浓度,增加了煤气炉碳层中氧化反应所产生的热量,有效缩短煤气炉吹风时间,增长制气时间来提高单炉发气量,同时通过提高加氮空气氧浓度,增加碳层中的氧化反应产生热量降低二氧化碳的生成。有效缩短吹风时间,提高制气阶段有效气体成分,优化稳定炉温,充分发挥有效碳、蒸汽的利用。

2试车生产情况

2009525日联系液化法液空,对氧气站液氧贮罐充装液氧,下午3点启动氧气站向氧气缓冲罐输送氧气。通过自动调节阀将氧气送到混合气罐,混合气罐中的氧气浓度控制在22%-23%左右。对18#-21#四台煤气炉上下加氮进行增氧操作,运行2小时后,上行温度略有升高,炉内温度有上升趋势,煤气炉操作控制上作下调吹风百分比2%的调节,炉况基本转为正常。同比加煤量有所下降,增氧浓度在23%左右,煤气炉运行24小时后再将氧浓度提高26%-28%左右。煤气炉运行4小时后,上下行温度有明显升高炉况不稳定,碳层下降缓慢。炉况受到严重影响,增氧量明显偏大。我们在增氧试生产期间,曾多次尝试,反复使用过上、下吹增氧,下吹增氧确实不够理想。根据当时煤气炉实际生产状况,决定取消下吹加氮增氧,下加氮取消后,炉况逐渐转入正常。在增氧试生产期间我们还尝试了吹风阶段增氧把吹风阶段的空气氧浓度提高至23%左右,吹风时间可缩短5%左右,每台煤气炉每班加煤量可减少1.5-2吨。但单炉发气量提高并不明显,炉况属正常。但后因吹风量大,耗氧很大。我公司生产用液氧外购价格为660/吨,正常运行一周后,通过经济核算,经济效益并不太理想,结果取消了吹风阶段空气增氧,恢复了上加氮增氧。在近三个月的增氧制气试生产过程中姚总、张总曾多次到我公司指导工作,并深入现场和我们一起探索操作规律,通过反复实践,最终制订出了一套操作简单、安全可靠、清洁环保等特点的作业指导书。通过半年来的努力,於200912月我公司原有28台煤气炉全部改为上加氮增氧制气,从2010年起华昌化工造气车间利用增氧制气优势,在操作管理上不断摸索,不断优化,不断超越自我,促使煤气炉单炉发气量不断提高,入炉煤耗不断下降,为公司提高经济效益作出了贡献。在行业中占居了领先位置。

3经济效益分析

目前我公司增氧浓度为27%-30%,随煤气炉产气状况进行增减氧浓度,全天用液氧为34吨左右,价格660/吨。采用增氧制气后经过多次测定,平均每台煤气炉每天入炉煤棒下降5吨左右,下降幅度为7%左右,入炉煤棒价格在780/吨。

试想:造气25台煤气炉增氧制气(5*25=125吨)每天可节约入炉煤棒125吨(780*125=97500元)计97500元,全天耗液氧34吨,液氧价格为每吨660元(660*34=22440元)耗资22440元。(97500-22440=75060元)根据实际生产统计华昌化工增氧制气全年可增加经济效益2500万元。增氧制气节能改造项目总投资为450万元。按实际效益情况看,不到三个月可回收全部投资。

我公司随着增氧制气的全面推行,煤气炉单炉发气量的不断提高市场上块煤价格不断攀升,公司根据实际生产状况,逐步扩大煤棒生产能力,到2013年下半年入炉煤棒比例占98%以上。今年以来实现了造气煤气炉全烧煤棒各炉全部增氧制气,吨氨入炉煤棒消耗为1491kg。改造后的Ø2650煤气炉全烧煤棒单炉日产合成氨48吨左右。造气半水煤气成分中的二氧化碳在9.2%-9.3%左右,造气炉渣中的固定碳含量在13%-15%。今年以来合成氨全煤耗平均在1515kg左右,合成氨生产成本1900元左右,在同行业中领先。增氧之路是合成氨企业的致富之路,华昌化工将继续与武汉凤飞节能环保技术工程公司合作探讨增氧连续制气。让我们强强联手,创造美好未来。

                          江苏华昌化工股份有限公司

                                         2014年7月14日