氣化型煤新技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)

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1、氣化型煤新技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)王學(xué)先田青侯立剛程國(guó)強(qiáng)(山東飛達(dá)化工科技有限公司泰安)2004-06-161?問題的提出???近年來(lái)，無(wú)煙塊煤價(jià)格居高不下，2004年第一季度最高竟達(dá)800元／t，有些化肥生產(chǎn)廠家被迫限量低負(fù)荷運(yùn)行。在這種形勢(shì)下，山東飛達(dá)化工科技有限公司要想獲得持續(xù)健康發(fā)展，就必須進(jìn)一步挖潛，降低生產(chǎn)成本。???合成氨作為尿素等生產(chǎn)的基礎(chǔ)原料，在化肥生產(chǎn)中占有極其重要的地位，降低合成氨的生產(chǎn)成本也就降低了最終產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和完成成本。而在合成氨生產(chǎn)中，原料(白煤)費(fèi)用占合成氨成本的35.8％，電耗占33.8％，其它費(fèi)用占30.4％。因

2、此，降低合成氨生產(chǎn)成本應(yīng)首先從降低原料成本出發(fā)。???國(guó)內(nèi)最新研究開發(fā)的多元混合料漿氣化技術(shù)、灰熔聚流化床粉煤氣化技術(shù)和煤(焦)富氧連續(xù)氣化技術(shù)，具有投資少、工藝先進(jìn)、原料來(lái)源廣、綜合利用好、污染小等特點(diǎn)，是對(duì)我國(guó)中、小氮肥原料路線的重大革新和突破，對(duì)合理利用資源、優(yōu)化配置、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力都有重要意義。但這3項(xiàng)技術(shù)目前尚處于試驗(yàn)階段，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用仍需要一定的時(shí)間。???而國(guó)內(nèi)20世紀(jì)五六十年代開發(fā)的碳化煤球技術(shù)相對(duì)成熟，并經(jīng)幾十年的改造又取得了一定的進(jìn)步。但該技術(shù)存在投資大、污染性大、勞動(dòng)強(qiáng)度高等缺陷。???能否尋找或開發(fā)一種

3、投資少、見效快的節(jié)能降耗的有效途徑，且具有先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)妥性和系統(tǒng)性的優(yōu)點(diǎn)，已成為公司的當(dāng)務(wù)之急。2?方案的確定??????公司與國(guó)內(nèi)科研單位通力合作，建立試驗(yàn)基地，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，開發(fā)成功氣化型煤新技術(shù)。該技術(shù)采用無(wú)煙煤末為主原料，加入一定比例的復(fù)合粘結(jié)劑和添加劑，通過(guò)一定工藝處理，經(jīng)過(guò)成型、烘干而成。???該技術(shù)是在石灰碳化煤球和清水煤棒型煤的基礎(chǔ)上，借鑒成功之處，優(yōu)化升級(jí)，其中部分先進(jìn)技術(shù)已在石油化工、冶金、玻璃、陶瓷等行業(yè)率先推廣應(yīng)用，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。???依據(jù)該技術(shù)放大效應(yīng)的可靠程度，結(jié)合公司現(xiàn)有生產(chǎn)條件及今后擴(kuò)能降

4、耗需求，制定了整體工程技術(shù)方案，并相應(yīng)確定了該工程的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)條件。???(1)設(shè)計(jì)生產(chǎn)規(guī)模為30～50kt／a。???(2)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到如下要求：固定碳含量(與原料樣相比)降低≤6％，冷強(qiáng)度≥450N／個(gè)，熱穩(wěn)定性(R13)≥70％，灰熔點(diǎn)(ST)≥1250℃，含水量≤2％。?????(3)成本增加(在粉煤基礎(chǔ)上)≤70元／t。3?方案的實(shí)施3.1?生產(chǎn)工藝???根據(jù)多年來(lái)的理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，氣化型煤技術(shù)關(guān)鍵之一是選擇合理的工藝路線。氣化型煤新技術(shù)確定的生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。?3.2?粘結(jié)劑的選擇???氣化型煤新技術(shù)采用因地制宜的粘結(jié)劑原料

5、、合理的粘結(jié)劑制造技術(shù)以及嚴(yán)格的配方，使所開發(fā)的粘結(jié)劑具有以下特點(diǎn)：???(1)良好的粘結(jié)性能。???(2)能使型煤具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、抗?jié)裥院蜔岱€(wěn)定性。???(3)產(chǎn)品發(fā)熱量和固定碳含量降低少，活性有不同程度提高。???(4)不含對(duì)氣化和后續(xù)工藝有害的雜質(zhì)，不危害員工健康，不污染環(huán)境。?????(5)原料來(lái)源廣，價(jià)格便宜，能就地取材。3.3?主要設(shè)備??????研制開發(fā)的型煤機(jī)械設(shè)備，從原料的定量、破碎、粘結(jié)劑制備、物料攪拌、成型到干燥已形成系列，能保證工藝流程的實(shí)現(xiàn)，其主要設(shè)備情況見表1。3.4?總布置圖???煙煤廠與造氣工段之間平衡配套，

6、按長(zhǎng)方形一字展開布置，給料機(jī)靠近煤末堆，干燥系統(tǒng)靠近吹風(fēng)氣裝置，干燥窯、成型機(jī)出口緊挨磅室，直通上料口。3.5?生產(chǎn)特點(diǎn)???(1)生產(chǎn)方式???間歇生產(chǎn)與連續(xù)生產(chǎn)相結(jié)合，可以邊投料邊貯存，也可以邊生產(chǎn)邊干燥使用，直接用于造氣生產(chǎn)。???(2)熱能綜合利用???干燥氣體全部利用造氣吹風(fēng)氣放空煙氣。現(xiàn)有φ3000造氣吹風(fēng)氣回收裝置2套，配φ2610造氣爐4臺(tái)(造氣爐共計(jì)8臺(tái))，爐膛熱點(diǎn)溫度為1100℃，爐膛溫度≥650℃，廢氣流量(2～3)×104m3／h(標(biāo)態(tài))，煙氣出口溫度160℃，風(fēng)壓為3600Pa，吹風(fēng)氣回收原工藝為經(jīng)引風(fēng)機(jī)引至煙囪(高度

7、20m)直接排放。???在正常運(yùn)行時(shí)，吹風(fēng)氣的煙氣屬非爆炸性氣體，考慮到開停車或不正常情況下煙氣成份可能接近易燃易爆區(qū)，為保證干燥系統(tǒng)始終處于安全區(qū)，設(shè)計(jì)時(shí)將煙氣入口設(shè)置在窯體頂部一端防爆膜附近。這樣，正常時(shí)煙氣經(jīng)干燥系統(tǒng)回收熱能、降溫、除塵、放空，不僅有利于環(huán)境保護(hù)，而且熱風(fēng)爐可備用不開，日節(jié)煤5t。4?運(yùn)行效果4.1?生產(chǎn)方式???考慮到造氣爐之間的通用性、一致性和互備性，決定采用摻燒方案先在1臺(tái)造氣爐上試燒氣化型煤，成功之后再擴(kuò)大應(yīng)用范圍。???依據(jù)摻燒量一般為1／3，最大不超過(guò)2／3，造氣加料量、生產(chǎn)工藝指標(biāo)、工藝流程無(wú)需改變，生產(chǎn)系統(tǒng)

8、無(wú)不良影響。4.2?運(yùn)行工況???4.2.1?原料條件???(1)山西晉城、河南焦作兩地中塊煤(50～150mm)與型煤(52mm×49mm×30mm