ZWLφ2800mm锥形煤气发生炉的应用

1、ZWL2800mm锥形煤气发生炉的应用总结 -安徽临泉化工股份有限公司 李哲安徽临泉化工股份有限公司历经近40年的快速发展，已形成为年生产氨醇60万吨、尿素50万吨、甲醇25万吨、过氧化氢18万吨、复合肥10万吨、碳酸氢铵10万吨、余热发电3亿kwh的能力，是集化肥、化工、热电联产于一体的综合性煤化工企业，是中国氮肥五十强、安徽省百强企业。公司造气系统目前采用固定床间歇气化工艺，日产醇氨1050t，吨氨耗煤1150-1170Kg，单炉日产醇氨52-57吨。2005年7月我公司在2#系统新建第一台ZWL2800mm锥形煤气炉，2006年11-12月份改造2台2610mm为锥形煤气炉，2007年将

2、2#系统所有2610mm煤气发生炉全部改造完毕。在当前经济危机和市场低迷情况下，做好锥形煤气发生炉的应用与改进，进一步降低块煤消耗，降低生产成本，越发尤其重要。ZWL2800锥形煤气发生炉经过我们的应用改进，充分发挥了该炉型的优点，各项指标优于原2610mm煤气发生炉，深得造气操作工、管理员的喜爱。一、ZWL2800锥形煤气发生炉主要配套设备及型号水夹套：原造气炉水夹套内径为2610mm，外径为2970mm。新锥形造气炉的水夹套内径为2800mm，外径为3160mm。上部为封头，下部为平底，座于灰仓上。夹套破渣条为条形，延伸至灰仓上壳，上下正弦错置。破渣条高低交错分布，以利形成一次破渣和二次破

3、渣分区。使大疤块进入灰渣层即被破碎成中度疤块，再进行二次破渣排出，保持灰渣层内中度疤块均匀分布，保证气化剂分布均匀，有利于稳定炉况，降低残炭量。炉底仍采用原2610mm造气炉的滚动式炉底。由于炉径增大，灰盘承载增加，炉条机负荷与2610mm造气炉相比有所增加，为此将炉条机的电机功率由4千瓦增大到5.5千瓦。由于炉底负荷重，积灰多，为延长炉底灰盘使用寿命，增设了炉底冲灰装置，24小时不间断冲灰。从炉底北门向炉底加入造气污水，水从炉底流出，经水封排放地沟，将炉底积灰带出。上行阀、下行阀、烟囱阀、回收阀、煤气总阀1为700mm座板阀。送风阀、煤气总阀2为700 mm闸板阀，蒸汽阀、上加氮阀为250m

4、m闸板阀。阀门的通经非常重要，通经过大，阀门切断时间长，制气有盲点，半水煤气有进入吹风气现象；通经过小，阻力增加，影响单炉发气量和消耗。、加煤部分采用自动加煤系统。自动加焦机由河北科技大学德隆公司生产；DCS控制系统采用浙大中控技术，采用三位一体控制系统，各类数据在线保存40天。该系统加煤布料器为上提式，加煤量和炉内炭层高度可以调节，在提高自动化程度的同时，还具备随工艺条件变化，操作灵活的特点。关键的压力参数，如油压、蒸汽压力、水压、风压，实现了自动采集，微机显示，方便了操作。考虑到煤炭加工粒度不匀，部分炭块粒度经常超过200mm，为防止卡料，炉温波动，工况恶化，改造加大了下料管、插板阀及圆盘

5、阀的通径，均由DN350mm增大至DN400mm。采用C600型风机，风压为27kPa，湖北双剑风机厂，一组风机共3-4台造气炉。采用4炉一联合废锅流程，天津华能设备，上段为过热器，下段为废锅。输煤系统采用输煤栈桥，上煤由装载车将块煤铲到煤斗，经弹性振杆分级筛除沫，一条630主皮带输送至各造气炉。洗气塔:共用两台洗气塔，1#塔径5200mm，内部结构为空塔喷淋，2#洗气塔塔 径：5200、塔 高：H17600、液体喷洒量：600m3h、气 量：78000Nm3h、内部结构为“新型角钢塔板”由天津市博隆塔器新技术开发有限公司设计。1#、2#洗气塔采用串联形式，保证半水煤气温度在夏季40。吹风气回

6、收系统、燃烧炉(6600 mm，炉体高度20 m)，余热回收锅炉采用河北邯郸锅炉制造有限公司设计制造的30th、3.82MPa水管锅炉。二、选择合适的炉箅炉箅是煤气炉的核心部件，煤气炉发气量和消耗水平的高低，很大程度上取决于炉箅的好坏。通常对炉箅的基本要求是：(1)原料的适用性要强，弹性大，操作平稳；(2)破渣能力强，排渣畅通，运行负荷小；(3)布分合理，气量大，产量高，返焦率低；(4)流道不堵塞，带出物少，耐高温，抗磨损，运行稳定，使用寿命长。我公司由于使用的是晋城优质无烟块煤，原料质量稳定，块煤消耗理应保持在较低水平，通过对炉篦的调研，我们最终选用了邳州市骏豪JH-2610/2800七层六

7、边锥形炉配套炉篦。该炉篦具有以下特点：1、该产品设有外齿式破渣筋条。它与水夹套下部的破渣条将渣块或疤块形成强行挤压、剪切破碎排出，故破排渣能力强。2、该产品设有偏心正三角三棱锥体炉箅帽，加强炉箅帽上部、环周的孺动、破排熔渣能力。3、该 产品将各层外折边加长加宽，每层并有6个均布支承点，提高抗变形强度，防止炉下温度高或火层下移造成变形、下塌影响外风道。4、该产品重新设计三区布风，内外通风面积比值合理以达到既提高吹风强度 ，又控制气体流速，使布风更加合理，操作弹性大、易调节、炉况稳定无异常、气化强度高、运行周期长、吨氨消耗低，节能降耗显著的目的。5、最大旋转直径层上的七只破渣筋采用合金堆焊焊条三面

8、堆焊，延长了使用寿命。三、灰渣安息角的控制灰渣“安息角”是指出灰口顶点和灰盘边缘连线与水平面之间的夹角，“安息角”的大小由灰盘直径和出灰口高度决定，它直接影响排渣能力和炉况。“安息角”太小，灰渣排出阻力大，易造成灰渣堆积，排渣困难：“安息角”太大，灰渣排出阻力小，极易造成流生、塌方现象，使灰渣返碳高。降低灰渣返碳的办法是减慢炉条速度，其结果是炉箅搅渣、破渣能力下降，炉内形成的渣块不能及时破碎，使炉内同一截面上降料不均，布气不均，炉况恶化、风量不能加、负荷上不去。这种现象发生时，被破坏的灰渣层更容易包裹炉箅。我公司根据实际运行情况，将出渣口高度控制在300-360mm，在灰渣箱内增加200mm假

9、灰盘来调节“安息角”。四、工艺控制1、工艺流程图2、工艺条件1、温度：煤气炉内O2与C的主要反应式有：C+O2=CO2+Q. 2C+O2=2CO+Q. O2+2CO=2CO2+Q这些都是放热反应，且这些发生在吹风阶段，吹风阶段放的热积蓄于燃料层内，使燃料层的温度积聚升高且沿着燃料层高度变化，其中氧化层温度最高，被称为操作温度，此温度愈高，制气过程愈有利，不仅使碳与蒸气反应的平衡右移，提高煤气中CO和H2等有效成分的含量，降低H2O含量，而且能加快反应速度。因此，操作温度越高，蒸气分解率越高，煤气产量高，质量也好，制气效率提高。但是炉温高也加快了CO2还原成CO的反应速率，吹风气中CO含量增高，

10、带走的热量增多，热损失大，吹风效率下降。另外，炉温过高，超过燃料的灰熔点，会造成结疤挂炉，影响正常操作。因此，造气炉温应低于灰熔点50左右，一般控制在1000-1200范围内。由于实际中不能直接测得气化层温度，应控制炉上温度不能过高，以减少原料受热后的破碎率。上行温度一般控制在280。锥形炉上部口径窄，气体流动速度快，如果上行温度高了煤气带出物会迅速增加。中块下行温度一般控制在250-300，粒度下行温度一般控制在190-250之间，理性是将气化层控制在炉篦风帽上方300mm处，并蓄热至理想温度。这样既减少了热量的损失，又防止里结疤挂壁。 2、吹风速度：入炉空气总量的多少，决定煤气炉负荷的高低

11、，可以利用改变吹风速度和吹风时间来控制入炉空气总量。在吹风阶段应在尽可能短的时间内，将炉温升到气化过程所需要的温度，并尽量减少热损失，降低燃料消耗。由于在氧化层中碳的燃烧反应速度很快，在还原层中CO2的还原反应较慢。因此，提高风速，给氧化层提供更多的氧，加速了碳的氧化反应，使炉温迅速提高。同时也缩短了二氧化碳在还原层的停留时间，降低了吹风气中一氧化碳含量，减少了热损失。但吹风速度过大，容易将小颗粒燃料吹出炉外，损失增加，并使燃料层出现风洞，气化条件恶化。因此对于锥形炉吹风量一般控制在30000-36000Nm3/h.4、蒸汽用量：造气炉内蒸汽送入时间越长，流量越大，煤气产量越高但蒸汽送入过长，

12、流量过大，炉温会迅速下降，对制气不利。另外蒸汽流量过大。与燃料接触时间短，蒸汽分解率降低，煤气中未分解的水蒸汽和二氧化碳增多，使煤气质量下降，且未分解的蒸汽从燃料层带出的热量多，热损失大。蒸汽用量过少，虽然蒸汽与燃料层接触时间增加，煤气质量会好些，但降低了煤气炉的生产能力，且会造成结疤或挂炉。因此对于锥型炉适宜的蒸汽用量一般为5-6t/h.入炉蒸汽温度不易过高过低，一般控制190-210减小入炉蒸汽压力，一般控制在2836千帕，同时下吹手轮阀不动，上吹蒸汽手轮阀增加12圈，减少下吹比例，使火层适当拉长，并采取多开上加氮手轮阀的手段，来提高气化层温度是气化层增厚在锥形炉内气化层的比例大，故储存的

13、热量多，有利于提高吹风效率和蒸汽分解率，从而得到高气化条件。5、燃料层厚度：在制气阶段，燃料层高，蒸汽与燃料接触时间长，不但蒸汽分解率高，且利于煤气中CO2的还原，煤气质量高。但在吹风阶段，燃料层高，空气与燃料接触时间长，二氧化碳易还原为一氧化碳。热损失大，同时炉内阻力也会增大。输送空气的动力消耗增加。若燃料层太薄，吹风易形成风洞，影响煤气质量，对制气不利，对于锥型炉，燃料层高度一般控制在2.0m左右。 6、循环时间及其分配：循环时间长，则汽化温度、煤气产量、质量波动较大；循环时间短，汽化温度、煤气产量、质量较稳定，但阀门的开关占用的时间相对长，有效制气时间相对短，且阀门开关过于频繁，易损坏。

14、因此，一般循环时间定为22.5分为宜，我厂循环时间定为130秒。 循环中各阶段的时间分配，应随燃料的性质和工艺操作要求不同而异。吹风时间应使燃料层具有较高温度为原则，其长短主要取决于燃料的性质和空气的流速。在燃料活性高，粒度均匀、燃料层阻力较小的 条件下，可以提高吹风速度，从而缩短吹风时间、延长上、下吹制气时间。上吹制气时，虽然炉温较高，煤气产量和质量较好，但时间过长，气化层上移，对操作不利；下吹制气时，能使汽化层恢复正常，因此一般下吹时间长些，但下吹时间过长，会使炉温急剧下降，蒸汽分解率降低，煤气质量降低、蒸汽消耗增加。二次上吹和空气吹净的时间，应以达到排净炉下部空间和上部残留煤气为原则。我

15、公司循环时间分配如下表：吹净吹风上吹下吹二上上加氮总时间43031-3452-551020130 7、气体成份：根据后工段的需要，气体成份要求半水煤H2+CO气中（H2+CO）/N23.1-3.2，H2+CO68%。有效气体H2+CO含量越高越好，无效气体O2、CH4、CO2含量越低越好，特别是氧含量严格控制O20.5%，若氧含量高，不仅与氢、CO等气体发生爆炸，而且还会使变换催化剂中毒，使变换炉温猛升，影响催化剂活性及使用寿命。另外H2S含量也要严格控制。我公司半水煤气成分如下表：CO2COH2O2H2S7.2-7.830-3340-420.2-0.40.9五、运行效果1、单炉发气量提高10

16、%：由原来的10台2 610mm造气炉减少到九台。2、炉况稳定性好，无吹翻、风洞、偏流、挂炉、结疤，更没有出现悬料及不排灰现象，由于夹套内径上小、下大，下层炭层下降平稳，排渣大小均匀，大大减轻了操作工的劳动强度。3、出渣质量好与其它炉型相比，在同等条件下炉温可多升高50100左右，大大提高了造气炉的产气量，并大大降低灰渣的含碳量，平均19%。4煤种适应性强，晋城3#、9#炭，并可掺烧一部分小粒煤(1025mm)。5、气体成分好CO2COH2O2H2S7.2-7.830-3340-420.2-0.40.96、块煤消耗保持低耗稳定2009年各月消耗（六月份大修，消耗较高）月份一月二月三月四月五月六

17、月Kg/TNH31176.51160.51140113511281218六、2600/2800锥形炉优缺点通过对锥形炉的使用，我们认为有以下优缺点，供参考：1、优点、投资少，见效快，采用锥形炉体和锥型高压水夹套,安装比其他炉型更为方便。特别适用于老厂房造气炉的改造。 、有利于通风、提高炉温、增加产气量。 、由于配合新型炉箅，所以通风效果好，炉温高、蒸汽分解率高。在同等条件下，炉温可升高50100左右，产气量能大幅度增加。 、操作稳定，安全高产炭层下降均匀，炉况稳定、操作弹性大、操作性能好、易掌握。加炭及气体分布均匀。、由于夹套上部面积小，加炭相对较均匀，减少加偏现象。炉中炭层下降均匀顺利，一方面降低炉调机负荷，另一方面减少气体偏流及局部结渣、塌碳和风洞