造气入炉蒸汽量自调技术的应用

陶建成，谢小火

(河南晋开集团武陟绿宇化工有限公司，河南武陟 454950)

河南晋开集团武陟绿宇化工有限公司目前总氨能力有23万t/a，共17台间歇式固定床造气炉。造气生产的好坏，直接影响到企业的经济效益，如何进一步优化造气生产，降低消耗，增进效益至关重要。经过认真的考虑，决定用“造气入炉蒸汽量自调技术”对现有的造气装置进行改造，达到节能减排的目的。

1 入炉蒸汽量自调系统原理

间歇式固定床造气炉入炉蒸汽用量随着造气炉内气化层温度的变化而变化，炉内的气化层温度高，反应的速率高，蒸汽用量大;造气炉的反应是吸热反应，反应层的温度随着气化反应的进行而下降，反应速率、造气用量也相继随之降低。因此，在制气初期阶段需要大量蒸汽，随后根据温度的变化，逐步递减蒸汽用量，既可节省蒸汽用量，也可缩小气化层温度的波动范围，也提高了蒸汽分解率和水煤气中的有效气体成分。蒸汽量自调系统由油压调节阀、控制站和操作站组成。

2 入炉蒸汽量调节系统运行效果

首先，我们公司先定购四台自调装置对醇联氨系统四台造气炉进行改造，9月8日安装，9月15日全部安装结束。9月19日投运并调试，9月25日即达到理想状态。通过几个月的使用，取得了明显效果:①炉况稳定，温度波动幅度减小，且根据炉温记录对比，平均炉温上涨15℃，有效地提高了单炉产气量。②水煤气有效成分变化明显(特指全烧煤棒)，见表1。③在同等供气的条件下，单耗明显下降，9月19日投运蒸汽自调，10月份全月使用蒸汽自调，10月份比9月份吨醇耗煤棒降低了43 kg。④四台使用蒸汽自调的炉，较未使用蒸汽自调的炉排出的渣，残棒少且渣型均匀，成型状态好。⑤在同等环境温度下，气柜入口煤气温度降低了3℃。⑥通过测试造气蒸汽分解率，使用蒸汽自调的炉平均蒸汽分解率为44.85%，未使用的蒸气自调的炉平均蒸汽分解率为41.99%。

表1 水煤气成分变化 %

通过造气蒸汽用量公式计算:

式中:Q1:制气时蒸汽用量，kg/t醇;V:水煤气消耗定额，NM3/t醇;φ(H2):水煤气中H2含量，%;Q:制气过程平均蒸汽分解率，%。

由上式可知，造气工段的蒸汽用量与半水煤气消耗成正比，与蒸汽分解率成反比。假如水煤气消耗定额2 800 Nm3/t醇，水煤气中H2为57.5%时，蒸汽分解率为44.85%时;

蒸汽分解率为41.9%时:

也就是说每生产1 t醇，蒸汽分解率高时，就少耗203.09 kg蒸汽。现在平均每天按270 t产量计算，七台炉运行，其中的四台炉日产醇154.29 t，节约蒸汽31 t，如一年生产按330天计算，则四台炉年可节约蒸汽:10 335.88 t。如每吨蒸汽按130元计算，一年就可节约资金134.4万元。

同时提高蒸汽分解率，相应降低了水煤气中的水蒸汽含量，也减轻了洗气塔的负荷，并降低了造气污水的生成量，更减轻了污水处理的负荷。

3 推广应用

基于以上四台造气炉的使用情况，我们又订购了5台自调装置，对醇联氨系统的9台造气炉全部进行改造。同时计划对合成氨系统的7台造气炉也进行改造。

4 小结

造气入炉蒸汽量自调技术的应用，弥补了多年来固定床层造气炉上、下吹入炉蒸汽量用蒸汽手轮控制的弊端，使上吹或下吹，入炉蒸汽流量大小随着造气炉内温度由高到低逐渐变化，炉温高时，蒸汽流量先大后小，既保证了有效的气化反应效率，节约蒸汽，同时也降低了热量损失，防止了气化层温度的大幅波动，也提高了蒸汽分解率，为企业节能降耗，发挥了重要作用。