固定层间歇造气炉增氧制气总结

王 琦 张二兴 李红明

(河南心连心化肥有限公司河南新乡453731)

固定层间歇造气炉增氧制气总结

王 琦 张二兴 李红明

(河南心连心化肥有限公司河南新乡453731)

河南心连心化肥有限公司三分厂的“24·40”装置自2009年投运至今已稳定运行近7年。因河南心连心化肥有限公司复合肥装置扩产改造需三分厂提供部分液氨，但东、西区气化系统共24台固定层间歇造气炉(Φ2 800 mm)运行仍存在气量偏紧问题，不能满足合成系统满负荷(6台低压机、6台高压机运行，年产合成氨240 kt)运行的要求。根据固定层间歇制气工艺，造气炉需进行定期轮流检修，只能23台造气炉运行，此时需减量生产，会影响系统长周期稳定、经济运行。为此，三分厂西区气化系统拟采用固定层间歇造气炉增氧制气工艺(即在吹风阶段提高入炉空气中氧含量，加快氧化反应速率，减少吹风阶段副反应，快速提供制气阶段所需热量，提高产气量，降低煤耗和汽耗)，满足向复合肥装置提供液氨的同时，保证气化系统满负荷、长周期稳定运行。

1 增氧制气工艺流程

三分厂增氧制气改造项目将空分系统生产的纯度为99.999%(体积分数)、约6 000 m3/h(标态)的氧气通过DN 150 mm管道引到气化系统界区后，变径为直径DN 700 mm(压力0.6 MPa)的管道(缓冲用)，然后在DN 700 mm管道上开1个DN 200 mm的管口，再变径为3个DN 150 mm的管道分别与工段1#，2#及3#鼓风机出口风管连接(1台鼓风机供4台造气炉吹风阶段用空气)，实现氧气与鼓风机出口的空气混合后含氧体积分数约25%的富氧空气供造气炉吹风阶段使用。

2 增氧制气运行情况

2014年6月23日，三分厂西区气化系统12台造气炉开始采用增氧制气工艺，针对增氧后空气中氧体积分数23%～27%进行工艺摸索、调试，并进行数据统计、分析，总结出不同氧含量下的操作模式。目前，入炉富氧空气中氧体积分数稳定在25%，用氧量约3 200 m3/h(标态)，系统气体中(CO+H2)体积分数提高2%，实现了固定层间歇制气采用增氧制气工艺的长周期、稳定运行。采用增氧制气前、后工艺参数对比见表1。

表1 采用增氧制气前、后工艺参数对比

3 效益分析

西区气化系统12台造气炉采用增氧制气工艺后，工艺稳定运行，单炉产气量提高15%以上，23台造气炉运行即能满足合成系统满负荷生产，总氨班产(8 h)产量达450 t以上，确保有足够液氨供尿素系统装置生产，按电价0.46元/(kW·h)、年运行时间8 000 h计，年节约电费93.15万元，且年节约造气炉大修费用约10.00万元；按吨氨标煤耗降低15 kg、年产总氨 450 kt、煤价格约800.00元/t、吨氨耗氧约50 m3(标态)、氧气成本0.20元/m3(标态)计，则三分厂每年可节约煤成本540.00万元，年耗氧费用为450.00万元，年经济效益为193.15万元。

同时，粗煤气成分优化，降低了热损失，优化造气操作模式，增加造气系统的控制手段，提高设备利用率，保证设备计划性检修；其次，由于吹风时间缩短及停运2台造气炉，减少造气炉吹风阶段产生的吹风气量；按造气炉每个制气循环周期时间为2 min，吹风阶段时间减少4 s，风机打气量600 m3/min(标态),吹风气中CO2体积分数约16%，年运行8 000 h计，单炉每天减少产生吹风气量28 800 m3(标态)，故22台造气炉年减少CO2排放总量3 379.2万m3(标态)；停运2台造气炉年减少CO2排放总量1 920.0万m3(标态)。年合计减少CO2排放总量5 299.2万m3(标态)，对减少周围环境影响起到积极的促进作用。

2016- 12- 28)