1 前言
多数中型氮肥厂造气系统目前仍采用传统流程,即煤气炉→燃烧炉→余热锅炉→洗气塔。虽然此流程在提高煤气炉的生产强度、提高合成氨产量方面发挥了很大的作用,但是经过长期的生产运行,发现存在以下问题:从理论上看,高温操作对制气阶段有利,如从化学平衡角度,高温时煤气中的CO和H2含量较高,水蒸气含量较低;如从反应速率来说,高温下反应速率加快,总的表现为水蒸气分解率较高、煤气量大、质量好。同时,高温操作,吹风气温度在650℃以上,可以保证吹风气在燃烧炉内充分顺利地燃烧,可以避免燃烧炉爆炸的危险,可以充分回收和利用吹风气的显热和潜热,但存在着白煤消耗高、生产成本高的致命不足。如果煤气炉采用低温操作(400℃左右),虽然降低了白煤消耗,但是吹风气温度低,在燃烧炉内不能很好的燃烧,不能充分利用回收吹风气的潜热,造成能源浪费。同时低温操作,燃烧炉仅起降尘作用,加大了煤气系统的阻力,降低了煤气的产量。目前,中型氮肥厂为了降低白煤消耗,煤气炉普遍采用低温操作,但为了保证安全生产,却让燃烧炉处于停开状态,这样就失去了回收吹风气潜热的作用。为了充分回收利用吹风气的余热,一些中型氮肥厂通过节能改造,新上1套吹风气余热回收装置,以下详细介绍。
2 半水煤气生产的特点
固定层煤气发生炉的生产强度主要表现在吹风和煤气化两个阶段的反应上。吹风阶段在煤气炉氧化层内进行着(1)和(2)两个反应,目的是蓄积热量以提高炉温(氧化层、还原层温度要求在800℃以上),为制气阶段提供热量,为煤气炉的顺利制气打下基础。
C+O2=CO2+393.78kJ (1)
C+1/2O2=CO+110.59kJ (....