“九五”计划期间,国家根据我国的特点选定以无烟煤为原料,计划上一批起始规模为18万吨/年氨、30万吨/年尿素的大型氮肥工程,一些效益较好的项目将于“十五”期间投产,目前正在进行设计的前期工作。
我国即将加入WTO,新建项目必须在国际和国内氮肥市场具有明显的竞争力,有很好的经济效益,尤其在进入21世纪之初,凡建设项目务必有很好的环保效益和技术优势,这样才能使我国的经济发展和生态保护同步发展。本文结合近年来氮肥工业发展的新技术、新成果以及消化吸收引进技术的经验,探讨18-30工程煤气化方法的选择,供有关部门参考。
1 煤气化方法的选择
煤气化方法的选择必须根据煤质与用途而定。晋城无烟煤的特点是:灰熔点高、活性低,这种煤不适于气流床的熔渣气化法,也就是说即使被认为生产合成气较好的Texaco和Shell法也不宜采用。Shell法虽然可以气化灰熔点稍高的煤,但其经济效果较差。我国长期使用的固定床间歇气化法,虽然技术落后,设备庞大,并有一定的污染,但因技术成熟,经济效果较好(投资少、不需要空分、成本较低),因而用于气化无烟煤至今仍具有竞争力。近年来,国内开发的富氧气化新成果,有可气化8~25mm的小块煤、气化过程连续、气化炉能力较大、环保效果较好等优点。但由于是常压气化,气体组成又不如间歇气化法,虽然气化耗蒸气较少,但变换耗汽和脱碳及压缩耗能均比间歇气化高,且需要空分装置,因而从能耗和投资来看均不如间歇气化法。如从提高自动化水平、利用小块无烟煤,提高环保效益出发,则是1个可取的方案,其经济效果取决于小块与大块 (>25mm)无烟煤的价差,只有在价差较大时,富氧气化才有优势。目前由于小块煤未被大量用于工业,所以价格较低,当小块煤被大量利用后,则其价格差会发生变化。因此从发展的态势来看,富氧气化在经济上与间歇气化法相比没有太大的优势。
煤气化发展的趋势是向加压、高效、大容量方向发展,可用于气化晋城无烟煤的加压气化法,目前只有鲁奇干灰法(国内称碎煤加压气化)。我国山西化肥厂引进的鲁奇炉采用潞城贫瘠煤为原料,自1987年投产以来,经过10多年不断的实践和改进,已掌握了世界上第1套以煤为原料采用鲁奇加压气化法生产氨的技术和装备,取得了较好的经济和环保效益。其成功的运转业绩,证明了鲁奇加压气化法可气化比无烟煤性能更差的贫瘠煤(强度、热稳定性差,含焦油,有粘结性,灰分较高等)。
2 鲁奇加压气化无烟煤情况
用鲁奇加压气化法气化无烟煤生产合成氨,早在1963年韩国罗州尿素厂就开始应用。该厂年产合成氨5万吨,尿素8.5万吨,由鲁奇和伍德公司包建。采用当地已石墨化的无烟煤为原料,其挥发分约1.5%,灰分20%,固定碳70%,由于这种煤采用别的方法难....