中煤龍化化工公司氣化爐技術改造及未來發展趨勢

唐金柱 甄廣利（中煤龍化化工公司 黑龍江 哈爾濱 154854）

一、煤氣化技術的發展前景

煤氣化作為煤化工的基礎技術和產業鏈中的龍頭裝置，從投資、可靠性和技術難度看，對整個產業鏈影響很大［1］。目前中國的煤氣化技術市場，多種技術各領風騷，競爭激烈。巨大的技術市場需求為自主技術的工業化應用創造了良好的政策、資金、人才、資源環境，為煤氣化技術的多元化、快速發展創造了較好的條件。國外引進技術憑借其技術、資金等方面的優勢，大力擴大市場份額；國產技術大多是產、學、研合作的產物，有良好的研究、試驗條件和產業化基礎，又具有投資低、技術轉讓費低的特點［2-5］。煤氣化爐的發展則是目前煤氣化基礎技術和產業鏈的的核心，很多地區的生產能力與技術水平受制于其使用的老式氣化爐，因為企業加強自主創新能力，促進煤化工產業穩定發展，其中核心就是促進氣化爐改進。

二、中煤龍化化工公司簡介

中煤龍化化工公司是國家大一型企業,采用先進的Pkm氣化爐加壓氣化技術和設備,利用依蘭煤礦長焰煤生產城市煤氣,供哈爾濱市工業,商業,居民等用戶,同時采用前蘇聯I C I甲醇合成技術,聯產甲醇.目前甲醇是目前發展較快的大宗化工產品，紀烯烴和芳烴之后排名第三的基本有機化工原料，世界年產量約3000萬噸，國內年產量約300萬噸。

三、煤氣化技術的發展歷程

國外煤氣化技術從1780年就開始發展，其主要目的為生產燃料氣，移動床氣化是最早發展的煤氣化技術，將空氣，水蒸氣作為氣化劑，原料為塊狀煤，渣體固態排放，生產發生爐煤氣。1880年德國設計了世界上第一臺常壓移動床空氣間歇氣化爐，1913年被美國氣體公司改革成 UG I爐。UG I爐是以焦炭為原料，用間歇氣化制水煤氣或半水煤氣。第一次世界大戰后，為了滿足合成原料氣的需要，1926年，第一代流化床 Win k l e r氣化爐實現工業化應用。1939年移動床加壓氣化魯奇爐實現工業化應用。1952年第一代氣流床氣化 K－ T爐實現工業化應用［6］。

魯奇氣化法是中國最早引進和實現工業化應用的技術。1974年，中國云南解放軍化肥廠以當地貧煤為原料采用魯奇爐制合成氨原料氣，氣化爐直徑 2。72m、壓力約2.2 MP。1987年，山西化肥廠以褐煤為原料1000 t/a合成氨裝置引進 4臺直徑為 3.8m 的 MA R K－I V型魯奇爐，操作壓力為 3.1 Mpa，氣化能力約1650噸/日。

四、針對魯奇爐的技術改造

中煤龍化化工公司結合自身生產特點，對傳統的魯奇工藝進行了大膽的改進，取消了早期魯奇爐的內襯磚.燃料直接與水夾套內壁相接觸，避免了在較高溫度下襯磚壁掛渣現象，造成煤層下移困難等異?，F象，另一方面，取消襯磚后，爐膛截面可以增大5%～10%左右，生產能力相應提高。2005年為擴大氣化爐生產負荷，經過論證調研，氣化爐布煤方式由鐘罩式外布煤改成直筒式內布煤后，扒掉爐內保溫磚層，減少爐內煤焦掛壁，增加爐內橫截面積，提高生產負荷。扒掉耐火磚后，夾套高壓冷卻水消耗增加，冷卻能力不足。我廠通過技術改革加粗給水管路，高壓供水以增加流速，同時保證循環供水，確保生產能力大幅提高，增加水壓后，各氣化爐夾套水充足供應，保證有足夠的冷卻能力通過汽化帶走汽化爐因取消保溫層后多余的能量。

二是合理降低氣化爐生產汽氧比，提升反應溫度以便減少粗煤氣中水分夾帶量，同時由于反應溫度上升，氣化能力氣化反應速度加快，增加水蒸氣的分解率此處改進不但節約了蒸汽消耗，而且減少了煤氣水的產量，減少了含酚廢水焦油排放量，實現技術優化，積極相應國家的節能減排戰略。

各種煤種的汽氧比變動范圍一般為：褐煤約為6-8煙煤為5-7無煙煤為4.5-6。最初按照設計，試燒我公司原料煤4000噸，試燒后得出最佳氣氧比為5:1，通過技術更新在將氣化爐內保溫磚層扒掉后，我廠通過查找資料和多次試驗確定在氧負荷3000nm3/h時，自產蒸汽量已達到5.3 t/h隨著氣化爐負荷的增加自產蒸汽量還有增加，做出了技術改造和調整，在保證氣化爐燃燒層最高溫度低于灰熔點不結渣的情況下，盡可能維持較低的汽氧比。汽氧比由原來設計的5.0～5.2降到現在的4.5～4.7左右，改變 F F 006報警點為H14.3、H24.0（原設計為：H14.8、H24.5），減少蒸汽消耗和煤氣水的產量，降低了酚水焦油排放量，減輕了回收工段處理酚水焦油的壓力，做到了節能減排。目前國內使用類似我公司氣化爐為魯奇加壓固態排渣氣化爐，。汽氧比均在5：1以上。灰樣呈灰色，殘碳量在8%以上。我公司降氣氧比后，灰樣曾黃色，灰中殘碳明顯減少。殘碳量大約在5%左右，能耗顯著下降。

總結

由此看以看出，煤氣化工藝技術革新任重道遠，積極發展煤氣化技術，實現我們科技技術轉型，大力實現節能減排，保護我們賴以生存的家園，是我們每一個化工人畢生需要完成的事情。