煤气炉试烧高硫煤在合成氨系统中的应用总结
张亚茹，潘春博，张花刚
（河南能源化工集团安化公司，河南 安阳455133）
［摘 要］为解决合成氨生产成本高的问题，安化公司决定在间歇式UGI型煤气发生炉中试烧高硫煤，循序渐进由1台炉掺烧高硫煤扩展到3台炉掺烧高硫煤，并通过优化调整解决了脱硫负荷增加的问题。掺烧高硫煤后，系统能保持长周期、高负荷运行，带来了良好的效益。
［关键词］ 合成氨系统；煤气炉；高硫煤；掺烧；脱硫；运行情况
［中图分类号］ TQ 113.24+1 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）02-0034-03
河南能源化工集团安化公司造气系统采用间歇式UGI型煤气发生炉，是第二套合成氨系统即180 kt/a氨醇改造工程的配套装置。气化原料采用无烟块煤（低硫煤），原料煤成本占合成氨系统生产成本的60%左右。当前市场形势严峻，为降低合成氨生产成本，提高效益，公司考虑掺烧高硫煤。高硫煤属于小粒煤，掺烧后单炉耗煤量略有增加，但因其成本较中小块低硫无烟煤低，掺烧后综合效益会提高，只是掺烧高硫煤将影响后系统的安全、稳定运行，因此必须制定严格的脱硫系统控制方案。通过广泛的考察后，公司于2015年4月6日开始在1台煤气炉中进行试烧；2015年4月18日试烧增加到2台炉；至2015年5月30日，成功在3台炉中实现试烧。目前已正式开始掺烧高硫煤，取得了良好的效果。现总结如下。
1 工艺与设备情况简介
1.1 工艺流程
进厂原料煤通过备煤车间皮带输送至造气系统煤气炉，在高温常压下，炭与水蒸气发生反应生成半水煤气，半水煤气通过常压脱硫（栲胶脱硫）、气柜、电除尘送至净化系统变换工序；合成氨系统2010年经过扩能改造，采用低压醇烃化工艺代替了原氧化锌甲烷化工艺，净化工序采用中串低变换、NDC脱硫、PSA两段脱碳，变换气精脱硫（变脱出口H2S含量≤10 mg/m3，再生气H2S含量≤50 mg/m3）后通过醇烃化工序送出合格的精制气，供氨合成工序使用。
1.2 主要设备
（1）φ3 600 mm煤气炉。φ3 600 mm煤气炉6台；H=6 600 mm；设计能力 7 500 m3/h，实际能力 11 000 m3/h；原料为无烟煤；炉箅形式为一边扇形；炉条机为封闭式；炉底运动形式为滚动；夹套尺寸为φ4 500 mm/φ3 672 mm×20 mm×4 005 mm。
（2）φ2 800 mm煤气炉。φ2 800 mm煤气炉4台；H=6 600 mm；设计能力 12 000～12 500 m3/h；原料为焦炭、白煤、炭化煤球；夹套受热面积 23.7 m2，夹套工作压力 2 kgf/cm2，外形尺寸 4 185 mm×3 250 mm×10 420 mm；炉条机为密闭式。
φ3 400 mm，H=37 000 mm；填料段数为3段；填料尺寸φ100 cm×100 cm×4 cm；吸收压力 1.9 MPa。
φ4 000 mm，H=6 500 mm；再生压力 0.65 MPa；喷射器口径为24 mm，喷射器组数为10组；溶液温度为42 ℃。
额定流量 335 m3/h；功率 500 kW。
2 高硫煤与原料煤的基本情况
我公司使用的原料煤要求硫含量在0.5%以下，平时使用的原料煤是中、小块低硫煤，硫含量一般在0.1%～0.4%之间，中块煤粒度在25～40 mm，小块煤粒度在13～25 mm。公司计划试烧的山西高硫煤，硫含量在1.0%～1.5%，粒度约15～20 mm，属于小粒煤，考虑到吹风阻力、吹风透气性，选择φ2 800 mm煤气炉试烧，在煤气炉试烧高硫煤的过程中，主要保证料层高度稳定，对灰渣返焦情况每班进行取样，定期做灰渣返焦分析。高硫煤与中小块煤煤质分析数据对比见表1，高硫煤与中小块煤气化工艺条件对比见表2。
更多内容详见《中氮肥》2016年第2期