水煤浆气化原料煤配煤经济性分析
张博涛,赵 强
(陕西渭河煤化工集团有限责任公司,陕西 渭南 714000)
[摘 要] 煤化工是以煤为原料生产化工产品的行业,煤质和煤价对于煤化工项目的经济性具有很大的影响。结合陕西渭河煤化工集团有限责任公司3套煤化工装置的实际情况,通过对陕北煤和华亭煤运行数据的对比,分析各种配煤情况下的有效气产率及装置运行的经济性,并提出了相关建议。
[关键词] 水煤浆气化;华亭煤;陕北煤;配煤;经济性;比较分析
[中图分类号] TQ544 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932(2018)02-0014-03
陕西渭河煤化工集团有限责任公司(以下简称渭化集团)以煤为原料,采用水煤浆气化生产合成氨、尿素、甲醇、二甲醚等化工产品所需合成气,设计使用黄陵煤,但是根据多年的运行经验及探索后,渭化集团第一煤源选用的是华亭煤;同时,为提高生产用煤的安全性、稳定性和经济性,渭化集团早在2008年就把第二煤源的选择提上了日程,而2010年初华亭煤供应紧张更是促进了第二煤源——陕北煤利用的进程。之后,由于奥氏体不锈钢设备的腐蚀问题和高氨氮废水处理装置无法满足环保方面的要求,渭化集团一直未打破2种煤源掺烧的局面。
华亭煤在国家煤炭战略布局上属黄陇基地,属高挥发分、高化学活性、高发热量和低硫、低灰、低磷煤;而陕北煤属神东基地,属特低低硫、特低低灰、特低磷、中高发热量、高挥发分煤。鉴于华亭煤供应紧张以及陕煤集团煤炭消费布局的情况,渭化集团结合自身提出的“追赶超越、降本增效”要求,对相同条件下陕北煤和华亭煤的月运行成本进行了对比分析,以比较不同配煤情况下装置运行的经济性,为下一步原料煤配煤的优化提供指导。
1 产品有效气消耗设计数据
根据设计阶段物料平衡表中碳洗塔出口气中各组分的体积流量(标态),计算得出渭化集团3套煤化工装置的有效气日消耗量如下:一期300 kt/a合成氨装置(1 000 t/d)有效气(CO+H2)耗量为2.045×106 m3/d;二期200 kt/a甲醇装置(667 t/d)有效气(CO+H2)耗量为1.574×106 m3/d;三期400 kt/a甲醇装置(1 333 t/d)有效气(CO+H2)耗量为2.789×106 m3/d。
2 1 m3煤浆有效气产量计算
三期400 kt/a甲醇装置气化煤浆浓度平均为62.09%,一期300 kt/a合成氨装置和二期200 kt/a甲醇装置气化煤浆浓度平均为60.22%,为便于计算,以下将3套装置的实际煤浆量全部按照煤浆浓度为60.22%进行折算。
据2010年试烧陕北煤后到厂红柳林煤与华亭煤的取样分析数据(见表1),以及气化装置的运行数据(见表2),计算得出1 m3煤浆的有效气产量(见表3)。
由表1可以看出:陕北煤和华亭煤平均碳含量分别为72.44%和67.45%,平均氢含量分别为4.51%和4.49%,原料煤中氢元素含量差别不大,但碳元素含量陕北煤较华亭煤高4.42%。因此,据气化原理,气化装置以陕北煤为原料相较于以华亭煤为原料需要更高的氧煤比(见表2)。由于试烧期间未进行提高氧煤比运行系统有效气成分及气量变化的考量,这个基准偏保守,但足以表明优化调整的方向。
更多内容详见《中氮肥》2018年第2期