实施富氧制气改造 提高造气炉产能
严珍俊
［福建三钢（集团）三明化工有限责任公司，福建 三明365000］
［摘 要］针对第一造气工段停产后合成气量不能满足合成氨系统满负荷生产的问题，对第二造气工段固定床造气炉实施富氧制气改造。改造后，显著提高了造气炉产气量，降低了吨氨煤耗，解决了合成氨系统供气能力不足的问题。
［关键词］ 造气炉；富氧制气；改造；煤耗计算；产气量
［中图分类号］ TQ 546 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2015）
本着“确保安全、淘汰落后、降低成本、提高竞争力”的原则，我公司从2014年2月起实施流程优化，关停部分设备状况差、能耗高、运行成本高的装置。第一造气工段于2014年12月停产，第二造气工段12台φ2 800/φ2 650 mm半锥造气炉按原有的间歇制气运行模式，加上焦炉气转化制合成气，合成氨系统仅能维持冬季11机/夏季12机生产，供气能力不能满足300 kt/a总氨的生产要求。
1 改造方案选择
为确保流程优化后的合成氨系统维持冬季12机/夏季13机满负荷生产，年产总氨290～300 kt，需解决第二造气工段供气能力不足的问题。经分析，解决方案有2个。
1.1 新增1台造气炉
利用第二造气工段原规划预留的土建厂房框架，新建1台φ2 800 mm造气炉。本方案可增产煤气4 500 m3/h，但需投资300万元以上。
1.2 实施富氧制气改造
在固定床气化工艺中，富氧气化比间歇气化产气量大、煤耗低。造气炉采用富氧连续制气产气量可以提高1～1.5倍，而且富氧制气在我公司有多年的应用，积累了一定的经验。
因第二造气工段一系统造气炉原来就是按富氧制气设计配置的，若在一系统实施富氧制气改造，可以充分利用原有的配套设施，节约投资费用。配氧系统按2台富氧炉设计，投资约70万元。
1.3 改造方案的选择
由于富氧制气改造方案投资少、工期短，可进一步提高我公司造气炉的产能，因此决定实施富氧制气改造。利用集团公司低压氧气，在不增加造气炉的情况下，对第二造气工段一系统的2台气化炉实施富氧制气改造。根据集团公司氧气供应情况，正常情况下运行1台富氧炉。
2 富氧制气改造情况
2.1 主要内容
（1）新增230 m长的DN300低压氧管。
（2）新增1台流量95.7 m3/min、电机功率90 kW的罗茨风机。
（3）混合器（利旧）作防腐脱脂处理。
（4）新增1套低压氧调节系统。
2.2 主要设计参数
低压氧管流量 正常3 000 m3/h，最大6 000 m3/h；
低压氧管压力 减压前50～60 kPa，减压后27～30 kPa；
空气管流量 正常3 000 m3/h，最大6 000 m3/h；
空气管压力 正常28～30 kPa，最大32 kPa；
富氧浓度 58%～62%。
2.3 改造后的工艺流程
富氧配制工艺流程见图1。来自集团公司的低压氧经流量调节（减压）后，与罗茨风机来的空气同时进入原混合器，通过调节两者的流量，控制富氧空气氧浓度在58%～62%，压力为27～29 kPa；当1#或4#造气炉进入富氧制气模式后，富氧空气与蒸汽在混配器内混合后进入造气炉，在炉内进行化学反应制得半水煤气。
配氧流程设有安全联锁：若罗茨风机跳车，氧调节阀关闭，开放空阀泄压。
图1富氧配制工艺流程图
3 改造后的运行情况
更多内容请见《中氮肥》2015年第6期