2 000 t/d级航天粉煤气化装置开车运行小结
刘晓军
（黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司，黑龙江 伊春153103）
［摘 要］对瑞星集团股份有限公司300 kt/a合成氨装置的2 000 t/d级HT-L航天粉煤加压气化炉的开车、调试、运行等进行介绍和总结。实际运行情况表明，2 000 t/d级航天粉煤气化装置运行平稳可靠、运行周期长、系统操作弹性大，氧耗、煤耗在各种气化工艺中属较好水平。
［关键词］2 000 t/d级航天粉煤加压气化装置；开车；调试；运行
［中图分类号］ TQ 546 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2015）
1 概况
瑞星集团股份有限公司300 kt/a合成氨装置全部采用国产化技术，气化装置采用国内具有自主知识产权的2 000 t/d级HT-L航天粉煤加压气化炉。
HT-L航天粉煤加压气化装置以干煤粉为原料，采用激冷流程生产粗合成气。原料煤经磨煤、干燥、分离后送入干煤粉常压贮罐，经煤锁斗加压到高于气化炉压力后，送入粉煤给料罐中，利用压差将干煤粉输送到气化炉，与空分来的纯氧和少量水蒸气反应，生成以CO和H2为主的粗合成气，与输煤过程中带入的N2一道经一系列洗涤除尘后进入净化工序，净化后经配N2调整氢氮比，制得合成氨所需的氢氮气，经合成气压缩机加压后送氨合成工序。
HT-L航天粉煤加压气化炉采用盘管式水冷壁结构，顶置组合式烧嘴，粉煤干法进料，气体湿法除尘，在较高温度（1 550 ℃，最高 1 700 ℃）及4.0 MPa（G）压力下粉煤进行气化反应。由于出系统的粗合成气温度高，所携带水蒸气量比较大，汽气比可达1.27，变换工序在不外加蒸汽的情况下将合成气中的CO含量降至0.4%以下。
2 流程描述
300 kt/a 合成氨装置气化单元由航天长征化学工程股份有限公司设计，主装置包括磨煤及干燥系统、煤粉加压及输送系统、煤气化系统、渣水循环处理系统4部分。
磨煤及干燥系统主要是用磨煤机把原料煤磨成煤粉，由惰性气体发生器来的热风将煤粉干燥并输送到袋式过滤器，干煤粉被分离后去煤粉加压及输送系统，热风则循环使用。
干煤粉从粉煤袋式过滤器输送到粉煤贮罐中，通过重力作用，间歇输入到煤加压锁斗中，通过N2或CO2加压到约49 MPa，送到粉煤给料罐，粉煤给料罐的底部有3条煤粉输送管线，通过特殊的装置将煤粉输送到气化炉烧嘴中。
航天炉烧嘴为组合式顶置烧嘴，由点火、开工及煤气化3个烧嘴组合在一起，煤粉和纯氧、水蒸气等气化剂一起通过烧嘴的不同通道进入气化炉中，发生一系列的反应，生成以CO、H2为主以及含少量CO2、H2S等的高温粗合成气。
粗合成气下行经过气化炉激冷环时，被激冷环喷出的水激冷降温，一部分水变成水蒸气；粗合成气、水蒸气、灰、渣及热水一齐沿下降管下行到气化炉的底部，粗合成气中的一部分灰和气化渣在此分离，气体则沿环腔上行到气化炉中部出口离开气化炉，经喷水加湿、除尘、洗涤等，使尘含量降到1×10-6以下，送往变换工序。
气化炉底部及洗涤塔出来的夹带大量炉灰的黑水，通过多级闪蒸回收其中的热量，再经沉降提浓，将黑水中灰浆含量提高到20%左右，送过滤机过滤脱水，制成滤饼作为燃料使用。
沉降槽上部溢流出的灰水中灰含量非常少，通过除氧、加热、加压，送洗涤塔洗涤粗合成气，再加压送气化炉作为激冷水循环使用。
气化炉由外壳和内部的盘管及激冷环、下降管等构成，气化反应放出的热量被盘管内循环的热水吸收，上升到汽包内，生产53 MPa的饱和蒸汽外送，也可作为气化剂送入气化炉。这样，既副产了蒸汽，又避免了气化炉外壳承受高温。
3 开车过程
航天粉煤气化装置2011年6月开始设备安装，前期进展较慢；2012年9月空分、气化设备安装完毕，开始设备单体试车；2012年11月系统联动调试；2012年12月18日11：40，气化炉点火成功，经升温升压，12：36气化炉一次投料成功，之后进行气化炉低负荷内壁挂渣、加负荷及工况调整等工作，因净化系统不具备接气条件，气化炉按计划运行6 h后停车备用。
开车初期，汽包产汽量在8 t/h左右，其后，随着水冷壁渣层的加厚，汽包产汽量逐渐降低，正常生产时，产汽量约4 t/h。
4 气化炉运行参数
气化炉运行正常后，将入炉O2流量控制在26 000～28 000 m3/h，干煤粉流量控制在52～57 t/h，炉压3.85～3.95 MPa，氧煤比控制在0.75～0.8，水氧比控制在6%～8%，合成氨日产量保持在1 030～1 060 t。2013年5月以后，加负荷到日产合成氨1 100 t左右运行，最高氨产量达到1 103 t/d，吨氨氧耗610～628 m3，吨氨原料煤消耗1.30～1.35 t，渣中残炭2.0%～4.0%，滤饼残炭31%～42%（一般在35%左右），洗涤塔出口气体温度约202 ℃。
更多内容请见《中氮肥》2015年第6期