刘明
（江苏德邦兴华化工股份有限公司，江苏 连云港222023）
［摘 要］ 江苏德邦兴华化工股份有限公司150 kt/a合成氨装置以白煤为原料，采用固定床气化炉制气，出于降本增效、安全环保等方面的考虑和需要，决定对装置进行原料结构调整，即对其固定床气化系统进行升级改造。为此，就循环流化床气化炉的煤种适应性、制氨/甲醇的可行性、运行稳定性、经济性等方面展开了一系列的调研与探讨，并就固定床气化、水煤浆气化、循环流化床气化3种气化工艺在煤种适应性、项目投资、能源利用率、制氨成本、气体压缩成本、制碱（联碱）、安全及环保等方面进行综合对比，认为循环流化床气化炉可以作为中小型合成氨/甲醇生产企业技改或新上项目的选择。
［关键词］ 循环流化床气化炉；煤种适应性；煤气成分；运行稳定性；经济性；固定床气化炉；水煤浆气化炉；对比
［中图分类号］ TQ546［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2018）05-0004-04
0 引 言
江苏德邦兴华化工股份有限公司150 kt/a合成氨装置采用固定床气化炉制半水煤气。当前，国家对安全环保的要求日益严苛，固定床气化工艺受到诸多限制，且固定床气化炉煤种适用范围窄，一般只能采用白煤作为制气原料，而白煤价格偏高，导致制气成本居高不下。基于降本增效、安全环保及气化炉煤种适应性等方面的考虑，公司决定对现有固定床气化系统进行升级改造。
对于中小型煤制氨/甲醇厂来说，固定床气化系统改造主要应遵循以下几点原则：① 适应未来的煤种供求关系；② 安全环保方面符合国家政策导向；③ 经济效益明显；④ 后系统改动小。为此，我们进行了一系列的调研，着重考察了一种新型流化床气化炉——循环流化床气化炉，并将其与固定床气化炉、水煤浆气化炉在煤种适应性、项目投资、能源利用率、制氨成本、气体压缩成本、制碱（联碱）、安全及环保等方面进行了综合对比，现简介如下。
1 煤种适应性
循环流化床气化技术是一种新型气化技术，目前国内中小型合成氨、甲醇厂煤气化装置主要采用固定床气化技术和水煤浆气化技术，相较于这2种技术，循环流化床气化技术在煤种适应性方面有较大的优势：首先，固定床气化炉一般只能选用白煤作为原料，水煤浆气化炉原料一般选用神华煤配比其他煤种，而循环流化床气化炉可选用褐煤、烟煤或白煤；其次，循环流化床气化炉对煤的灰熔点要求较低，而固定床气化炉对煤的灰熔点要求高，否则易结疤结块，水煤浆气化炉对煤的灰熔点要求也较高，否则会影响炉壁的挂渣效果；再者，水煤浆气化炉对煤的成浆性要求也较高，这也就限制了水煤浆气化炉的煤种适应范围。
简言之，在煤种适应性方面，循环流化床气化炉优于固定床气化炉和水煤浆气化炉，尤其是在优质原料煤供应日益紧张及成本高企的未来。
2 制氨/制甲醇的可行性
山东聊城某公司共有5台循环流化床气化炉，用于生产燃料煤气，气化炉设计操作温度902 ℃（实际操作温度约950 ℃），其中3台循环流化床气化炉单炉产煤气量40 000 m3/h，2台循环流化床气化炉单炉产煤气量60 000 m3/h，5台炉产能共计240 000 m3/h，其煤气成分分析数据如表1（并与固定床气化炉所产煤气成分进行对比）。可以看出，该公司循环流化床气化炉用于生产燃料煤气，因其气化炉操作温度低，故所产煤气CO和H2含量低、CH4含量高，煤气发热量约1 400 kcal/m3，有效气（CO+H2）含量约40%。
据介绍，循环流化床气化炉应用于化工行业，如煤制氨、煤制甲醇等，据下游系统气质需求，主要需进行如下调整：调整原料添加位置；提高炉温，以控制粗煤气中CH4含量在18%以下；调整气化剂如氧气浓度等，氧气（富氧空气）浓度达40%～50%时，有效气（CO+H2）含量可达65%～70%。
3 运行稳定性
上述聊城某公司原有100台固定床气化炉，目前基本拆完，改为循环流化床气化炉，现场辅助设备基本上均为一开一备，运行稳定性好。据介绍，循环流化床气化炉运行过程中基本上不需要进行检修，原则上每年检修1次，有连续运行400 d以上的记录，当然也有个别气化炉因跑火问题间隔半年停炉处理内保温（属特殊情况），每次停炉时长在10 d左右。
该公司循环流化床气化炉炉渣使用皮带输往电厂利用，含碳量低则电厂不接收，因此该公司气化炉炉渣含碳量偏高（炉渣残炭可以调整），渣量3%，含碳量8%；其布袋除尘系统小灰量占投煤量的15%，小灰含碳量35%，全部使用气力输灰送至储仓，再用空气输灰送至锅炉燃烧利用；
更多内容详见《中氮肥》2018年第5期