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1、固定床气化增氧技术的探讨2012年第1期总第117期固定床气化增氧技术的探讨尚俊法王国耀（永济中农化工有限公司044500）80前言据有关资料介绍，截止2010年底，国内在运行的尿素生产装置约265套，产能6694万t,过剩约30%•其中全循环法装置约有187套，占总量的70%,产能占到52%左右.这些装置有两个共同特点：（1）大多数是由碳钱改产为尿素，经过不断的扩能改造，达到10〜20万t的中等规模；（2）配套的合成氨气头均为常压固定床（以下简称固定床）气化.由于固定床的气化压力低，碳利用率低，
2、能耗高,再加之原料煤，动力电价格的不断上涨,导致合成氨的成本一路走高•而与之配套的水溶液全循环法（以下简称全循环）尿素装置，也因消耗高，能耗高的先天不足，致使尿素成本持续增高・？在目前尿素产能过剩的形势下，市场的竞争愈演愈烈,而固定床气头的合成氨配套全循环法尿素的装置,因尿素成本高，在与加压气化合成氨配套C02汽提法尿素的装置竞争中,已逐渐失去了优势，面临淘汰出局的尴尬境地.可以预见，在未来的3〜5年内，国内尿素的生产格局,将发生大重大变化,生产将由中东部向煤资源丰富的西部转移;固定床气头的合成氨
3、配全循环法装置的尿素，将逐步退出氮肥市场;加压气化的合成氨配co汽提法装置的尿素,将成为氮肥行业的主力军.1固定床气化的出路面对如此严峻的形势，固定床气化合成氨配全循环法的尿素装置，要全部改为加压气化配CO2汽提法的尿素，显然不可能•调整产品结构，改产合成氨，尿素的下游产品，又因合成氨，尿素的成本较高，同样没有竞争力•唯一的办法就是尽快采用先进，成熟的节能降耗新技术，对现有装置进行改造，降低合成氨，尿素的能耗和成木，才能提高市场竞争力，争得生存.而受投资等条件的限制,这些企业只能选择一些投资较小的
4、节能降耗项目，尽快实施，以取得较好的经济效益•在这诸多的先进节能降耗技术中，固定床增氧（乂称富氧）气化应是一项不错的选择.据有关资料介绍,目前全国各类型的固定床气化炉在5000台左右，产能在4500万t（也有介绍在6000万t）合成氨以上，占总产能的65%左右•这么多的装置在短期内不可能全部淘汰.由于原料煤在合成氨成本中占的比例越来越高，所以用增氧气化对固定床气化进行改造，应是一项适用，对路的”短平快”节能降耗新技术.2固定床增氧气化技术的进展实际上，增氧气化并不是近期才出现的技术•早在十多年前就
5、有企业探索过，只是当时的原料煤价没有现在这样高;氧气的来源不方便;大家对此没有重视而已•一些有氧气来源的氮肥厂•把少量的氧气送到造气空气鼓风机进口，提高入炉空气的氧含量,从而改善了造气炉况•因氧气量有限，所以对入炉空气氧含量的高低，工艺指标的调整，煤耗的降低及效果，效益等,没有进行认真的总结，致使此项技术没有得到进一步发展.随着原料煤价格的一涨再涨，此项技术又引起大家重视•以江苏张家港化肥厂，淮南化肥厂，湖北双环科技，湖北潜江化肥厂，内蒙乌拉山化肥厂，河北景县化肥厂等代表的企业，在上海穗杉实业公司
6、，湖南仪峰公司，武汉利德公司等技术研究单位的配合支持下,在固定床增氧气化方面进行了不懈的研究试验，取得了良好效果.冃前，该技术的研发有两种工艺路线:2012年第1期总第117期9是用纯氧替代空气,将配备了自动加煤机，炉条机无级调速，实现了不停炉的加煤，下灰的固定床间歇气化炉，改造为富氧连续气化（又称:移动床单向气化连续制气）,此方面的代表企业有:湖北双环科技，内蒙乌拉【，【j化肥厂，河北景县化肥厂等.二是用增氧（02<30%）空气替代空气，将固定床间歇气化改为增氧气化，此方面的代表企业有：江苏张家
7、港化肥厂，淮南化肥厂，山东瑞星等.或者是将具备不停炉加煤，下灰条件的固定床间歇气化炉改造为增氧连续制气（乂称:移动床双向气化），此方面的代表企业有:湖北潜江化肥厂等.在此类技术中，既有氧化剂的浓度，用量的不同，还有氧化剂的加入方式（或制气阶段）的不同•在氧化剂的浓度上，有用纯氧，有用增氧（浓度25%-〜30%）空气;再加入方式上，区别在二次上吹，吹净阶段是否加氧（为了安全，下吹都不加氧）;在氧的用量上，少则为80Nm3/tNH3,多则为130Nm/tNH3.从Et前运行的情况看,富氧连续气化的改造
8、不顺利，在湖北双环，河北景县化肥厂的试验中，出现炉体,炉面温度过高，炉顶坍塌，热损失大等问题.而用增氧空气或纯氧的增氧气化的改造比较理想，据了解，吨氨节原料煤可达到80—120kg,吨氨耗纯氧在80〜130Nm3,可产生80-115元/tNH3的纯效益(原料煤价按1500元/t,氧气价按0.5frdNm计).3技术原理(1)根据理论计算，气化剂中氧含量每增加1%,可节省原料煤约60kg/tNH3,炉渣中的残碳量每降低1%,相当于节省原料煤1.92kg/tNH3•或每增lNm3氧,吨
