富氧连续气化技术应用总结_丁友清

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1、2013年6月贵州化工第38卷第3期GuizhouChemicalIndustry·47·＊富氧连续气化技术应用总结丁友清，王昌敏(贵州开磷息烽合成氨有限责任公司，贵州贵阳551109)摘要:为提高煤气炉的产气能力和降低合成氨成本，通过应用富氧连续气化技术使用于小籽煤和型煤气化，并不断摸索和调整工艺，达到了稳定生产的目的，取得了较好效果，拓宽了煤气炉使用煤种。文章还简要介绍变压吸附制氧和富氧连续气化原理和工艺技术。关键词:富氧连续气化;变压吸附制氧;应用中图分类号:TQ546文献标识码:文章编号:1008－9411(2013)03－0047－03贵州开磷息烽合成氨有限责任公司

2、于2007年11月1日至2008年12月、2009年10月至2010年12月先后建成二套300kt/a合成氨生产装置。在项目设计阶段，我们遵循投资见效快、技术先进且成熟可靠、资源利用率高的原则。秉承这一原则，煤气制造工艺技术选择了固定床富氧连续气化工艺路线，即气化装置既可间歇制气，又可富氧连续气化。富氧连续性制气工艺适用的原料既可是小粒煤(0．8～2cm)，又可是型煤(粉煤加工制做成的煤图1变压吸附气体分离基本原理示意棒)。装置投产以后，效果比较显著，不仅单炉发气由于氩气和氧气的沸点接近，两者很难分离，一量高，而且使用了间歇炉无法使用的小粒煤、粉煤，起在气相得到富集。因此变压

3、吸附制氧装置通常只使资源充分利用，降低成本，并且减少了间歇制气产能获得浓度为90%～95%的氧气(氧的极限浓度为生吹风气的过程，符合国家对环保的要求。95．6%，其余为氩气)，与深冷空分装置浓度99.5%1变压吸附制氧工艺及装置简介以上的氧气相比，又称富氧。1．2变压吸附制氧装置工艺概述1．1变压吸附制氧原理从上述原理可知，变压吸附制氧装置的吸附床必空气中的主要组份是氮和氧，因此可选择对氮须至少包含两个操作步骤:吸附(较高压力下)和解吸和氧具有不同吸附选择性的吸附剂，设计适当的工(较低压力下)，周期性地重复操作。因此，当只有一艺过程，使氮和氧分离制得氧气。个吸附床时，产品氧气

4、的获得是间断的。为了连续获氮和氧都具有四极矩，但氮的四极矩(0．31)得产品气，在变压吸附制氧装置中通常都设置两个以比氧的(0．10)大得多，氮气在分子筛上的吸附能上的吸附床，并且从节能降耗和操作平稳的角度出力比氧气强(氮与分子筛表面离子的作用力强，如图发，另外设置一些必要的辅助步骤，如均压、氧气冲洗1所示)。因此，当空气在加压状态下通过装有分子等。每个吸附床一般都要经历吸附、顺向放压、抽空筛吸附剂的吸附床时，氮气被分子筛吸附，氧气因吸或减压再生、冲洗置换和均压升压等步骤，周期性地附较少，在气相中得到富集并流出吸附床，使氧气和氮气分离获得氧气。当分子筛吸附氮气至接近饱和重

5、复操作，以两塔VPSA制氧流程为例，操作程序见后，停止通空气并降低吸附床的压力，分子筛吸附的表1。在同一时间，各个吸附床则分别处于不同的操氮气可以解吸出来，分子筛得到再生并重复利用。作步骤，在计算机的控制下定时切换，使几个吸附床两个以上的吸附床轮流切换工作，便可连续生产出协同操作，在时间步伐上则相互错开，使变压吸附装氧气。变压吸附气体分离基本原理示意见图1。置能够平稳运行，连续获得富氧空气。*收稿日期:2013－04－08;修返日期:2013－04－00作者简介:丁友清(1952－)，男，高级工程师，主要从事煤化工生产经营管理、产业发展规划及项目工程管理等工作．贵州化工201

6、3年6月·48·GuizhouChemicalIndustry第38卷第3期表1两塔流程VPSA制氧装置操作程序表水蒸汽)自下部中心管进入，通过炉箅自下而上通过灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层，生成半水煤气，由发生炉上部空间导出，这样就形成了一个连续稳定的气化过程。氧化层和还原层合并称为气化层，气化过程中的主要反应在这里进行。在气化炉1．3变压吸附制氧装置及工艺特点中分层位置不固定，层与层之间界线上下不平，但床根据吸附塔制造能力、空塔进气线速设计原则，层分层十分重要。一旦分层紊乱则使操作发生困3确定VPSA制氧产能为40000m/h、氧浓度55%，装难，甚至会使操作失败

7、。因此，维持良好的床层分层置及工艺技术方案采用两套5台吸附塔的工艺流是操作成功的关键。程，其优点如下:2．3固定床富氧连续气化工艺技术的特点(1)操作工况稳定，气流和压力波动小，运行比(1)工艺流程简单，操作简便。富氧连续气化两塔和四塔流程平稳，能耗低。当开富氧炉少时，可操作过程取消了间歇气化的吹风阶段。相应的微机开3塔流程运行，减少电的消耗，较为经济合理。液压自控系统可以得到简化，工艺空气用量大大减［1］(2)进气冲击小，有利于发挥吸附剂的吸附性少，减少空气鼓风机台数和鼓风量。能和延长吸附剂使用寿命，