摘要：文章主要是分析了制气循环时间及制气百分比的优化，在此基础上讲解了入炉蒸汽用量的调整情况，最后探讨了操作方法改进与节能方式，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：造气炉；优化操作；节能降耗
1、前言
制定造气炉的操作方式应当依据燃料的性质、性能以及工艺要求等的相关因素所确定，为此对分析了造气工段的装置特征以及使用劣质型煤的实际情况，在操作的过程中进行有效的调整。
2、制气循环时间及制气百分比的优化
我公司造气系统11台①2800炉，配置C600-1.28风机2台，C500-1.32风机2台，常开2台 ，2台备用。根据炉子直径及风机配置情况，我们确定从调整循环时间及制气百分比人手。系统运行时风阀全开，炭层空程控制在1．7—1．8ｍ范围内。将老工艺制气循环时间由原来的120s调整为135s。为提高气化层的温度，在风机最大风量的情况下，吹风时间由原来的28s增加到33s，上行温度由原来的280。C提高到300℃，上吹制气时间由原来的35s增加到40s。延长了有效制气时间。经过一个多月的观察及生产过程的检验，优化调整过程是有成效的。在调整老工艺取得的经验的基础上，又分班对新工艺进行调整，循环时间由原来120s调整为130s。因新系统风机的风压、风量均有富余，决定适当增加风量，提高空速，以利在较短的时间内取得较高的气化层温度。同时由于采用较高的吹风强度，CO：在还原层中与碳的接触时间短，从而抑制CO：还原反应发生，减少热量损失，相应地降低了能耗。在炭层空程控制在2．2～2．3ｍ的情况下，吹风时间由原来的33s调整到26—28s，上吹由30—33s改为34～37s，下吹50s增加到58s，上行温度由250℃调整至290℃，下行温度由200。C提高到250。C。通过对制气循环时间及制气百分比的优化调整后，造气炉有效制气时间增加，同时由于气化层温度的提高，为制气过程蒸汽分解率的提高提供较为有利的条件，为提高造气炉的产气能力打下良好的基础。
选择最佳工艺操作条件
以煤（焦）为原料的固定层造气炉炉内的气化反应，是属气、固相之间的多相反应，反应机理比较复杂，影响因素也较多，除了设备、原料、操作技术水平等因素外，如何根据实际情况合理选择最佳的气化条件，也是实现造气炉达到安全、稳定、优质、高产、低耗的关键。B@B高炉温与吹风强度所谓高炉温是指造气炉气化层维持在较高的温度下操作。提高气化层温度，是提高造气炉气化强度的一个重要方面。气化反应为炭与氧、水蒸汽与炭的反应。气化层温度高，蒸汽与炭的反应充分。当温度从BCCCL提高到BBCCL时，蒸汽分解率可由BMI提高到GCI，温度提高到BFCCL，蒸汽分解率大于#CI。所以，提高炉温，蒸汽分解率也因之提高97NOP!含量增加，氧、甲烷和水蒸汽的含量减少，发气量增大。提高炉温，对降低炉渣中残炭量损失，效果也很明显。但是高炉温操作的前提是原料煤的灰熔点和变形温度要高。操作时最高温度应控制在灰熔点和软化点之间。这就要求蒸汽入炉量适当和短循环。因为循环时间短，就可以做到每个循环中炭层温度的波动幅度小，炉内炭层平均温度高。在制定工作循环时，首先是加大吹风强度，缩短送风时间，延长制气时间。造气炉内炭层的高低，对气化反应有很大的影响。从吹风阶段来看，炭层高会使吹风气与炭接触时间长，7N!被还原成7N，吹风气的潜热损失增大，这是不利的。但从制气阶段来看，水蒸汽与炭接触时间长，炉内温度较为稳定，不但提高蒸汽分解率和降低灰渣中残炭量，而且还有利于7N!的还原反应，制出气体中有效气体成分（7NOP!）增加。此外，较高的炭层还可以使炉内储存较多的热量，有效地降低炉顶和炉底温度，从而减少吹风过程和制气过程的显热损失。
但是，过高的炭层就会增大炉内的阻力，使吹风强度难以提高，不能缩短吹风时间，67!被还原成67的机会就会增加，吹风气中的67含量随着上升，且输送空气的动力消耗也增加。所以，就会增大吹风气带出显热和潜热损失。在高强度短吹风的条件下，炉内料层上部温度也不会高，这部分炭层与蒸汽之间的反应量甚微。同时，炭层过高，炉上温度容易跑高，操作不稳定，还容易发生炉上挂疤。因此，过高的炭层并不能收到良好的效果。
4、入炉蒸汽用量的调整
水蒸汽的气化反应如下：C＋2h20（汽）兰；C02＋2h2一Q（1）C＋2h20（汽）兰；CO＋h2一Q（2）C02＋C兰；2CO＋h2一Q（3）在温度较低时，会有下列副反应发生，反应方程式如下：C＋h2＝Ch4＋Q（4）CO＋h20（汽）ｍ－C02＋h2＋Q（5）水蒸汽与碳的反应，业内人士都认为是属于动力学反应。从上述反应方程式中可以看出：由于（1）、（2）、（3）均是吸热反应，影响反应速度的主要因素是温度，增加反应物水蒸汽的含量，从表面上看可使平衡向右移动，但实际上，增加水蒸汽用量或流速对反应速度影响不大，反应接触时间短，反应不完全，使蒸汽分解率降低，造成气体带出热多，气化层温度下降快，导致反应后期反应速度下降，半水煤气中CO：含量升高。适当控制蒸汽压力，减少入炉蒸汽用量，有利于提高蒸汽分解率和煤气质量。为此，老工艺上吹蒸汽用量手轮阀的开启度由原来的22圈改为15一16圈，下吹蒸汽用量由原来的26圈改为15～16圈；新系统上吹蒸汽用量由原来的20圈改为16圈，下吹蒸汽用量由原来的21圈改为15圈，新工艺调整前后气体成分对比见表1。从上表可以看出：调整后气体质量有明显提高。半水煤气中CO：含量前后相比下降约2个百分点，CO含量调整前在26．6％～28．4％间波动，调整后在29．2％～29．8％间波动，调整后波动幅度小，有利于变换催化剂热点的控制。
5、操作方法改进与节能
中、小氮肥行业，造气工段的能耗占合成氨能耗的60％以上，因此大都把节能技术改造工作重点放在造气工段上。笔者认为，装置改造后，只是解决了部分问题，如果管理跟不上，或者没能根据装置的改造相应地改进操作方法，取得的效果是不尽人意的，调整前后，煤气炉发气量明显提高，在同样的开机负荷下，班产合成氨较调整前增加10t，消耗明显降低，调整后人炉原料煤比调整前下降78kg，节能降耗效果十分显著。根据物料衡算，当每吨氨消耗半水煤气3400Ｎｍ，时，造气炉制气需消耗空气3376ｍ3。从公司合成氨装置目前生产能力看，开1台C600-1.28风机应能满足造气4-5台煤气炉的需求。我们将系统风管联通阀打开，开2台C600—1.28风机供三个系统用气，能满足生产要求。C600-1.28风机电动机功率为440kW，C500-1.32风机电机功率为400kW，一般风机出力率为80％，每小时可相应节电（400＋440）×80％＝672kW・h，节电效果显著。
6、结束语
由上可知，虽然通过调整取得了一定的成果，但与同行业相比较还存在着一定的差距，为此有关人员应当不断的努力优化其中的操作方法，增强到对其的管理，才能够充分吧煤气炉的生产能力充分发挥出来，降低能耗。
参考文献
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