１２ 小氮肥第４０卷第６期２０１２年６月 煤棒作为气化用煤经济分析 李战学韩喜民孟令兵翟玉鹏 （山西阳煤丰喜＜肥业＞集团有限责任公司 山西运城０４４１００） ０前言 目前，山西阳煤丰喜（肥业）集团有限责任公 司（以下简称丰喜公司）生产能力已达到８００ ｋｔ／ａ 氨醇和１ １００ ｋｔ／ａ尿素，共有２７台 ２ ８００ ｍｍ 或 ２ ６５０ ｍｍ固定层造气炉，原料煤为阳泉块煤 和粒度煤。进厂原料块煤中含１０％（质量分数） 左右的末煤，每月产生的末煤量为１Ｏ ｋｔ左右。 改造前，产生的末煤主要用于锅炉和三废炉 掺烧，因无烟煤价格较高，掺烧不仅成本高，而且 造成末煤利用率较低。为了提高末煤利用率、降 低生产成本，丰喜公司新建了１套１５０ ｋｔ／ａ煤棒 生产装置，将末煤制成煤棒，用于固定层造气炉生 产原料气，锅炉和三废炉使用低价烟煤作燃料。 １ 煤棒生产工艺流程及工艺要点 １．１工艺流程 煤由铲车送入原煤仓内，经往复式给料机下 料后，由输送带送到振动筛进行筛分，筛选出的大 颗粒送造气炉制气，筛分出的末煤则由输送带送 入笼式破碎机进行破碎，破碎到一定规格（其中 粒度＞３ ｒｎｍ颗粒质量分数≤５％，下同）后由刮 板机送至双轴搅拌机Ａ与腐植酸反应釜来的腐 植酸钠溶液按一定比例搅拌后送人双轴搅拌机Ｂ 中进行二次搅拌。原料搅拌均匀后，由输送带送 到沤制池内进行４８ ｈ以上沤制，完成沤制的原料 由输送带输送至煤棒机中进行挤压成型。制成的 湿煤棒在烘干炉内进行烘干，烘干后（煤棒中水 质量分数≤７．０％）被储存于干煤棚，供造气系统 使用。 煤棒制备工艺流程见图１。 １．２工艺要点 （１）末煤粉碎采用了笼式破碎机，使经过破 碎后的原料粒度＞３ ｍｌＴｌ的量控制在≤５％，确保 图１煤棒制备工艺流程 了黏结剂浸润原料的比表面积，提高煤棒的冷、热 强度。 （２）采用二级搅拌，使半熟料液固混合均匀。 在沤制时间＞４８ ｈ情况下，使黏结剂能够充分浸 透原料，极大地提高了煤棒强度。 （３）改进了工艺配方，由黏结剂中的钠离子 激活了原料煤，提高了煤的化学活性，有利于气化 反应。 ２主要设备 （１）主要运转设备见表１。 表１主要运转设备 项 目 参数 往复式给料机 Ｋ１型（８００ ｍｉｌｌ×１ ０００ ｍｍ），１００ Ｉｎ ／ｈ，３台 往复式给料机 Ｋ１型（６００ ｍｍ×１ ６００ ｍｉｌ１），１００ ｍ ／ｈ，２台 振动筛 ＹＦＺＤＩ２２４，２０～３０ ｔ／ｈ，１台 笼式破碎机 ＹＦＬＰＪＩ２００，２０～３０ ｔ／ｈ，２台 刮板机 ＹＦＭＣ３２，２５～４０ ｔ／ｈ，２台 电动葫芦 ２ ｔ，２台 双轴搅拌机 ＹＦＳＨＪ１０００，２５～３０ ｔ／ｈ， （Ａ＋Ｂ） ３台（Ａ ２台，Ｂ １台） 煤棒机 ＹＦＭＢＪ５２，８～１２ ｔ／ｈ，４台 腐植酸反应釜 ＹＦＮＴ１０， ２ ５００ ｍｍ，Ｈ＝２ ５００ ｍｍ，４台 鼓风机 ９－２６，１０Ｄ，２台 电磁除铁器 ＩＣＤＤ－６和ＩＣＤＤ一８，２台 烘干炉内件 ２台 （２）静止设备。共建有１０个沤制池（深４．５ ｎｌ， 长８．０ ｍ，宽６．０ ｍ）；场地干煤棚１个，配电系统 １套，烘干炉及热风炉各２套及其他辅助设施。 小氮肥第４０卷第６期２０１２年６月 ｝区制池工艺计算依据：每天需生产５００ ｔ煤 棒，每个沤制池的有效容积为２１６ ｍ 。按实际混 合后半熟料的堆积密度０．６ ｔ／ｍ 计算，则每个库 存量为１２９．６ ｔ，共设计１０个池，其中１个为生产 池，其余９个为沤制池，沤制时间为１２９．６×９÷ ５００＝２．３（ｄ），混合后的熟料沤制时间＞４８ ｈ，符 合连续生产的工艺要求。 ３原料和成品质量要求 （１）白粉煤（无烟煤）质量指标（成分为质 量分数，下同）：水分＜６％，挥发分５％～８％，灰 分＜２０％，硫分＜０．８％，固定炭≥７３％；灰熔点 ≥１ ２３０ ｃＣ。 （２）褐煤及片碱质量指标：腐植酸≥４５％，粒 径≤３ ｍｍ：ＮａＯＨＩ＞９６％。 （３）湿煤棒质量指标：水分１２％～１３％，粒径 １８～２２ ＩＴＩＩＴＩ，长度１５～５０ ｍｍ。 （４）干煤棒质量指标：水分＜５％，粒径 １８～２２ ｍｍ，长度１５～５０ ｍｍ。 ４项目投资 １５０ ｋｔ／ａ煤棒生产装置及配套设施总投资约 ７４０万元，其中主要设备投资２８０万元（见表２）， 配套设施投资４６０万元（见表３）。 表２设备投资估算 １３ 表３配套设施投资 ５气化工艺条件调整 煤棒的特性与无烟块煤相比有较大的差异， 因此，必须根据煤棒的特性调整造气炉操作工艺 条件。 ５．１入炉蒸汽控制 煤棒进入高温区后破碎率比块煤高，床层阻 力比块煤大，因此极易引起气化剂分布不均匀、气 体中带出物多、结疤和结块情况。如果入炉蒸汽 仍保持烧块煤的压力和流量，则通过炉内蒸汽量 会减少，很容易引起炉温过高而结块。因此，应适 当提高人炉蒸汽压力（蒸汽压力宜控制在０．１０～ ０．１２ ＭＰａ），以克服炉内阻力；加大人炉蒸汽量， 便于气化剂的分布，保持蒸汽分解率，从而提高造 气炉产气量（可根据炉况、出渣情况并参考水煤 气中ＣＯ，含量作适当调整）。 ５．２上、下行煤气温度的控制 煤棒强度低、热稳性差、水分高。人炉后须维 持足够的干燥层、干馏层厚度，使水分缓慢蒸发以 逐步提高煤棒的强度，避免高炉温下煤棒大量粉 化而使带出物增多。 根据煤棒特性，严格控制上行煤气温度及火 层位置，在工艺上控制低炉面温度，适当提高干燥 层和干馏层的厚度，使煤棒在炉内的停留时问延 长，避免其人炉后因急剧受热而破碎，尽可能保持 原状进入气化层，提高气化层的透气性，降低人炉 吹风气的阻力。上行煤气温度控制在２９０℃左 右，下行煤气温度控制在３１０℃左右。 ５．３吹风的调整 吹风时问长，如果蒸汽量调整不及时，则造气 炉易发生结焦现象；吹风时间短，则造气炉发气量 １４ 小氮肥第４０卷第６期２０１２年６月 半水煤气脱硫堵塔因素的探讨 周 军瞿国忠 （江苏华昌化工股份有限公司 江苏张家港２１５６３４） ０前言 江苏华昌化工股份有限公司（以下简称华昌 ２．５ ｇ／ｍ （标态）的半水煤气先进入气柜出口的 清洗塔，经过造气循环水清洗除去部分煤尘后进 入静电除焦器；除去灰尘和焦油后的半水煤气经 过罗茨鼓风机升压至４０ ｋＰａ左右后送入冷却塔， 与塔顶喷淋的脱硫循环冷却水换热，冷却至３５℃ 左右后依次进入一级脱硫塔、二级脱硫塔，与塔顶 喷淋下来的脱硫液逆流接触以脱除半水煤气中的 Ｈ Ｓ，使出塔气体中的Ｈ：Ｓ≤１００ ｍｇ／ｍ （标态）； 脱硫后的气体经过清洗塔清洗后送往脱硫系 统、由静电除焦油器作进一步净化，然后送往压 缩机一段进口。 公司）现有３套半水煤气脱硫装置，均采用“纯碱＋ 栲胶＋８８８”湿式氧化法脱硫工艺。由于脱硫前半 水煤气中Ｈ Ｓ（质量分数，下同）比较高，为了确保 半水煤气脱硫效率，３套装置均采用２台脱硫塔串 联流程。装置投运以来，主要问题是脱硫塔阻力上 升较快，一般运行５～８个月后单塔阻力就达到了 １０ ｋＰａ，脱硫系统阻力达到２０ ｋＰａ，难以维持正常 运行，只能停车清理、更换填料，不仅影响了产量， 而且耗费大量的人力、物力。为此，对造成脱硫塔 堵塞的原因进行了分析，并针对性地采取改进措 施，以达到脱硫系统长周期稳定运行的目的。 １．１．２脱硫液流程 从脱硫塔底出来的脱硫液进入富液槽，经再 生泵送至氧化再生槽，通过空气氧化作用使脱硫 液中的单质硫形成硫泡沫悬浮在脱硫液表层，停 留３０ ｍｉｎ左右后，硫泡沫进入硫泡沫过滤槽，用 硫泡沫泵打人板框压滤机压滤，滤液回富液槽；压 １ 工艺流程与设备参数 １．１ 工艺流程 １．１．１半水煤气流程 来自半水煤气气柜、Ｈ Ｓ质量分数为１．０～ 驴驴驴驴驴驴驴 驴驴驴——：２ 滤后的硫膏由漏斗进入熔硫釜，通过夹套蒸汽加 热获得成品硫磺；氧化再生槽下层再生后的溶液 驴驴 驴驴 降低。通过实际生产中的不断摸索调整，适当延 长了吹风时间５～６ Ｓ，循环时间控制在１３５ ｓ较为 合适，以减少炉况波动对产气量的影响。延长吹 根据出渣情况判断炉况，并及时采取相应措施。 ６经济效益分析 经过１年多运行后，对煤棒制气进行了测算。 风时间后，单炉入煤量和产气量得到明显提高。 此外，煤棒制气宜采用低风压、大风量的操作 方法（ ２ ６５０ ｍｍ炉的风量一般控制在１８ ０００～ ２１ ０００ ｍ ／ｈ），不宜采用强风短吹的操作方法。 ５．４造气炉炉况的判断 煤棒制气的单炉产气量均为同类型块煤造气炉产 气量７０％，吨氨煤棒消耗约为１．５０ ｔ，吨氨块煤消 耗约为１．２０ ｔ，块煤均价为１ ３００元／ｔ（块煤中末 煤质量分数达到１０％，减去差价实际块煤煤价为 可以通过观察造气炉出渣的颜色及形状来判 断造气炉的炉况。造气炉如果生产不正常，则产 生的炉渣细灰较多，有少量大块，颜色外白内黑， １ ３００ ｔ），末煤均价为９００ ｔ，煤棒加工费 １００元／ｔ，则吨氨耗煤棒成本为１ ４５０元，吨氨耗 块煤成本为１ ５６０元，采用煤棒制气时吨氨成本 可节约ｌ １０元左右。若１００ ｋｔ／ａ合成氨装置气化 用煤全部使用煤棒，每年可增加效益１ ６００万元。 （收到修改稿日期２０１２－０２—２２） 严重时出灰偏斗（偏斗表明造气炉内气体偏流、 有风洞或蒸汽压力不足）。炉渣细灰多，表明炉 温较低；炉渣外白内黑，说明煤棒未完全燃烧。应
