1 問題的提出
湖南金信化工有限公司是1家以煤為原料的中型氮肥廠。其1#造氣系統(tǒng)擁有8臺(tái)固定層間歇式煤氣發(fā)生爐(Φ3000mm，7臺(tái)；Φ3300mm，l臺(tái))，原設(shè)計(jì)使用的原料為優(yōu)質(zhì)無(wú)煙塊煤，吹風(fēng)過程中生產(chǎn)的高溫(>650℃)吹風(fēng)氣的顯熱和潛熱回收采用造氣爐后燃燒室燃燒的單爐回收流程，即每臺(tái)煤氣發(fā)生爐→燃燒室→列管廢熱鍋爐→煙囪，排煙溫度為200℃左右。近年來，優(yōu)質(zhì)塊煤供應(yīng)緊張，為降低成本，采用劣質(zhì)塊煤或型煤制氣取得了成功。但由于只能采用“低爐面溫度操作法”，相應(yīng)的吹風(fēng)氣溫度小于400℃，因其低于吹風(fēng)氣著火點(diǎn)，通入空氣時(shí)可產(chǎn)生爆炸，故單爐燃燒室流程已不能用來回收吹風(fēng)氣的潛熱，只好直接放空，造成了熱能的大量浪費(fèi)及環(huán)境污染。為節(jié)能增效，通過技術(shù)論證，該公司決定于2004年新建1套低溫吹風(fēng)氣顯熱和潛熱集中回收裝置。因此為適應(yīng)吹風(fēng)氣集中回收，必須對(duì)原單爐回收的造氣流程進(jìn)行相應(yīng)改造。
與此同時(shí)，由于原造氣工藝流程沿用20世紀(jì)50、60年代中氮廠普遍采用的模式，存在設(shè)備龐雜、流程冗長(zhǎng)、系統(tǒng)熱損失和壓頭損失大問題，故煤氣爐氣化強(qiáng)度低，造氣消耗高。為了提高產(chǎn)氣量、降低消耗和生產(chǎn)成本，在滿足配套的吹風(fēng)氣余熱集中回收要求的同時(shí)，必須對(duì)原1#造氣系統(tǒng)流程作較大幅度的改造。
2 煤氣爐流程改造
2.1 原煤氣爐工藝流程
原有造氣流程見圖1。
其煤氣流程分別為：
(1)上吹及吹掙煤氣流程：煤氣爐→燃燒室→列管廢熱鍋爐→洗氣箱→洗氣塔→氣柜；
(2)下吹煤氣流程：煤氣爐→洗氣箱→洗氣塔→氣柜；
(3)吹風(fēng)氣流程：煤氣爐→燃燒室→列管廢熱鍋爐→煙囪。
蒸汽流程見圖2。
2.2 改造后煤氣爐流程
改造后造氣工藝流程見圖3。
其煤氣流程分別為：
(1)上吹及吹凈煤氣流程：煤氣爐→旋風(fēng)除塵器→干式水封→熱管廢熱鍋爐→水封洗氣塔→洗氣塔→氣柜；
(2)下吹煤氣流程：煤氣爐→干式水封→熱管廢熱鍋爐→水封洗氣塔→洗氣塔→氣柜；
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