吳仲紅 高志勇 蘭雁永 龐其珉

(滄州大化集團TDI公司 河北滄州061000)

試燒等外焦制氣小結(jié)

吳仲紅 高志勇 蘭雁永 龐其珉

(滄州大化集團TDI公司 河北滄州061000)

0 前言

因TDI生產(chǎn)所需的水煤氣純度要求較高，因此，滄州大化集團TDI公司(以下簡稱滄州TDI公司)造氣系統(tǒng)一直使用二級冶金焦為原料來生產(chǎn)水煤氣，生產(chǎn)情況穩(wěn)定。由于冶金焦價格較高，導(dǎo)致TDI生產(chǎn)成本大幅增加。為降低TDI生產(chǎn)成本，自2011年4月起，造氣車間分別試燒了二級小粒(10～25mm)、二級中粒(20～40mm)、三級大粒(40～80mm)焦炭，單獨試燒中粒(20～40mm)蘭炭，按不同比例混合試燒大粒(40～80mm)、中粒(20～40mm)、小粒(10～25mm)二級焦，取得了一定經(jīng)驗，但原料性價比不高，未達到預(yù)期目的，同時上述原料在試燒過程中操作難度大，設(shè)備磨損嚴重，且存在一定安全隱患。2012年2月，滄州TDI公司經(jīng)考察決定，采用等外焦進行試燒，制取水煤氣。

1 試燒過程

等外焦與二級冶金焦指標對比見表1。試燒等外焦初期，水煤氣產(chǎn)量及水煤氣中有效成分體積分數(shù)(表2)均略有下降，但能夠滿足生產(chǎn)需要，對后序系統(tǒng)影響不大。爐況較平穩(wěn)，上行煤氣溫度較高，炭層較為難降(等外焦灰分質(zhì)量分數(shù)比二級焦高5%左右)，被迫提高爐條的轉(zhuǎn)速，爐渣返焦率較高。根據(jù)等外焦各項指標特性，對造氣爐各工藝操作指標進行了適當調(diào)整(表3)，上述問題好轉(zhuǎn)。

表1 等外焦與二級冶金焦指標對比

表2 水煤氣組分對比 %(體積分數(shù))

表3 試燒等外焦制氣調(diào)整后工藝指標和燒二級冶金焦工藝操作指標對比

經(jīng)核算，試燒等外焦期間，1000m3(標態(tài))水煤氣耗等外焦為720kg(折0.97元/m3，標態(tài));燒二級冶金焦時，1000m3(標態(tài))水煤氣耗二級冶金焦為680kg(折1.27元/m3，標態(tài))。經(jīng)對等外焦試燒期間的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性各方面綜合評定，認為等外焦適用于制水煤氣。

2 出現(xiàn)問題及解決措施

2.1 上行煤氣溫度高，波動大，灰渣返焦率高

(1)因等外焦中灰分含量較高，與氣化劑反應(yīng)時，灰分會覆蓋在等外焦表面，妨礙等外焦與氣化劑的進一步反應(yīng)，導(dǎo)致等外焦反應(yīng)不完全，爐渣返焦率增加，試燒等外焦初期爐渣返焦率達到30%(質(zhì)量分數(shù)，下同)左右;由于灰渣層過厚，氣化層逐步上移，上行煤氣溫度上升，并在650～750℃之間波動。為此，調(diào)整了破碎機齒輥間距，將等外焦粒度由原來40～80mm調(diào)整為30～60mm后，造氣爐運行穩(wěn)定，上行煤氣溫度下降至550～650℃，爐渣返焦率降至20%以下。

(2)改進等外焦振動篩的篩板，篩孔尺寸由25mm×50mm改為20mm×40mm，杜絕了因篩孔過大、導(dǎo)致小粒度等外焦被篩出而造成原料浪費，使等外焦末得到充分篩分，確保了入爐原料的質(zhì)量和試燒工作的順利進行。

2.2 等外焦灰分高，炭層難降

(1)由于原爐箅適用于二級冶金焦，使用等外焦后，爐箅的排灰能力嚴重不足，為此，將出灰口托灰板(假灰盤)寬度由原來的200mm縮小至100mm。為徹底解決問題，在大檢修期間，更換了新型爐箅;針對等外焦特性，調(diào)整了爐箅各層間距，將爐箅材質(zhì)由普通鑄鋼更換為ZG35，最外層添加了鉻錳硅，使用不銹鋼堆焊的破渣筋，極大地增強了爐箅的破渣排渣能力。

(2)原一直依靠手動測量造氣爐炭層高度，不僅測量誤差大，而且由于測量時間間隔長、調(diào)節(jié)爐條機轉(zhuǎn)速相對滯后，導(dǎo)致炭層高度波動大，操作難度增大。在2013年大檢修中，將試焦器改為自動測量系統(tǒng)，操作人員可在總控室隨時了解造氣爐的炭層高度，及時調(diào)節(jié)爐條機轉(zhuǎn)速及加焦量，保持炭層的穩(wěn)定。

2.3 等外焦質(zhì)量不穩(wěn)定，爐況波動大

受多種因素影響，各批次等外焦的質(zhì)量差異很大，生產(chǎn)中如果工藝操作指標調(diào)整不及時，爐況會出現(xiàn)大幅波動而影響爐況穩(wěn)定。為此，制定了等外焦檢查流程，以杜絕因等外焦質(zhì)量差帶來的損失。等外焦到達料場后，物資部、生產(chǎn)部及造氣車間相關(guān)人員一起到料場檢查，目測等外焦質(zhì)量無異常后，才同意卸貨;如目測等外焦質(zhì)量過差，物資部門直接聯(lián)系退貨。聯(lián)系質(zhì)檢中心對(目測過關(guān)的)等外焦檢驗，三方監(jiān)督，多點取樣。檢驗完畢后，各質(zhì)量指標符合要求的等外焦送入焦倉儲存、備用。如等外焦質(zhì)量指標不符合要求的，物資部門通知廠家退貨。實施等外焦檢查制度后，2012年前10個月，因等外焦中水分、焦末超標總共退回等外焦237.28t。

2.4 下行煤氣管道、洗氣箱水封桶積灰

(1)使用等外焦后，由于灰分增加，下行煤氣管道積灰增加較多，相應(yīng)帶入洗氣箱，導(dǎo)致洗氣箱水封桶排污管堵塞，給生產(chǎn)帶來安全隱患。為此，調(diào)整了南北集塵器下灰頻率，由原來每天1次改為每班(8h)1次。制定洗氣箱水封桶檢查制度，下灰時排空洗氣箱水封桶，并由專人檢查，發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象及時清理。制定下行煤氣管道清理制度，由每年大修清理1次改為每月清理1次。調(diào)整工藝操作指標，將上吹蒸汽流量由5500～6000kg/h調(diào)整為5000～5500kg/h，適當增加灰(爐)渣結(jié)塊率，減少小顆粒灰(爐)渣進入下行煤氣管道。實施以上措施后，徹底消除了洗氣箱水封桶堵塞的現(xiàn)象，確保了安全生產(chǎn)。

2.5 循環(huán)水濁度增大

使用冶金焦時，循環(huán)水濁度一般在300mg/L以下，使用等外焦后循環(huán)水濁度達到了500～700mg/L，最高達到1100mg/L。循環(huán)水濁度的增大，加大了對管道、閥門沖刷，易堵塞管道、設(shè)備。洗氣箱水封桶多次發(fā)生堵塞。檢修發(fā)現(xiàn)循環(huán)水管道中均有不同程度的淤積。為此，制定了平流沉淀池抓灰制度，要求每周抓灰3次，并加強中水置換工作。改進后，目前循環(huán)水濁度穩(wěn)定在300～400mg/L，滿足生產(chǎn)要求。

3 運行效果

經(jīng)過半年多的使用，積累了豐富的操作經(jīng)驗，造氣爐工況越來越穩(wěn)定。上行煤氣溫度波動幅度由最初的100℃左右下降至50℃以下;爐渣返焦率由30%下降至20%以下;在保持水煤氣有效組分含量不變的前提下，1000m3(標態(tài))水煤氣單耗等外焦量由最初的720kg下降至680kg，已達到二級冶金焦的單耗水平。經(jīng)核算，使用等外焦3個月累計降低生產(chǎn)成本790萬元。

2014-05-10)