问题：化肥行业新工艺
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时间：2006-12-08 14:16:39 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

化肥行业划时代的变革已经到来
—记洛阳豫燃煤气设备公司两步法制备煤气新工艺
关键字：五步法、煤制气、两步法
化肥行业主要是用煤制成半水煤气，来合成化肥的原料—氨。
目前我国以固体燃料为原料的合成氨厂，大部分采用固定床间歇气化法制备半水煤气，其传统的工艺流程分为五步：即五步法。
第一步：吹风，在煤刚燃烧起来时，向燃烧层短时吹入大量的空气，使温度迅速升高。
第二步：上吹制气，温度升高到一定程度后，由炉子底部通入混有适量空气的水蒸汽，与碳反应生成煤气，煤气由炉顶引出。
第三步：下吹制气，由于空气和水蒸汽的混合物温度低，且气化反应大量吸收热量，会使炉底温度迅速降低，气化层随之上移，因此，需要改变气流方向，稳定气化层，即由炉顶送入空气和水蒸汽的混合物，由炉底引出煤气。
第四步：二次上吹制气，下吹制气结束后，燃料层温度大幅度下降，且炉内存留有残余的煤气，此时如果立即吹风，煤气与空气相遇就有可能发生爆炸，因此，再次将空气与水蒸汽的混合物，从炉底通入，将残留的炉内煤气排尽。二次上吹虽然也能产生煤气，但主要是防止爆炸发生。
第五步：空气吹尽，二次上吹后，管道内会存留有煤气，如果立即放空，会损失部分煤气，因此，需要从炉底再通入空气，将残余煤气回收，这一过程称为空气吹尽。这一过程完成后，由吹风开始进入第二个循环。
综上所述，可以看到，五步法制备煤气，存在着诸多问题：
第一、工艺复杂，工序多，每道工序之间的转换，都是通过阀门切换来实现的，费时繁琐。
第二、热效率低，为防止挂壁而在炉内增设的水夹套锅炉，吸收热量大，夹套面积的冷壁效应强烈，其附近温度难以升高到制气温度。
第三、煤耗大，理论上，合成1吨氨，需要煤830Kg，实际上，目前各化肥厂的吨氨煤耗量都在1.20吨以上，有的甚至达到了1.35 吨。
针对化肥行业五步法造气工艺中存在的问题，煤气行业专家，洛阳豫燃煤气设备公司总工程师陶予敏多年来潜心研究、身体力行，在经历了无数次试验，耗费了巨大的人力、物力、财力后，终于发明了一种两步法制气的新工艺。（该项技术已申请专利，专利号：200620130339.4）
两步法制气工艺的特点是：
第一步，同五步法一样仍是吹风，使炉温迅速升高到制气温度，但吹的风是通过热交换器转换后的热空气（约300°C），以提高制气阶段的供热量；
第二步，制气，同样由炉子底部通入混有适量空气的水蒸汽（即气化剂），气化剂同样通过热交换器进行预热至300-350 °C ，气化剂与碳反应生成的煤气由炉顶引出。之后即进入第二个循环，吹风、制气。
与五步法比较，两步法主要存在以下方面的优势：
一、工序简单，只有吹风，制气两个工序，设备得到了简化。
二、缩短了吹风时间，增加了有效制气时间，提高了单炉制气量。
三、产气稳定，热值高，两步法中没有气路的转换，没有共用管道，保证了煤气的纯度和稳定性，热值可达到2800—3000 Kcal/Nm3。
四、降低原料煤的消耗，两步法中煤的利用率可达到90%，合成1吨氨，如果用两步法来完成，耗煤量在1—1.1吨左右，也就是说，化肥厂每合成1吨氨，将可节约200-250Kg的煤。
两步法制气主要解决了五步法制气过程中，第一个循环完成后，第二个循环开始时，炉内煤层温度过低，不能复燃的问题。它主要采用了三种措施来解决这个问题。
第一、加装换热器，通过换热器将出炉的水煤气的热量置换到吹入炉内的空气和气化剂上，由于是热空气吹入，能有效的提高炉内基础温度；
第二，在通入的气化剂中加入少量的氧气助燃，这样可提高炉内温度300°C以上；
第三，在炉体内表面浇注特制保温层，防止挂壁情况出现和减慢炉内热量的散失。这样做的最终结果是保证了制气结束时，床层下部温度不低于800°C，在下一循环吹风时，能迅速燃烧升温，达到制气温度。
山西芮城安瓶厂是国内医药包装行业知名厂家，有安瓶生产线10条，年产安瓶2亿支以上，原来生产线采用液化气作为燃料，每天消耗液化气2吨价值1万多元，06年5月份引进一套洛阳豫燃煤气设备公司两步法煤制气设备，在对所产煤气进行除尘、脱硫、水洗、脱萘等处理后，所产煤气完全符合安瓶行业对气源高热值、高纯度、高稳定性的苛刻要求，每天耗煤5吨左右，即可完全满足生产要求，由于气源稳定、质量好，产品成品率也大幅度提高，取得了良好的经济效益。
山西芮城安瓶厂设备连续几个月的稳定可靠运行，表明了两步法这种先进的制气工艺，是一个成熟的技术，可以推广应用。据测算，如果在化肥行业推广两步法来替代五步法，以吨氨节煤200Kg计算，仅我国一年就能节煤上千万吨。两步法造气还能用于制碱行业，以节省能源。除此外，经过简单变换和脱碳处理，两步法造气技术亦可应用于城市民用生活煤气行业。
任何一项新技术的产生，都是以人类的需求作为前提的。在当今能源消耗加快而日益短缺的形势下，节约能源，提高能源利用率早已成为各国的共识。据一份报道称，每创造1万美元的产值，中国对能源的消耗是美国的11倍，日本的16倍，德国的13倍，即便如此，这些国家也仍在提倡节约能源。对于我们这样一个能源消耗大国，节能降耗更是当务之急。
正是基于这种状况，洛阳豫燃煤气设备公司致力于节能产品的研发制造和节能技术的开发，具有多项煤气行业技术专利。针对化肥行业，开发的两步法煤制气新工艺，更是具有国际先进性和广阔的应用前景，它将为化肥行业带来一场革命。
作者：陶予敏、周从茂
2006-12-7
邮箱：zhoucongmao@tom.com

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