富氧固定床连续汽化技术
(2011-01-07 15:25:09) 前言；
我国以煤焦为原料生产合成氨、甲醇的中小型企业就有几百家，90％以上的企业都是采用间歇式固定床气化技术，而这些企业的生产能耗均在50—60GJ，近年来随着国内煤价的不断的上涨，使不少的企业处于严重亏损状态。而造气煤气发生炉是中型合成氨、甲醇企业的关键设备，其中造气煤耗要占总能耗的65％以上，从而使不少的企业在寻找一条相应投资少，又符合国情，以改造现有的造气工艺设备，来完成节能降耗和环保目的。近十年来，富氧固定床连续气化技术随着国内原料煤价格的不断飙升，在煤化工合成氨、甲醇企业中得到快速发展，由于原料煤价格的原因，该技术和现在的固定床技术相比，该技术既环保又节能，大约要节约1／3--1／4还要多的原料煤，这样就及大的显示出该技术的优点，所以说发展很快，从而引起了不少企业领导的高度重视。 根据贵公司的情况，在现有直径2650--2800mmUGI型气化炉气化工艺作为基础，建议采用固定床富氧连续气化、制氧采用变压吸附制氧技术，对原固定床工艺稍加改造，就能达到节能降耗和环保目的，该技术相应投资较少，单炉发气量大、操作简单，可降低操作工的劳动强度、和节省劳动力，单炉发气量可提高2.5--3倍，将来六台炉子就可满足现有的15万吨合成氨和5万吨甲醇气量的需求，在现有的16台造气炉的基础上将9台炉子可省掉，这样既可降低检修费用又可节省劳动力、还可节省地盘。节省下来的地方可以建富氧装置，所以说要达到节能降耗和环保目的，上富氧固定床连续气化技术是最佳方案。 一；富氧连续气化技术经济分析论正
我以2007—2008年吨氨耗煤情况，以20万吨合成氨算每年大概消耗原料煤，当时的价格，作以参考。 表；（一） 名 称 吨 氨 耗 煤 吨 氨 耗 煤 20万吨氨耗煤 20万吨氨耗煤 20万吨平均 煤 耗 吨 1.6—1.7 1.6—1.7 33万吨 33万吨 焦 煤吨单 价 900元、吨 1000元、吨 按900元吨算 按1000元算 950元算 吨氨耗煤价 1485元、吨 1650元、吨 29700万元 33000万元 31350万元 据近几年的了解，搞富氧固定窗固定床连续气化技术的企业多了，原因是原料煤价格的飙升，加上富氧连续气化和原来的固定间歇气化相比可节约原料煤在1／3--1／4以上。
表；（二） 按1／4计算采用富氧连续气化技术，每年的消耗情况。 名 称 顿 氨 耗 煤 顿 氨 耗 煤 20万吨氨耗煤 20万吨氨耗煤 20万吨平均 表一情况介绍。
一；大家都知道，现在这种间歇气化工艺，在生产半水煤气工艺过程中，造气制气工艺常分为五个阶段，吹风、吹净、上吹、下吹、吹净，吹风阶段主要的目的是向气化炉吹风来提高碳层温度，吹风气从烟筒放空，这样既污染了环境又要消耗大量的碳，注；（当时我在2006年给贵公司建议，评估上了一套三废回收技术，从而解决了环保问题、和节能的问题。当时也曾建议过上富氧连续气化技术，主要也是考虑到吹风气中的有效碳问题，由于急需要解决政府的环保限制问题要上三废回收项目，再加上资金问题，富氧项目就搁置下来了）。 跟据当时的吹风气、和半水煤气成份，计算出每立方米烟气中要消耗0.12的有效碳，而每立方米半水煤气消耗0.22的碳，因为制气和吹风是交替进行，这样算下来其中原料煤中1/3多的有效碳消耗到吹风气中去，就是说假如每吨合成氨耗原料煤在1.65—1.7吨时，如果采用富氧连续气化技术，每吨合成氨按1／4节省算0.4—0.45吨原料煤，按过去07—08年的焦炭900--1000元计算，每吨合成氨的生产成本就可降低380--400元。当然这要减去整个的制氧装置投资运行一切费用。
二；通过以上两表的参数、如果采用富氧固定床连续气化技术，每年在原料煤消耗方面就可节约8.5万吨原料煤，原料煤价格按950元算，在原料煤方面每年就可节约8075万元，当然这没有计算制氧装置的投资费用，银行贷款利息、设备折旧费、每吨合成氨氧气消耗成本。
下面在介绍制氧装置建设、贷款利息、运行费用，及整个的消耗情况。 三；制氧装置设备投资及运行成本； 表；（三） 名 称 制 氧 装 置 每年银行利息 年设备折旧费 氧气耗电m3 投 资 规 模m3 8000--9000 按6％ 15年算 0.3—0.35／度 每立方米、元 4000--4500 240万元／年 212万元 电价0.5元／度 总 计 4000万元 240万元 212万元 0.20元 煤 耗 吨 1.225 1.225 24.5万吨 24.5万吨 焦 煤吨单 价 900元、吨 1000元、吨 按900元吨算 按1000元算 950万算 吨氨耗煤价 1102.5、吨 1225元、吨 22050万元 24500万元 22800万元 四；每吨合成氨的消耗成本， 表；（四） 名 称 银 行 利 息 设备折旧费 吨 氨 耗 氧／m3 吨氨耗吸附剂／kg 合 计 表；三、四介绍
按贵公司年产20万吨合成氨计算，需要建一个每小时8000—9000立方米的制氧空分装置，这一块的投资在4000万元左右，再按化工设备15年的折旧费算，每年的设备折旧费为266万元，银行利息按4000万元年息百分之6算，年利息为240万，看来这个数字有点大，算大一点比较好，这样240+266=506万元，按年产20万吨合成氨计算每吨合成氨的成本25.3元，每吨合成氨耗氧气按450立方米算，生产每立方米氧气要耗电0.35—0.4度，电价按支农产品0.5元算，每立方米氧气耗电价在0.2元再乘以450立方=90元，每吨合成氨耗吸附剂分之筛为0.5—0.6公斤，每公斤分之筛按10元计，就是5--6元，水耗按吨氨耗1.0元。以上几种数据相加，就是制氧工序每吨合成氨所需费用为121.8元，工人的工资可除外，因为造气岗位腾出来的人员可到制氧岗位去。 三；年产20万吨合成氨年所消耗费用
通过以上表格和说明，所有的费用都出来了，我们再来算一下20万吨合成氨每年制氧系统所消耗的费用，再用121.8乘以20万吨，就是一年的费用。这样每年的费用为2436万元，制氧部分的消耗算出来了，再用富氧固定床连续气化节省下来原料煤的费用减去制氧部分的消耗，就是每年的利润，用8075万减去2436万等于5639万元。 四；备注
以上是理论和当时07—08年我在该单位的原料煤实际消耗、和半水煤气成份、吹风气成份所消耗的碳算出来的有关数据，地就是从工业生产实际中考虑，节约原料煤再少一点，富氧消耗在大一点，不管怎么说投资4千多万，8--10个月可收回成本。这还没有计算现造气鼓风机的消耗，因为富氧连续气化技术，不用空气鼓风机，按现造气共十六台造气炉，平常四台炉子一台鼓风机要开四台鼓风机，每台
鼓风机的耗电量也不小，大约每年的电费也在3—4百万，所以说采用富氧固定床连续气化技术，年节约在5--6千万还是没有问题的，8—10个月完全可收回
单 价 元 12 13.3 450／m3 6 合 计 元 12 13.3 90 6 121.3 投资成本。所以说采用固定床连续气化技术是现企业节能降耗的当务之及，也是领导明智之选。 附件；
下面是一种最简单的计算方法，再来证实该技术的节能效果。
1；以现有的炉型造气每吨合成氨的消耗计算，目前每吨合成氨消耗在1.6—1.7，平均按1.65吨原料煤算，每吨煤的单价平均为950元／吨。这样每吨合成氨生产成本为1567.5元。
2；在来计算采用富氧连续气化技术的消耗，每吨合成氨的消耗为1.225吨原料煤，每吨还按950算，每吨的生产成本为1163.75元／吨
3；每吨合成氨所消耗氧气及分子筛和水的成本，合成氨每吨消耗氧气按450立方米计算，分子筛按0.5—0.6计算，水按1元算，
每立方氧气耗电按0.4度计算，吸附剂分子筛按10元计，0.35*450等于157.5度电，每度电按0.5元计，05*157.5等于90元再加上5.5+1等于96.5元 4；综合上述，再用1567.5—1163.75-96.5=307.25元，
5；贷款利息、设备折旧费，按40000万计算，每年的利息为240万，设备折旧费按15年算，每年为266万，再用240+266=506万，506万再除以20万吨，就是每吨合成氨所摊的成本，每吨的成本为25.3元，再用307.25-25.3=281.95.2元。这样每吨合成氨的节约成本就出来了，再用281.95乘以20万吨，这就是每年的效益，每年的效益为5639万元