对于影响小合成氨量的原因探讨

　　1. 1 煤质

　　（ 1） 煤的水分高， 不仅直接影响煤的热值， 而且影响气化过程。水分含量增高， 会降低造气炉内温度， 降低蒸气分解率， 减少发气量。过湿的煤块在筛分过程中， 降低筛分效率； 带入造气炉， 使气化条件恶化， 增加系统阻力。因此要求入炉煤水分含量低于 5% .

　　（2） 煤的挥发分高， 所制造的煤气的甲烷含量及煤焦油含量高。甲烷含量高， 增加了合成放空量； 煤焦油含量高， 难以全部清除， 影响生产，所以煤的挥发分一般不超过 6% .

　　（3） 煤的灰分高， 相对地减少了固定炭的含量， 使煤的发热值降低， 同时也降低了煤的化学活性， 加重排灰负荷， 增加停炉时间， 降低炉子的开工率。一般要求燃料煤中灰分含量不超过（ 1 5 20） %.

　　（ 4） 煤的硫含量， 在气化过程中约有（ 70 80） % 转入到气体中， 其中（ 90 95） %呈硫化氢形式， 其余呈有机硫的形式存在， 这些含硫化合物不仅腐蚀金属设备、管道， 而且能使催化剂中毒， 煤中的硫有（ 10 20） % 在气化过程中转入灰渣中，降低灰熔点， 对气化不利。因此要求入炉煤硫含量应小于 1% .

　　（5） 机械强度和热稳定性差的煤， 在气化和燃料层移动过程中， 在煤气发生炉内破碎率比较高， 易形成小粒度煤或煤粉。这些煤屑有的随气流被带出造气炉， 有的积聚在一起， 燃烧后易造成结疤观象， 使炉内炭层的阻力分布不均， 极易造成造气炉内出现风洞、结疤， 使气化条件恶化， 以致无法维持正常生产。因此机械强度和热稳定性差的煤， 不宜于作气化原料。

　　（6） 煤的化学活性亦称反应能力， 是指煤与气化剂中的氧、水、蒸气、二氧化碳反应的活性。

　　化学活性高的煤， 容易与氧、水蒸气、二氧化碳反应， 有利于气体质量和气化能力的提高。

　　（7） 煤的灰熔点的高低， 是影响煤气发生炉内气化温度的主要因素之一。灰熔点低的燃料，气化层温度不能控制太高， 限制了气化温度的提高， 致使蒸气分解率低， 发气量和气体质量不高。

　　当燃料层局部温度达到或超过灰熔点时， 则会造成炉内结块、结疤等现象， 致使炉内某一截面阻力不匀， 严重时会造成煤气发生炉不能正常生产。

　　因此， 煤的灰熔点越高对气化过程越有利。

　　总之， 良好的煤质对煤气发生炉的煤气产量影响很大， 国家规定低位发热值为 29 270 kJ/ kg的燃料为标准煤。

　　1. 2 气质

　　气体质量主要指煤气中的各种气体成分含量的高低， 煤气中 H 2和 CO 通称有效氢， 半水煤气中有效氢含量 68%； 合成循环气氢氮比为 2. 2 2. 8.煤气中 CO 2含量低（ < 8% ） ， CO 含量高（ > 30%） ， 碳铵产量也高， 盈余氨也越多， 否则结果相反； CH 4含量高， 合成放空量大， 增加有效气体的放空， 增加煤耗。半水煤气成分的调节， 包括氢氮比、甲烷、二氧化碳， 氧含量等， 主要是氢氮比的调节， 多采用增大或减小加氮空气用量来调节氢氮比； 采用延长或缩短空气吹净时间进行调节。

　　调节氢氮比不宜过急过猛， 力求氢氮比基本稳定。

　　对于半水煤气中的甲烷、氧和二氧化碳的调节， 是通过控制炉温来进行的。炉温高， 甲烷、氧和二氧化碳含量低； 反之， 含量则高。若炉内炭层有风洞或吹风阀和下行阀关闭不严， 则氧量突然增高， 应及时处理。

　　1. 3 固定层煤气发生炉的系统阻力

　　固定层煤气发生炉系统阻力的大小是影响产气量的重要因素之一。系统阻力可分为煤气炉床层、洗气箱以及气柜等三种阻力， 造成阻力大的原因是多方面的。设备结构、管道长短、原料性质、流程繁简等都会影响系统阻力的大小。

　　控制好床层阻力是提高产气量的手段， 当煤气炉气化层温度一定时， 入炉气化剂通过燃料层的速度是直接影响气化反应速度， 它决定于扩散过程气化剂与燃料的接触时间。当床层阻力过大时， 生产出的煤气成分中有效组分较高， 但是在单位时间内的产气量受到限制。反之， 在单位时间内可以获得较高的产气量， 但是煤气中有效气体成分减少， 且含有大量未分解的蒸气。可见固定层煤气发生炉的床层阻力过大或过小均不好。影响床层阻力的因素有： 燃料层高度、燃料品种、燃料粒径、燃料性质、含粉率、炉箅等。

　　（ 1） 燃料层高度不同性质的燃料其燃料层高度有不同的要求， 燃料层高度与床层阻力成正比关系， 即燃料层越高， 阻力越大。因此， 选择合适的燃料层高度是降低床层阻力和提高煤气炉产气量的有效途径。燃料层高度是从炉篦以上算起， 以焦炭为原料时为 1600 1800 mm 为宜； 以块煤为原料时 1400 1600 mm 为宜； 以小块煤、煤球、煤棒为原料时 1200 1500 mm 为宜。

　　（ 2） 燃料品种当在同等高度的燃料层中，不同品种的燃料其床层阻力大小不一样。如焦炭的气孔率大（ 40 50） %其床层阻力就小， 其次是型煤（ 煤球或煤棒的气孔率适中 14% 27%） 其阻力居中， 块煤的气孔率*小（ 0 5. 5） % ， 其床层阻力大。

　　（ 3） 燃料粒径在燃料层高度不变的情况下， 粒径大的燃料床层阻力小， 粒径小的燃料床层阻力大。因此， 要求各种不同粒径的燃料进行分级气化， 这样可以使不同粒径级别的燃料分别寻找合适的煤料层高度， 旨在选择理想的床层阻力。

　　根据固定层煤气发生炉气化特点， 切不可将粒径不同的燃料混合投炉使用， 它会造成床层阻力不匀现象， 对气化影响很大。

　　（ 4） 燃料性质燃料性质差会使床层阻力增加， 如有的块煤固定碳含量虽然很高， 但机械强度和热稳定性差， 燃料入炉后产生爆裂现象， 造成床层阻力增大。

　　（ 5） 含粉率含粉率过高的燃料， 会形成粉状燃料粘附于块状燃料表面， 影响气化剂与块状燃料的接触。另外， 燃料遇高温后粉状燃料从块状燃料上分离下来， 会堵塞块状燃料之间的空隙，增加床层阻力， 因此， 将含粉率控制在 2% 以下。

　　（ 6） 炉箅煤气炉炉箅的结构好坏也是影响床层阻力的一个重要因素， 有的炉箅通风面积小，使气化剂在吹风、上吹、吹净时炉下出现受阻现象， 并形成蹩压， 直接影响到煤气炉的产气量。另外在下吹制气时产生的煤气不能尽快的从炉箅间隙中送出， 致使床层阻力增加。理想炉箅的通风面积占炉膛截面的（ 18 20） % 为*佳。

　　2 氮氢气压缩机的打气量

　　2. 1 搞好压缩机的大修

　　压缩机每年都要有计划地停车大修。有时年度不进行大修， 只对部分零部件进行更换， 清洗，其结果是开上 3、4 个月响声很大， 零部件经常损坏， 主机出力率达不到规定指标。因此在大修压缩机时， 应配备有经验的维修工分组包机， 精心拆卸， 检查所有零部件。提高备品备件质量， 是提高压缩机运转周期的关键， 在购置备件时必须严格把好质量关， 做到不合格的备件不购置、不入库、不使用， 安装时对照原来记录的数据重新找正， 找平， 调整间隙， 在控制指标内， 彻底清洗积垢的零件（ 如气缸水套， 冷却器等） ， 并作好防腐处理， 对压缩机基础进行沉降观测， 检查有无裂纹等不正常现象。同时不断组织维修工人学习， 提高技术水平， 提高检修质量， 每检修一台必须按照质量标准反复运行试车方为合格。这样可使压缩机在良好的运行状况下长周期安全运转， 减少调车次数， 以节约电和气， 并降低压缩机的维修费用。

　　2. 2 提高压缩机打气量

　　（ 1） 降低一段进口气体温度降低一段进口气体温度， 可使气体的体积减小， 使压缩机在同等功耗的情况下， 可增加吸入气量， 从而使合成氨产量有所提高， 降低一段进口气体温度的方法很多， 除使用地下水进行洗气， 水温较低， 降温效果好外， 主要是在进气管道上安装一根喷淋水管， 冷却管壁、降低一段进口气体温度； 其次是合成精炼工段氨冷却器的气氨送到吸氨岗位制氨， 可以利用这部分冷量， 在冷却铜液减少精炼冷量消耗的同时利用该气氨冷却压缩机一级进口气体。另外要尽量减少各段气回一段气量， 因各段回一的气体温度高， 回一后提高了一段气温，减少气体吸入量。

　　（ 2） 适当提高一段进口气体压力压缩机排气量的大小与一级进口气体的压力有直接关系。

　　在一段进口气体温度相同的情况下， 提高进口气体的压力， 可提高吸气量， 即在压缩机内部工况相同时， 提高一段进气压力可达到增产降耗的目的。但提高压力是有限度的， 进气压力升高， 各级活塞力增加， 轴功率也相应增加， 电机的储备电容降低， 设备在长期运转中容易烧坏电机。同时一进压力过高， 超过活塞环允许的密封能力，降低了气缸内的密封性能， 内漏增大， 减少压缩机实际排气量， 因此一段压力也不应提的太高，具体提压高低视压缩机的*大活塞力和密封材料而定。

　　（ 3） 搞好段间冷却， 控制各段进气温度压缩机工作时所需的压缩功， 取决于气体状态过程， 亦即压缩机功耗的大小与用冷却方式去消除压缩气体所产生的热量的大小。在压缩机压缩做功过程中有等温压缩过程和绝热压缩过程， 在其它条件不变时， 等温压缩过程做的功*小， 绝热压缩过程做的功*大。而实际压缩过程是多变的， 压缩后的高温气体被移走的热量越多， 越接近等温压缩， 因此段间冷却是压缩机功耗大小的关键， 要使压缩机功耗减少， 水冷器的清理和垢物的消除是一项节能降耗显著， 操作简单的有效措施。

　　（ 4） 降低压缩机的*终压力压缩机*终压力送至合成塔内进行反应， 气体质量的优劣， 合成反应的好坏， 操作水平的高低， 直接影响*终压力的升降。经计算*终压力若降低 0. 1 M Pa，则压缩机相应降低 0. 6% 左右。因此认真执行工艺指标， 保证气体质量， 提高反应效率， 使压缩机*终压力有所降低， 既保证了设备的安全运行， 又有利于能耗的降低和产量的增加。

　　（ 5） 压缩机的泄漏压缩机的生产能力与活塞环、吸排气活门密封填料的气密性有很大关系， 还与排油阀、近路阀等泄漏及倒机放空、超压放空等有关。除了定期清洗活门随时更换漏气的活塞外， 要选择质量好的填料 （ 聚四氟高密封填料） 和阀门， 压缩系统的排油阀及近路阀均进行升级， 减少系统泄漏， 充分降低压缩机的无效功。

　　3 总结

　　有了大气量和好的打气量还不能保证高产低耗， 还要消除或减少合或氨系统的泄漏和放空， 这些泄漏和放空不仅降低产量， 增加原料消耗， 而且还污染环境。

　　减少泄漏和放空主要有两方面即： 搞好设备管理、工艺指标管理、备品备件质量管理， 减少泄漏； 搞好稳定生产， 减少放空（ 超压放空、制不合格气体放空、例修压缩机放空等） .放空气的回收有两方面： 回收后的气体送去燃烧产蒸气， 减少烟煤消耗； 回收后的气体提取氢气， 送入生产系统， 多产液氨。

　　氨的回收有： 合成放空气， 弛放气、再生气三气回收氨， 根据压力级别不同， 合成放空气、弛放气采用等压回收方法， 把回收压力提高到1. 0 1. 6 M Pa 范围内， 充分回收气体中的氨， 回收的氨送入碳化， 气体送入提氢装置回收氢或送吹风气回收系统燃烧； 再生气采用常压循环吸收法回收氨， 回收的氨送脱硫， 气体送脱硫罗茨风机入口。

　　这些有效措施实施之后， 还要进行有效的管理， 使管理跟得上时代的步伐， 这样才能使生产从造气到合成， 有效气体充分合成及利用， 从而达到稳产、高产、低耗、增效的目的。