鲁奇炉煤锁气回收鼓风机压缩机工艺比较分析

马冬云，孟祥清

（1.阜新高等专科学校，辽宁阜新123000；2.辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司，辽宁阜新123000）

鲁奇炉是当今煤气化工艺的重要技术之一，鲁奇加压气化炉为实现连续加煤，在气化炉上部设置了煤锁[1，2]。正常生产情况下煤锁与气化炉内压力相同。当煤锁空需加煤时，煤锁下阀关闭泄至常压，煤靠重力加入煤锁，而后用煤气进行充压，压力平衡后打开煤锁下阀，将煤加入气化炉，如此往复循环。而煤锁在泄压时要释放大量的煤锁气，主要成分基本与粗煤气相当，排入大气会造成工业污染，送气化炉热火炬烧掉是一种能源的浪费，当今倡导绿色化工，对于煤化工行业进行优化工艺节约资源具有重有意义，如何有效的回收这部分资源来节能降耗，减少环境污染是关系化工企业可持续发展的关键因素[3-5]。目前在国内有两种工艺，即煤锁气压缩机回收和煤锁气鼓风机回收工艺，两种工艺不断优化发展至今两具特色[6]。本文拟就其优缺点，实际运行衡算做一综合比较分析。

煤锁气压缩机工艺是将几台气化炉的煤锁气汇入总管，进入煤锁气洗涤器、煤锁气分离器进行洗涤分离后，送入煤锁气气柜贮存，采用往复式压缩机给煤锁气加压到粗煤气的系统压力，并入管网，粗煤气分离器釜底产生的煤气水泵送洗涤器循环利用,见图1。

煤锁气鼓风机工艺同样是将几台气化炉的煤锁气汇入总管，进入煤锁气洗涤器、煤锁气分离器进行洗涤分离后，送入煤锁气气柜贮存，采用离心式鼓风机加压到千帕级送入动力锅炉作为气体燃料烧掉，这种工艺既保护了环境，又节省了资源。

图1 典型的煤锁气压缩机回收工艺Fig.1 Typical compressor recovery technology of coal lock gas

图2 典型的煤锁气鼓风机回收工艺流程Fig.2 Typical blower recovery technology of coal lock gas

1 两种工艺技术参数比较

某公司典型的煤锁气压缩机和某厂典型的煤锁气鼓风机设备回收工艺流程见图1，2，其设备参数比较表1。

2 投资和生产经济性比较

按照某公司典型的煤锁气压缩机和某厂典型的煤锁气鼓风机工艺设备类型进行工艺和生产成本对比。

2.1 投资比较

某公司煤锁气压缩机工艺投资：煤锁气压缩机机组（3套）2040万元，油澄清池现场制作按10万元，合计2050万元。

某厂鼓风机机工艺投资：一期气量33640NM3· h-1,气柜填充量在生产中可忽略不计，即气柜入出口气量平衡，能保证生产安全稳定状态。需要设计打送量10000Nm3的鼓风机至少五台，四开一备。参考原位于黑龙江省依兰县的哈尔滨气化厂的鼓风机价格约60万元，共计300万元，加上气柜出口地下水封槽2个，单价10万元，出口分离器2个，单价40万元，此两项设备共计100万元，鼓风机工艺流程投资即400万元。

表1 某公司典型的煤锁气压缩机和鼓风机设备参数比较Tab.1 Data comparison of typical compressor and blower

其他配套设备、管线、阀门基本相同，不计入比较。若选用鼓风机工艺，节省投资：2050-400=1650万元。

2.2 生产成本比较

耗电：参考某厂鼓风机功率估算约为300kW×4= 1200kW，若采用压缩机工艺3850kW×2=7700kW。年省电成本:（7700-1200）kW×8000h×0.6元/kW· h=3120万元；年耗循环水：380M3·h-1×2×8000h× 0.2元·m-3=121.8万元；鼓风机工艺基本没有循环水消耗，若采用鼓风机工艺年节省成本3120+121. 8=3241.8万元，可见经济效益可观。

备品备件费：鼓风机每年10万/5台，压缩机每年30万/3台。

采用鼓风机较压缩机流程年节约3261.8万元。

3 煤锁气送锅炉燃烧的安全生产要点

3.1 煤锁气投用程序

（1）利用低压蒸汽进行吹扫、疏水，预热管线十分钟，彻底无水后关闭吹扫阀。

（2）确认水疏净后，开煤锁气二次总阀。

（3）逐个投入1～4#角煤锁气（煤锁气投入煤锁气时开启阀门应缓慢，防止有水喷入炉膛）。

（4）根据压力实际情况适当调整调节阀开度（母管压力不高于4kPa）。

（5）根据压力实际情况确定锅炉投入煤锁气数量。

（6）投入煤锁气正常后对系统进行一次全面检查。

（7）投入煤锁气燃烧时注意风、煤气配比，及时调整二次风量。

3.2 注意事项

遇下列情况应停止投入煤锁气：

（1）锅炉灭火。

（2）锅炉燃烧不稳及出现其它情况。

（3）锅炉停炉及停炉后。

（4）因省煤器泄露及其它原因造成排烟温度较低时。

（5）停一台引风机时。

（6）炉正压时。

4 结语

（1）煤锁气、贫煤气（低温甲醇洗解析出来的煤气也送入动力锅炉燃烧，两者共用一个总管）完全可加入煤粉锅炉燃烧（但在循环流化床没有业绩，安全系数不高），因为煤粉炉停车后炉内没有高温残炭及灰，而循环流化床由于工艺特性必须保留一部分固体物料，若有阀门内漏情况下容易形成爆炸的条件。

（2）煤锁气入炉喷嘴前加防回火阻燃器，对称四喷嘴入炉，按照煤的燃烧特性、燃烧动力场使煤气进行充分燃烧。

（3）操作上加强管理，锅炉开车正常后将煤锁气投用，停炉前切出系统，炉内动火进行可燃性气体分析。

（4）锅炉现场安装可燃性气体报警仪，气体超标时能够及时响应。

（5）根据煤锁气在锅炉中的燃烧情况及时调整锅炉工况。

（6）加强管线疏水排液，防止鼓风机系统蹩压或打送量不足。

通过以上对比分析，在工艺路线、工程造价、设备维护及安全保障上，煤锁气鼓风机工艺路线优于压缩机工艺（年节约3261.8万元），而且完全能实现长周期安全稳定运行。2012年4月运行以来，最长连续稳定运行4个月，取得了非常好的经济效益。本文不仅详述了煤锁气送锅炉中燃烧的工艺参数，还论述了所要采取的安全措施，具有良好的可操作性。

［1］ 雷利军.国内外几种主要煤制气技术的发展现状及利弊简评［J］.安徽化工，2003,（1）：10-11.

［2］ 丁立功，白晓黎，马三红.PLC在鲁奇炉煤锁灰锁中的应用及改进［J］.大氮肥，2000,23（3）：211-212.

［3］ 张震.几种煤制气方法的技术现状及工艺比较［J］.河北化工，2009,32（6）：41-42.

［4］ 宋军丽，杨云涛.鲁奇气化工艺优化控制［J］.中州煤炭，2012，（3）：38-40.

［5］王鹏，张科达.碎煤加压固定床气化技术进展［J］.煤化工,2010,（1）:12-15.

［6］ 范国宏，尚乃明.鲁奇加压气化炉煤锁气回收方案选择［J］.云南化工，2004,31（6）:51-52.