氮肥行業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展都具有了自己一套完善的生產(chǎn)技術(shù)，而相對(duì)造氣技術(shù)也走上了成熟的道路。制氣的方法和門(mén)類(lèi)也變得多樣化，制氣的投資和規(guī)模也大不一樣，相對(duì)投入和產(chǎn)出也不一樣。對(duì)我國(guó)國(guó)情來(lái)說(shuō)是一個(gè)貧油富煤的國(guó)家，發(fā)展煤制氣技術(shù)空間很大，碳一化學(xué)空間更大。油制氣技術(shù)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展已逐步退出制氣行業(yè)而煤制氣技術(shù)則日趨完善和提高。什么樣的造氣技術(shù)發(fā)展空間更大，更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力呢？這個(gè)問(wèn)題的答案各不相同，但我認(rèn)為：不管什么技術(shù)只要適應(yīng)本廠實(shí)際就好，但不是什么技術(shù)都先進(jìn)，應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際特點(diǎn)選擇合適的工藝技術(shù)。這幾年國(guó)外德士古水煤漿制氣、殼牌粉煤氣化、恩德粉煤氣化和國(guó)內(nèi)灰融聚粉煤制氣都得到了高速發(fā)展，各自都有自己的獨(dú)門(mén)絕活，是否這些技術(shù)已取代了當(dāng)前應(yīng)用最多的固定層間歇式制氣技術(shù)呢？答案是不。很多廠家依然沿用了固定層制氣技術(shù)，有些廠家選用了德士古水煤漿制氣或殼牌后仍然開(kāi)著固定層造氣爐。這說(shuō)明了固定層間歇式制氣技術(shù)發(fā)展空間還很大，對(duì)此我提出下一步有待完善固定層間歇式制氣技術(shù)的發(fā)展展望。

1、固定層間歇式造氣的缺點(diǎn)：

1．1固定層間歇式造氣屬常壓制氣、間歇式生產(chǎn)，間歇式生產(chǎn)的負(fù)荷相對(duì)較小，若大規(guī)模生產(chǎn)需占用很多土地，投入的人員多，同時(shí)機(jī)械化應(yīng)用相對(duì)困難。

1．2間歇式生產(chǎn)工藝中出現(xiàn)生產(chǎn)氣的不能完全回收和廢氣的不能完全放空，階段之間的層次劃分不清，易出現(xiàn)生產(chǎn)的真空或不做功的現(xiàn)象。

1．3間歇式造氣對(duì)煤種的粒度要求比較苛刻，一般粒度應(yīng)在6毫米以上方可制氣。

1．4間歇式造氣爐的生產(chǎn)能力有限，當(dāng)前單爐的最大能力100噸氨/天。

1．5間歇式造氣爐帶出物多，爐渣可燃物高，入爐煤耗高。

上述弱點(diǎn)就是很多資金雄厚的企業(yè)不愿意選用此工藝的理由，片面地選用了投資巨大的國(guó)外制氣技術(shù)，如殼牌、德士古、恩德?tīng)t等，上述爐子每臺(tái)爐投資在5000萬(wàn)以上甚至于上億元。而對(duì)中國(guó)化造氣的技術(shù)沒(méi)有更深入的研究，只認(rèn)為固定層間歇式技術(shù)已到了淘汰期，發(fā)展空間有限。而我認(rèn)為固定層的發(fā)展還很大，路子還很長(zhǎng)。為什么這樣說(shuō)，固定層造氣技術(shù)對(duì)煤種的適應(yīng)性較為寬泛，它可以燒灰融點(diǎn)很低的寧夏煤，也可以燒活性很差，矸石含量很高的河北煤，還可以燒粒度6毫米以上的小粒煤。作為我們企業(yè)是1958年建廠的老企業(yè)，從大連拆遷第一代固定層UGI造氣爐，開(kāi)始所燒的原料為焦炭，經(jīng)過(guò)40年的發(fā)展，我們企業(yè)經(jīng)歷了由焦炭煤換晉城煤，再由晉城煤換寧夏煤、河南半煙煤、型煤等，煤種也由單一變?yōu)閮煞N煤到四種煤的混燒，這些變化均在固定層造氣中實(shí)現(xiàn)了�？梢哉f(shuō)固定層間歇式造氣對(duì)煤種的適應(yīng)性是很強(qiáng)的，它已超出了國(guó)外制氣技術(shù)。當(dāng)前國(guó)外的制氣技術(shù)對(duì)煤種的要求很高，這也說(shuō)明了固定層技術(shù)也有獨(dú)到之處，在當(dāng)前條件下只要揚(yáng)長(zhǎng)避短就能把中國(guó)化的固定層制氣技術(shù)趕超國(guó)外技術(shù)。在此我提出了我國(guó)固定層造氣技術(shù)應(yīng)在以下方面進(jìn)行完善、強(qiáng)化，這樣中國(guó)化的固定層間歇式制氣可以與國(guó)外技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，（此方面僅指經(jīng)濟(jì)效益，沒(méi)有把社會(huì)效益列在其中。）

（一）、工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)突出緊湊

固定層造氣爐是采用間歇式制氣，在制氣工藝中有幾對(duì)矛盾。這幾對(duì)矛盾對(duì)工藝設(shè)計(jì)很重要，經(jīng)常提到的是：吹風(fēng)與制氣的矛盾（放熱與吸熱的矛盾）、上吹與下吹的矛盾、加焦與出灰的矛盾，這幾對(duì)矛盾是大家熟知的，也是大家對(duì)造氣的物料平衡和熱量平衡處理得比較好的。但是在造氣實(shí)際生產(chǎn)中還有一對(duì)矛盾沒(méi)有引起高度重視，它就是吹風(fēng)阻力與制氣阻力之間的矛盾，這對(duì)矛盾沒(méi)有在工藝設(shè)計(jì)中進(jìn)行很好地考慮，只是在操作中有所注意。大家都知道吹風(fēng)階段提倡強(qiáng)風(fēng)短吹，力求減少還原反應(yīng)，吹風(fēng)流速相對(duì)要快；制氣階段要求適當(dāng)加大制氣阻力，增大氣化及與碳的接觸時(shí)間，提高反應(yīng)效率。在此問(wèn)題上，一些企業(yè)為達(dá)到強(qiáng)風(fēng)短吹，盲目加大風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)由D400改為D600,D700改為D1100，但改造后效果沒(méi)有明顯改觀，這就是沒(méi)有處理好這對(duì)矛盾原因。也就是對(duì)工藝設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題沒(méi)有深入研究?jī)H考慮表面現(xiàn)象，這使得有些企業(yè)加大了風(fēng)機(jī)后風(fēng)機(jī)出口僅開(kāi)一半的真實(shí)表現(xiàn)。對(duì)此固定層造氣的設(shè)計(jì)初期必須優(yōu)先考慮吹風(fēng)阻力與制氣阻力，這是固定層制氣技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。中氮消耗與小氮相比偏高，是小氮管理好嗎？不是，是小氮操作控制好嗎？不是。關(guān)鍵是小氮肥工藝設(shè)計(jì)的合理，這是小氮發(fā)展的法寶，也是這幾年中氮肥丟棄大爐子而上小爐子的核心。從表面上是由大爐子改成小爐子，實(shí)際上是工藝流程的改進(jìn)。一些廠家僅由大爐改成小爐子，而后面的附屬設(shè)備沒(méi)有改進(jìn)，工藝流程沒(méi)有簡(jiǎn)化，使得消耗也沒(méi)有發(fā)生很大的變化，產(chǎn)氣量也沒(méi)有很大地提高，我認(rèn)為工藝流程設(shè)計(jì)應(yīng)從下面進(jìn)一步完善。

①造氣爐是一個(gè)反應(yīng)器，它必須有一定的阻力，阻力給定的條件是：盡可能減少造氣爐外部阻力，盡可能提高造氣爐內(nèi)部阻力，實(shí)現(xiàn)外部阻力最小化，內(nèi)部阻力最大化。首先在設(shè)備布置中必須優(yōu)先考慮管道的布置情況，做到管道阻力最小，管徑最大化，也就是在流速范圍之內(nèi)選用最小流速的，管道盡可能選用直管避免出現(xiàn)彎頭，上氣道管徑要粗，在設(shè)計(jì)中必須經(jīng)過(guò)計(jì)算，耐火襯里堅(jiān)決不能影響到開(kāi)始計(jì)算的管徑，很多企業(yè)管子選粗了而耐火襯里厚度不嚴(yán)格把關(guān)出現(xiàn)上行管卡脖子了也不知道。一旦把上行管變細(xì)了會(huì)嚴(yán)重影響吹風(fēng)效率，將增加吹風(fēng)阻力，吹風(fēng)階段還原反應(yīng)加強(qiáng)，出現(xiàn)下列反應(yīng)：CO2+C=2CO-Q,從反應(yīng)式中不難看出，此反應(yīng)可消耗兩分子的碳，是碳流失最多的過(guò)程，應(yīng)嚴(yán)格避免此反應(yīng)發(fā)生，避免的手段是提高流速，提高流速的手段分多種：有提高風(fēng)壓的、有加大風(fēng)機(jī)的、有降低碳層的，但最有效的手段是降低造氣爐外部阻力，把吹風(fēng)氣集中回收提高吹風(fēng)氣鍋爐引風(fēng)機(jī)量，實(shí)現(xiàn)出造氣爐吹風(fēng)氣微正壓或微負(fù)壓，造氣爐的碳層高度盡可能提高，風(fēng)機(jī)選用大壓頭的。在此條件下，旋分除塵器在考慮除塵的同時(shí)應(yīng)考慮阻力的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)上氣道和旋分除塵無(wú)阻力輸送。在制氣階段以提高阻力為主，提高阻力的方法有幾種，但最好的方法是以提高碳層為主的方式，這就需要適當(dāng)提高爐體高度，實(shí)現(xiàn)高徑比最大化，最優(yōu)化。對(duì)影響制氣阻力的煤氣管道應(yīng)注意計(jì)算實(shí)現(xiàn)每臺(tái)設(shè)備阻力最小，制氣阻力僅以氣柜阻力為主。這就要求造氣爐的附屬設(shè)備必須少，盡可能不設(shè)單爐單設(shè)備，盡量做到幾臺(tái)爐共用設(shè)備，單爐單設(shè)備會(huì)占用大的空間，設(shè)備利用率低。例如洗氣箱設(shè)備利用率只有60%，同時(shí)應(yīng)用后會(huì)從此處帶出大量煤氣造成浪費(fèi)，因此盡量少用單獨(dú)設(shè)備。設(shè)備管道越短越少越好，做到工藝設(shè)計(jì)緊湊。

②間歇式生產(chǎn)的閥門(mén)是工藝控制的重點(diǎn)，它是固定層造氣控制的關(guān)鍵，也是提高生產(chǎn)降低消耗的關(guān)鍵，如何再次改進(jìn)，我有幾點(diǎn)建議：

a．閥門(mén)的設(shè)計(jì)必須盡可能的放在爐體最近處，也就是把吹風(fēng)閥、上氣道閥、下氣道閥、回收閥、上吹蒸汽閥、下吹蒸汽閥放在爐體上或與爐體最近處，實(shí)現(xiàn)與爐體一體化，這是盡量減少間歇式固定層制氣的弱點(diǎn)，減少制氣真空和不做功現(xiàn)象，也是強(qiáng)化生產(chǎn)降低消耗的關(guān)鍵。

b．閥門(mén)的動(dòng)作速度要快，也就是吹風(fēng)閥、上氣道閥、下氣道閥、上吹蒸汽閥、下吹蒸汽閥必須快，在做到安全的條件下盡量提高閥門(mén)的速度，上述閥門(mén)盡量用液控電液閥，做到大流量大孔徑。

c．減少蒸汽閥門(mén)與爐體的距離，做到蒸汽閥門(mén)離爐體最近。很多廠家上吹管與爐體近或下吹管與爐體近，但沒(méi)有一個(gè)廠家考慮到上、下吹閥都與爐體近，這就是減少真空的關(guān)鍵點(diǎn)，管線近則到爐體的時(shí)間就快。同樣管徑粗則阻力小流量也能滿足要求。在設(shè)計(jì)中不應(yīng)僅考慮投資或僅能使用或安裝方便，不考慮距離就叫一錯(cuò)千古恨。下一步造氣的改造力求介質(zhì)瞬間沖壓，沖壓時(shí)間越短越好，閥門(mén)放在爐體跟上或公用工程離爐體最近。

③加焦方式應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)，當(dāng)今加焦方式有三種，一種是油壓爐口；一種是傻瓜加焦；一種是自動(dòng)加焦機(jī)。很多人人為油壓爐口到自動(dòng)加焦是當(dāng)前由低級(jí)到高級(jí)發(fā)展的一個(gè)代表但這并不是因?yàn)橛墒謩?dòng)到自動(dòng)就實(shí)現(xiàn)了煤的綜合利用或顯熱的綜合利用。最優(yōu)的造氣加焦是實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，當(dāng)前上行溫度很低顯熱很難利用，即使利用當(dāng)前回收熱量較好的熱管鍋爐僅回收到135度，135度以下很難回收。對(duì)于傻瓜加焦機(jī)可以提前把煤送入造氣爐內(nèi)利用煤燃燒后的顯熱加熱煤塊，使煤做到提前余熱、干餾，從而提高煤的熱穩(wěn)定性，減少帶出損失，實(shí)現(xiàn)煤的自產(chǎn)自用，減少用白煤產(chǎn)蒸汽的過(guò)程。對(duì)此適當(dāng)加長(zhǎng)不料器高度，，把煤放在布料器中預(yù)存，這是當(dāng)前最好的加焦方式。

（二）、固定層造氣設(shè)備改進(jìn)應(yīng)從下面幾點(diǎn)著手，以提高其整體技術(shù)水平。

a．固定層造氣爐最大的浪費(fèi)是顯熱得不能完全回收和帶出損失，在這方兩方面做到是最大突破。其中國(guó)外技術(shù)中粉煤氣化技術(shù)和熱電聯(lián)產(chǎn)流化床鍋爐中為減少帶出損失，分別實(shí)行帶出物自循環(huán)技術(shù)，也就是將爐頂吹出物進(jìn)行集中回收然后再次放入爐內(nèi)燃燒，這就是粉煤氣化技術(shù)中都有的，這一點(diǎn)對(duì)固定層造起來(lái)說(shuō)很難做到。由于固定層造氣氣化壓力小，固定床層粉煤很難回流，即使回流粉煤也很難氣化，對(duì)此強(qiáng)化固定層優(yōu)勢(shì)關(guān)鍵是減少氣化過(guò)程中粉煤量的產(chǎn)生。而當(dāng)前煤種變化大、熱穩(wěn)定性差，劣質(zhì)煤在當(dāng)前制氣技術(shù)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，如果克服不了其缺點(diǎn)，此技術(shù)可能被淘汰，怎樣提高其適應(yīng)性是關(guān)鍵，對(duì)此考慮把煤在氣化爐內(nèi)盡量多預(yù)熱一會(huì)，增加煤的干餾時(shí)間，減少煤的急劇受熱產(chǎn)生裂解，提高爐內(nèi)料層厚度。針對(duì)上述要求，造氣爐應(yīng)加大爐體高度，同時(shí)相應(yīng)提高夾套高度和爐箅高度，爐箅裙座高度也相應(yīng)加高，爐箅的自然傾角也加大。這種改造有利于提高渣層厚度，盡量延長(zhǎng)灰渣過(guò)渡區(qū)厚度和長(zhǎng)度。當(dāng)前企業(yè)追求單爐產(chǎn)量最大化，消耗最低化，僅因?yàn)檫@種要求使的造氣操作無(wú)所適從。爐子最優(yōu)化控制是爐頂溫度最低，爐底溫度最低，當(dāng)前幾乎沒(méi)有一家能做到這一點(diǎn)，對(duì)此造氣爐改造很有必要，把造氣爐的形式改變，改變當(dāng)前的穹頂還是平頂爐頂，都不是最好之舉，下一步應(yīng)改變成如下形式：

2、出渣口改造，應(yīng)計(jì)算好自然安息角。這個(gè)角度是根據(jù)煤種而言的，在安裝以前應(yīng)進(jìn)行充分的計(jì)算，不能盲目照搬，應(yīng)因地制宜。爐箅轉(zhuǎn)速慢的應(yīng)考慮減小安息角，爐箅轉(zhuǎn)速快的安息角加大。安息角的調(diào)整是以爐箅轉(zhuǎn)速為準(zhǔn)，一般爐箅轉(zhuǎn)速在200轉(zhuǎn)左右有利于煤的氣化和成渣，過(guò)快則成渣性差，爐子阻力大，過(guò)慢則易結(jié)渣出現(xiàn)偏流，要求轉(zhuǎn)速均勻。安息角一般在30度—45度之間。

2、合成氨、甲醇產(chǎn)量的不協(xié)調(diào)，制約了固定層技術(shù)的發(fā)展。

    造氣的氣體成分經(jīng)常出現(xiàn)根據(jù)后工序的需求進(jìn)行調(diào)整，這種調(diào)整沒(méi)有考慮到對(duì)造氣消耗變化的影響，尤其是有聯(lián)醇的廠家，隨著甲醇量的變化使造氣的回收與加氮變化很大。當(dāng)醇量加大后回收氮空氣量加不上，造成固定層造氣爐吹風(fēng)階段后期有效期得不到回收，使大量的一氧化碳被放空，使煤的消耗量上升，特別是對(duì)吹風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)的固定層造氣爐（中氮造氣工藝）。由于這部分吹風(fēng)氣沒(méi)有回收，使得煤耗大幅度上升。很多廠家提倡用上加氮來(lái)調(diào)節(jié)氫氮比，但是加氮量又加不上，用了上加氮就不能進(jìn)行回收，對(duì)有上述操作的廠家因?yàn)楣に嚥僮鞯膯?wèn)題使消耗上升了很多。當(dāng)后工序能滿足上加氮加滿，同時(shí)又能回收7秒吹風(fēng)氣的條件下制定合適的合成氨、甲醇平衡量是最經(jīng)濟(jì)的，也是固定層造氣技術(shù)發(fā)揮最好的。國(guó)外粉煤連續(xù)氣化是氣質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定的制氣過(guò)程，調(diào)氮量很明確，產(chǎn)生的氣體全部回收，這是它的優(yōu)點(diǎn)。而對(duì)間歇式生產(chǎn)的造氣應(yīng)充分把握好放空階段的時(shí)機(jī)，保證放空量越少越好。針對(duì)自身的煤種加大對(duì)吹風(fēng)階段前、中、后的成分的測(cè)試，選出有效氣體高的時(shí)間，依此設(shè)定出較為合理的回收時(shí)間�；厥諘r(shí)間過(guò)長(zhǎng)則產(chǎn)生不做功現(xiàn)象，回收少則浪費(fèi)。在此問(wèn)題上可以說(shuō)很少?gòu)S家關(guān)注，調(diào)整回收時(shí)間也很隨便。這個(gè)問(wèn)題在不同合成氨廠有不同的結(jié)果，對(duì)于單醇廠家如果沒(méi)有考慮此問(wèn)題則消耗很高，對(duì)于聯(lián)醇廠家如果選擇了合適的醇氨比，則使消耗大幅下降，醇氨比超高則嚴(yán)重制約了固定層造氣技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前一些單醇廠家把回收的氣體送入合成氨廠，而把合成氨廠的有效氣體送入甲醇廠，實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)均有足夠的回收量，從而通過(guò)優(yōu)化氫氮比調(diào)節(jié)來(lái)降低消耗，這個(gè)問(wèn)題應(yīng)引起企業(yè)組織生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)層高度重視。有一些廠家盲目地?cái)U(kuò)大甲醇產(chǎn)量，造成本企業(yè)醇氨比嚴(yán)重失調(diào)，引起消耗大幅上升。根據(jù)造氣的生產(chǎn)能力和回收時(shí)間制定出合成氨和甲醇的生產(chǎn)規(guī)模，適量的甲醇產(chǎn)量可以有效地降低合成氨的電耗及生產(chǎn)消耗。生產(chǎn)系統(tǒng)的不協(xié)調(diào)或生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不全面從而掩蓋了固定層技術(shù)的能力，對(duì)此要發(fā)揮固定層技術(shù)的潛能，應(yīng)優(yōu)先選擇好合適的合成氨和甲醇量。

3．加強(qiáng)原料管理，優(yōu)化煤種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分級(jí)入爐，提高固定層造氣潛能

固定層造氣爐的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)煤種變化，但這種優(yōu)點(diǎn)也影響了造氣爐潛能的發(fā)揮。很多廠家把此優(yōu)點(diǎn)作為固定層造氣的試驗(yàn)場(chǎng)地，隨便改變煤種，這種做法使造氣入爐煤消耗大幅度上升。對(duì)于國(guó)外粉煤氣化技術(shù)要想穩(wěn)定生產(chǎn)降低消耗，關(guān)鍵是備煤系統(tǒng)，粉煤氣化在設(shè)計(jì)前先進(jìn)行煤種的確定，這就是粉煤氣化穩(wěn)定的前提。而固定層造氣則什么煤都燒，但什么煤都沒(méi)有燒好，這就是此技術(shù)沒(méi)有繼續(xù)發(fā)展的原因。國(guó)外制氣技術(shù)對(duì)備煤系統(tǒng)有嚴(yán)格的要求，它包括煤的混合，混合必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)選定的煤種進(jìn)行配煤，然后對(duì)煤進(jìn)行篩分、破碎，達(dá)到一定粒度后進(jìn)行烘干，保證入爐煤的水份。其次對(duì)入爐煤的灰份也有嚴(yán)格的要求，灰分超過(guò)一定程度則影響造氣爐的氣化（有國(guó)外制氣技術(shù)的廠家會(huì)有上述觀點(diǎn)）。很多廠家對(duì)固定層造氣爐用煤沒(méi)有嚴(yán)格的管理，即使管理，管理的水平也大不一樣，同樣在一個(gè)廠會(huì)有兩種不同的管煤方法，對(duì)國(guó)外制氣技術(shù)嚴(yán)格管煤，而對(duì)固定層造氣用煤則隨便，這種不同顯得國(guó)外技術(shù)比固定層技術(shù)高。但有一點(diǎn)可以說(shuō)明對(duì)入爐煤管理好的廠家入爐煤消耗都低，同樣煤種固定的廠家入爐煤消耗也低，對(duì)此說(shuō)明如果用國(guó)外制氣用煤要求來(lái)管理塊煤，消耗會(huì)大幅度降低。對(duì)固定層造氣用煤應(yīng)進(jìn)行分類(lèi)存放，煤入爐前先進(jìn)行加工，實(shí)行分級(jí)入爐。煤的進(jìn)廠嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)格控制矸石含量，入爐前進(jìn)行人工選矸或進(jìn)行洗選，使入爐煤矸石含量小于1%、含粉率小于2%。煤的存放應(yīng)在干煤棚中，做到入爐煤不含外在水分，避免煤的暴曬和雨淋。在煤的加工上下功夫是發(fā)揮固定層造氣的關(guān)鍵，有很多廠家認(rèn)為造氣是龍頭把精力都放在造氣上而沒(méi)有很好地把原料管理好，使得企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益大幅度下滑，而企業(yè)只認(rèn)為是造氣技術(shù)落后，盲目改造造氣爐或引進(jìn)國(guó)外造氣技術(shù)，使得企業(yè)越陷越深，不能自拔。

上述觀點(diǎn)是我經(jīng)過(guò)幾年在造氣生產(chǎn)中摸索的一點(diǎn)看法，有一些觀點(diǎn)僅供大家討論。