水煤漿提濃及提濃后對氣化設備運行的影響

第5期中氮肥2015年9月M-Sized nitrogenous Ftruilizer rrogressSep.2015水煤漿提濃及提濃后對氣化設備運行的影響李曉艷,李斌,雷朝紅,李培豐(陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司,陜西神木719300)[摘要]以配套400k/a甲醇裝置的德士古煤氣化裝置為例,通過(guò)調整棒磨機鋼棒的級配方式和添加劑的用量,使水煤漿濃度提高2.60%,粗煤氣中的有效氣(CO+H2)含量提高4.08%,年降低氧耗2.246×103m3,降低煤耗2.246×104t,產(chǎn)生經(jīng)濟效益2952495萬(wàn)元,且水煤漿濃度提高后對現有主要氣化設備的運行未產(chǎn)生明顯影響。[關(guān)鍵詞]德士古氣化;棒磨機;鋼棒級配;水煤漿;提濃;氣化設備中圖分類(lèi)號]TQ546[文獻標志碼]B[文章編號]1004-9932(2015)05-0058-04現有水煤漿濃度大都在60%左右,通常情0引言況下即使將水煤漿濃度提高0.5%也很困難。段煤氣化是潔凈、高效利用煤炭的主要途徑之清兵等2結合傳統制漿工藝和制漿原料性質(zhì),。在眾多煤氣化技術(shù)中,水煤漿加壓氣化技術(shù)自主研發(fā)的低階煤制備高質(zhì)量水煤漿專(zhuān)利工藝技因煤種適應范圍較廣、氣化溫度高、壓力高、易術(shù),可將煤漿濃度提高3%~5%。但是此法需于大型化,成為煤氣化技術(shù)發(fā)展的主流)。制要另外添置設備,增加了生產(chǎn)成本。兗礦魯南化備性能優(yōu)良的水煤漿是水煤漿加壓氣化工藝的核肥廠(chǎng)為提高氣化用水煤漿濃度,在原水煤漿生產(chǎn)心,而制漿技術(shù)的核心是在保持合適的流動(dòng)性、系統增加了一套煤漿超細磨副線(xiàn),抽取原中間槽穩定性和黏度的基礎上,盡量提高煤漿濃度。的煤漿細磨后再配漿,通過(guò)多峰值煤漿顆粒配比及黏度的優(yōu)化調整,有效提高了水煤漿濃度3。[收稿日期]2015-04-15此法是通過(guò)增加一套煤漿超細磨副線(xiàn)來(lái)實(shí)現水煤[作者簡(jiǎn)介]李曉艷(1982-),女,工程師,200年畢業(yè)于天漿提濃的,同樣增加了成本,且對于一些已經(jīng)建津大學(xué),碩士,主要從事煤化工技術(shù)管理工作。成的裝置來(lái)說(shuō),進(jìn)行此項技術(shù)改造也存在一定的機組超溫,應緊急停車(chē)處理;②由于入口流量、低溫甲醇洗裝置的冷量需求,避免了凈煤氣中硫壓力、溫度以及機組的轉速發(fā)生變化,注意一段化氫含量超標,從而防止了甲醇合成催化劑中的運行工作點(diǎn),防止進(jìn)入喘振線(xiàn)內;③觀(guān)察氨毒,延長(cháng)了其使用壽命。為了避免此類(lèi)事故發(fā)冰機入口濾網(wǎng)前后壓差和一段分離器進(jìn)出口壓差生,氨冷卻器應改為不銹鋼材質(zhì),同時(shí)嚴防氨中的變化情況,如果壓差呈下降趨勢,低于3kPa進(jìn)水。時(shí),表明冰已經(jīng)化掉,此時(shí)可以聯(lián)系調度氨冰機加負荷;④如運行一段時(shí)間壓差下降慢或沒(méi)有[參考文獻]下降,應停氨冰機,然后再次啟動(dòng),延長(cháng)暖機階[1]黃鐘岳,王曉放,透平式氨冰機[M].北京:化學(xué)工業(yè)出段,使機組在常壓、高溫下多運行一段時(shí)間,觀(guān)版社,2004:80-220察入口壓差,還不行就停車(chē)拆檢。2]陸美娟.化工原理[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20016結語(yǔ)[3]王紹良化工設備基礎[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:32-156經(jīng)過(guò)分析、排查和處理,氨冰機入口濾網(wǎng)前[4]張富春,譚永前,李曉剛,等.大流量氨冷凍離心壓縮機后和一段分離器進(jìn)出口的壓差降到了3kPa以組的設計[J].風(fēng)機技術(shù),2011(3):39-42下,這也佐證了入口壓差高源于結冰造成濾網(wǎng)等5李端印.氦冰機無(wú)氨工況下開(kāi)車(chē)問(wèn)題探討[J大氮肥,堵塞的判斷。機組再次開(kāi)車(chē)后運行正常,滿(mǎn)足了2010(3):200-202第5期李曉艷等:水煤漿提濃及提濃后對氣化設備運行的影響困難水煤漿提濃主要采取了以下幾項措施在原料煤種不變的情況下,另外一種提高水(1)每次只添加一種規格(中75mm)、同煤漿濃度的方式是提高添加劑性能。水煤漿添加材質(zhì)的鋼棒。經(jīng)過(guò)觀(guān)察發(fā)現,在棒磨機生產(chǎn)負劑一般要求成本低、性能穩定、成漿濃度高。目荷維持不變的情況下,棒磨機內鋼棒量增加和前國內市場(chǎng)中好的添加劑產(chǎn)品已能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)細鋼棒量較多時(shí),生產(chǎn)出的水煤漿粒度較小需要,綜合評價(jià)國內工業(yè)添加劑產(chǎn)品已經(jīng)處于國黏度上升,穩定性能較好。但煤漿濃度需根據際先進(jìn)水平,因此通過(guò)提高添加劑性能進(jìn)而較大煤漿的粒度分布情況進(jìn)行合理調整,保證煤漿幅度提高成漿濃度已不太可能4中粗細顆粒的合理搭配,最大限度地增加煤粒陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司煤制甲醇裝置采的填充率。用的是德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)。公司經(jīng)過(guò)長(cháng)(2)在上述措施的基礎上,相應對棒磨機期摸索實(shí)踐,在不增加生產(chǎn)成本的基礎上,創(chuàng )新滾筒篩作了調整。利用裝置大檢修機會(huì ),將3性地通過(guò)改變棒磨機鋼棒級配的方式使水煤漿濃棒磨機滾筒篩更換為篩眼為3.5m×20mm的度提高了2%左右。新滾筒篩,同時(shí)新滾筒篩的直徑和長(cháng)度也適當加1水煤漿氣化工藝流程簡(jiǎn)介大,新滾筒篩直徑為1800mm。調整滾筒篩后,煤漿過(guò)篩率有效提高,跑漿量減少,從而達到煤水煤漿加壓氣化工藝屬氣流床氣化,水煤漿漿提濃和節能降耗的目的。進(jìn)料,以純氧為氣化劑。水煤漿氣化過(guò)程主要包(3)若棒磨機滿(mǎn)負荷、長(cháng)周期運行,棒磨括磨煤、煤漿的制備和輸送、氣化和廢熱回收、機加棒周期一般為45~60d,具體加棒時(shí)間可參灰水處理和公用工程等工序。氣化壓力可在20考水煤漿顆粒325目過(guò)篩率,控制在31%8.5MPa選擇,氣化溫度在1300~1500℃主要設備有磨煤機、煤漿泵、燒嘴、氣化爐、激3%即可。原則上正常生產(chǎn)中棒磨機中斷棒、短棒受重力影響會(huì )隨著(zhù)生產(chǎn)出的水煤漿流動(dòng)被帶出冷環(huán)、洗滌塔等5。陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司有2套煤制甲醇棒磨機,為了徹底清理短棒、斷棒,可選擇在每裝置,一期裝置生產(chǎn)能力為200k/a,二期裝置次添加鋼棒前人工進(jìn)入棒磨機進(jìn)行清理,或根據生產(chǎn)能力為40k/a,水煤漿提濃方法在2套裝實(shí)際情況定期安排人工清理。置都進(jìn)行了試驗,都取得了良好的效果,現以二(4)常用水煤漿添加劑加入量控制在1期裝置為例作一介紹(添加劑干基量與原料煤干基量之比,下同)。水煤漿添加劑使用前,一般需將添加劑原液加水2水煤漿提濃方法稀釋,然后再經(jīng)計量泵加壓后和原料煤、制漿用水煤漿氣化制漿采用比較多的是棒磨機,棒水同時(shí)送進(jìn)正在轉動(dòng)的棒磨機中。磨機主要由進(jìn)料部、主軸承、筒體、大小齒輪、(5)通過(guò)不斷改進(jìn),提高設備管理水平,主電動(dòng)機、主減速器、底氣裝置、出料裝置等部保證棒磨機長(cháng)周期、平穩運行。件組成。物料通過(guò)進(jìn)料部強制給料,電動(dòng)機帶動(dòng)①解決棒磨機筒體漏漿問(wèn)題。裝有煤、水、鋼棒的筒體旋轉,在離心力和摩擦利用大檢修機會(huì ),對棒磨機筒體鋼襯板進(jìn)行力的作用下,磨出粒度分布合格的水煤漿,經(jīng)滾更換,徹底解決棒磨機筒體頻繁漏漿的問(wèn)題。筒篩濾去粗煤顆粒后進(jìn)入出料槽。②解決棒磨機小齒輪前后軸承溫度高的問(wèn)陜西神木化學(xué)工業(yè)有限公司的棒磨機規格為題d3800mmx5800mm,磨煤能力4l466夏季環(huán)境溫度高,加之棒磨機小齒輪前后軸62200kg/h(干煤),電機功率1120kW。一般承加油設計存在缺陷,此軸承溫度會(huì )逐漸升高設計棒磨機鋼棒分3種規格,即φ75mm、d65達到一定值時(shí),被迫停車(chē)檢修。為此,公司改變mm、d50mm,鋼棒材質(zhì)為65Mn鋼,原設計棒了原來(lái)的加油方法,確保潤滑油既能加到位又不磨機每次添加5mm、d65mm、如50mm鋼棒浪費;同時(shí),做好棒磨機筒體漏漿預處理工作和質(zhì)量比為3:4:3?，F場(chǎng)清理工作,確保水煤漿不混進(jìn)軸承。中氮肥第5期表4提濃后水煤漿粒度分布(過(guò)篩率)%3水煤漿提濃后粗煤氣中有效氣含量及煤漿粒樣品目40目120目200目325日度分布的變化197.9388.1250.9937.8230.59297.9787.1751.3433.5836.243.1提濃后粗煤氣中有效氣含量的變化98.4788.824337.抽取水煤漿提濃前、后裝置穩定運行狀態(tài)下98.429153.8443.81的7個(gè)煤漿樣和對應的粗煤氣樣進(jìn)行分析,結果597.88864348.3236.6728.99平均98.1388.45l.1837.93分別見(jiàn)表1、表2表1提濃前煤漿指標及粗煤氣中有效氣含量煤質(zhì)不變的情況下,煤漿粒度分布是影響成煤漿指標3爐粗煤氣有效氣含量/%漿性的主要因素,好的粒度分布要求煤顆粒能達品啡黏度/mPas濃度/%CoHC+到較高的堆積效率。由表3和表4可以看出,煤8.2137959.2035.8841.7377.61漿提濃后,煤漿顆粒20目過(guò)篩率增加0.52%,4028.15592034674.927.59目過(guò)篩率降低1.88%,120目過(guò)篩率增加2.79%,38.2432559.3033124350662200目過(guò)篩率增加2.81%,325目過(guò)篩率增加8.203025910343:4716806.02%。在棒磨機調整之后,水煤漿粒度分布得58.1659.2033.5043.3076.8068.0031559.1034.0943.3977.48到了優(yōu)化,細顆粒所占比例增大,發(fā)生有效反應78.2236058.2034.8443.0377.87的煤量得到增加,最終使得有效氣產(chǎn)量明顯增加平均原設計水煤漿顆粒325目過(guò)篩率控制在表2提濃后煤漿指標及粗煤氣中有效氣含量25%~35%,范圍比較大,很難制出高濃度、流煤漿指標3爐粗煤氣有效氣含量%動(dòng)性好的水煤漿。在煤漿提濃方案實(shí)施前,操作品四黏度/m∵濃度%CBC+工很難掌握棒磨機的加棒周期,只是根據棒磨機8.0341061.4444.3736.8481.2128.855161.8243.6237.5481.16能很難做到精細化控制。水煤漿提濃方案實(shí)施38.00498后,操作工可直接根據水煤漿粒度分布指標來(lái)調48.0767361.6144.5836.1080.68整加鋼棒,只要將水煤漿顆粒20目過(guò)篩率控制57.9652161.614.4236.3880.80在97%以上、325目過(guò)篩率控制在31%~33%,68.1546461.5546.8034.928178.0460262.0349.9132.5282.43就可以得到高性能的水煤漿6181.334水煤漿提濃后對主要氣化設備的影響從表1、表2數據可以看出,煤漿提濃后,水煤漿濃度提高了2.60%,粗煤氣中的有效氣水煤漿提濃后雖然有良好的經(jīng)濟效益,但為(CO+H2)含量提高了4.08%。了系統的長(cháng)周期、安全、穩定運行,需要了解水水煤漿濃度提高后,氣化爐產(chǎn)氣量明顯增煤漿提濃后對氣化系統關(guān)鍵設備(氣化爐、煤加,消耗降低漿泵及燒嘴)運行所產(chǎn)生的影響。3.2提濃后水煤漿粒度分布的變化4.1對氣化爐的影響抽取提濃前、后裝置穩定運行狀態(tài)下的5個(gè)以1“氣化爐為例,煤漿提濃前、后操作參煤漿樣作粒度分布分析,結果分別見(jiàn)表3、表4。數對比見(jiàn)表5表5煤漿提濃前、后1氣化爐操作參數對比表3提濃前水煤漿粒度分布(過(guò)篩率)%提河提濃后樣品20目40目120目樣品氣化爐溫度氣化爐壓差氣化爐溫度氣化爐壓差97.1485.4845.9533.4925.63/MPa96.3383.1044.2734.6424.271264398.4296.1750.2335.4927.5112650.0112700.0112740.01498.3395.6248.9835.2425.1912710.0112720.0152.5236.7228.300.01l270平均97.648.3935.1222618平均值12670011269001第5期李曉艷等:水煤漿提濃及提濃后對氣化設備運行的影響61由表5可以看出,水煤漿提濃后對氣化爐操2.6×0.01×12×104×24×300=2.246作參數基本無(wú)影響。4.2對高壓煤漿泵的影響每年節省的標煤量為1“高壓煤漿泵在水煤漿提濃前、后1a更換26×01×12×104×24×300=2.246軟管次數對比見(jiàn)表6。10kg=2.246×10t表6煤漿提濃前、后1高壓煤漿泵更換軟管次數對比5.2產(chǎn)生的經(jīng)濟效益目1·缸年更換次數2缸年更換次數3缸年更換次水煤漿密度按1200kg/m3計,2臺氣化爐提濃前滿(mǎn)負荷運行每小時(shí)氣化煤漿104m3,即124.8t。提濃后水煤漿濃度提高2.60%后,每小時(shí)多消耗干煤124.8×2.60%=3.2448t;原料煤含水量按從表6可以看出,1高壓煤漿泵在水煤漿提軟管檢修更換頻次都屬于10%計,每小時(shí)多消耗原料煤3.605t正常范圍,沒(méi)有明顯差異。說(shuō)明水煤漿提濃后對按噸甲醇耗原料煤1.6t計,煤漿提濃后每小時(shí)多產(chǎn)精甲醇3.605÷1.6=2.253to高壓煤漿泵運行的影響不是很大。按精甲醇價(jià)格2300元/t、原料煤價(jià)格3004.3對燒嘴的影響元/t計算,煤漿提濃后每年增加的經(jīng)濟效益為煤漿提濃前、后1”氣化爐燒嘴運行時(shí)間對(2.253×2300-3.605×300)×24×300×比見(jiàn)表7。10-4=2952.495萬(wàn)元。表7煤漿提濃前、后1氣化爐燒嘴運行時(shí)間對比項目累計運行時(shí)間/d備注6結語(yǔ)提濃前通過(guò)調整棒磨機鋼棒的級配方式和添加劑晃電停車(chē),更換燒嘴的用量,使水煤漿濃度提高了2.60%,粗煤氣系統短停,更換燒嘴系統晃電停車(chē),更換燒嘴中的有效氣(CO+H2)含量提高了4.08%提濃后每年降低氧耗2.246×10m3,節省標煤2.246系統短停,更換燒嘴×104t,產(chǎn)生經(jīng)濟效益2952.495萬(wàn)元。這種水1“爐檢修,倒3·爐運行煤漿提濃方法操作簡(jiǎn)單、可操作性強,不改變73燒嘴壓差波動(dòng)大更換燒嘴原有的工藝流程,不新增加生產(chǎn)設備,對關(guān)鍵從表7可以看出:1"氣化爐在煤漿提濃以前設備的運行沒(méi)有影響,在不增加任何生產(chǎn)成本沒(méi)有因為燒嘴壓差波動(dòng)而被迫停爐更換燒嘴,其的情況下卻有著(zhù)明顯的經(jīng)濟效益。而且通過(guò)分中累計運行時(shí)間只有40d的原因是燒嘴冷卻水析運行數據發(fā)現,水煤漿提濃后,對氣化系統盤(pán)管漏,停氣化爐更換燒嘴;在煤漿提濃以后因關(guān)鍵設備的運行也沒(méi)有顯著(zhù)影響,能確保系統為燒嘴壓差波動(dòng)而被迫停爐更換燒嘴只有1次,的長(cháng)周期、穩定運行。其累計運行時(shí)間是73d,屬燒嘴正常使用壽命期限(50~65d)。說(shuō)明水煤漿提濃后對氣化爐燒[參考文獻]嘴運行的影響不是很大[1]梁興,何國鋒,王秀月,等.水煤漿在工業(yè)窯爐中的應5經(jīng)濟效益核算用現狀及發(fā)展[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2006(8):21-23[2]段清兵,何國鋒,王國房,等.低階煤制備高濃度氣化水按照我國水煤漿氣化裝置實(shí)際運行數據,水煤漿新技術(shù)[].煤質(zhì)技術(shù),2009(5):41-43[3]劉樂(lè 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