水煤漿制備過(guò)程的研究與實(shí)踐

2015年4月化肥工業(yè)45水煤漿制備過(guò)程的研究與實(shí)踐張永,李洪峰2,鄭學(xué)鵬},張釗,董浩1.山東華魯恒升化工股份有限公司山東德州2530242.寧波萬(wàn)華聚氨酯有限公司浙江寧波315800摘要通過(guò)對水煤漿制備過(guò)程的分析,介紹了球磨機、棒磨機的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)實(shí)踐案例,說(shuō)明了棒磨機的參數匹配及運行狀態(tài)的改進(jìn)方法,并提岀了對磨煤機繼續改進(jìn)和分段研磨技術(shù)開(kāi)發(fā)的設想關(guān)鍵詞水煤漿制備磨煤機改進(jìn)分段研磨中圖分類(lèi)號:TQ536.1文獻標識碼:B文章編號:1006-7779(2015)02-0045-03Study and Practice of Preparation Process of Coal-Water SlurryZhang Yong, Li Hongfeng, Zheng Xuepeng, Zhang Zhao, Dong HacAbstract Through analysis of coal-water slurry preparation process, the operating principle andadvantages and disadvantages of the ball mill and the rod mill are introduced. Through practical casestudies, the improvement methods for parameters match and operation conditions of rod mill areexplained, and ideas for continuing improvement of coal mill and research and development ofted grinding are proposedKeywords coal-water slurry preparation coal mill improvement segmented grindin在當前的水煤漿氣化裝置中,無(wú)論是GE公筒體旋轉方司和西北院設計的單燒嘴頂噴結構,還是華東理工大學(xué)設計的四燒嘴對噴結構,其煤漿的制備工序基本都采用棒磨機為主體設備,少數企業(yè)采用的球磨機、立式攪拌磨機等設備與棒磨機配合使用。而制售商品水煤漿的企業(yè),由于水煤漿的儲運時(shí)間較長(cháng),對其穩定性要求髙,所以通常采用球磨機制漿。磨煤機的工作原理1.1球磨機的工作原理球磨機以磨球為磨介,磨球以半拋落方式作自由落體運動(dòng),落至筒體底部與其他磨球發(fā)生撞中國煤化工一料運動(dòng)軌跡擊,靠球與球之間的撞擊和擠壓實(shí)現研磨效果以雙平低、均勻性差,煤漿中粗(圖1)。磨球的材質(zhì)可選擇高硬度、耐磨性好的粒子和超細粒子均較多,制出的煤漿粒度分布曲材料線(xiàn)寬,流動(dòng)性和穩定性好,但篩分出的粗粒子廢漿由于磨球之間的接觸點(diǎn)狹小而研磨剛性大量大,而且由于大量的機械功被消耗在磨球的無(wú)化肥工業(yè)第42卷第2期效碰撞中,其設備處理能力小,單位成品煤漿的功耗高。2棒磨機的運行要求1.2棒磨機的工作原理球磨機在運行中要求一部分磨球作拋物線(xiàn)運棒磨機以磨棒為磨介,磨棒在棒磨杋內以滑動(dòng);而在棒磨杋的操作中,必須保證磨棒整體以滑落和滾落方式運動(dòng),宏觀(guān)表現與山體滑坡中的土落、滾落方式運動(dòng),所有磨棒均不允許岀現拋落。石流動(dòng)類(lèi)似如圖2所示),其工作原理是靠棒與如果自身參數匹配不合理(如磨煤機轉速太棒之間的擠、搓、捻來(lái)實(shí)現硏磨效果。在選用磨棒快、提升條高度太高、裝棒數量不合適等)造成棒的材質(zhì)時(shí),不但要考慮磨棒的耐磨性,還應該保證磨機筒體內的磨棒以?huà)伮涞姆绞竭\動(dòng),或安裝不其具有足夠的韌性,以避免磨棒因受到?jīng)_擊而￥(如傾斜度大),就容易引發(fā)亂棒、斷棒等故障斷裂。而且磨棒也會(huì )快速被磨細。因為磨棒較長(cháng),在被筒體旋轉月向拋落的過(guò)程中,總會(huì )有一端先落地、一端后落地形成小幅彈跳,磨棒頻繁承受較大的沖擊彎曲力矩作用,必然導致磨棒疲勞斷裂;先落地端對其他磨棒的撞擊強度很髙,又造成了磨棒的快速磨損。正常運行狀態(tài)下,磨棒的表面呈光滑的磨砂狀,而磨棒拋落情況下的目標表面則會(huì )在很多區域形成有較多凹坑的不光滑表面另外,在磨棒頻繁彈跳過(guò)程中,也破壞了棒與棒之間起研磨作用的接觸線(xiàn),降低了棒磨機的研磨效果。當磨棒彈跳高度超過(guò)一定極限時(shí),必然會(huì )破壞磨棒堆積的順向排列,造成亂棒?，F場(chǎng)實(shí)踐及改進(jìn)案例圖2磨棒和物料運動(dòng)軌跡棒磨機硏磨的摩擦副是一條長(cháng)而且均勻的接山東華魯恒升化工股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)觸線(xiàn),接觸線(xiàn)上的擠壓強度較低,因此,棒磨機研華魯恒升公司)大氮肥裝置在建設過(guò)程中先后安磨面積大、磨制均勻。對于適當粒徑的煤顆粒,棒裝了8臺棒磨機。根據大氮肥裝置分批設計時(shí)對磨機研磨效率較高,出口物料中粗粒子少,制漿功棒磨機負荷的不同要求,共有3種規格,分別是耗相對較低,而且相同功率的棒磨機處理能力比Φ3200mm×5000mm,更3600mm×6000mm球磨機的高和Φ4300mm×6000mm。這些規格的棒磨機因為磨棒接觸線(xiàn)長(cháng),所以擠壓強度低,當粒子在開(kāi)車(chē)時(shí)都曾出現過(guò)不同程度的亂棒和斷棒情直徑小至一定程度時(shí),粒子和粒子表層吸附的水況。為了解決這些問(wèn)題,2004年和2006年分別膜的強度都會(huì )升髙,磨棒接觸線(xiàn)上的擠壓強度就將橡膠提升條反方向安裝,并現場(chǎng)氣焊割削一部不足以再將這些微小粒子繼續磨碎。另外,在棒分鋼提升條的提升陡邊,使之形成斜坡?tīng)?減小提磨機的接觸線(xiàn)上有較大粒子被擠壓硏磨的過(guò)程升力度。改裝完成后,棒磨機運行比較平穩,亂中,這些較大粒子也會(huì )形成支撐墊,2根磨棒就會(huì )棒、斷棒現象大幅減少,磨棒壽命明顯延長(cháng)。橡膠在該粒子附近形成一定的縫隙,相對更小的粒子提升條正裝反裝結構對比見(jiàn)圖3,鋼提升條割削就會(huì )從這條縫隙中漏過(guò)而不被研磨。因此,棒磨中國煤化工機制出的煤漿中超細粒子較少,其粒度分布曲線(xiàn)CNMHG4月,在新安裝棒磨雖然也呈正態(tài)分布形狀,但峰值高而窄,說(shuō)明煤漿機的試運行階段,發(fā)生了亂棒和斷棒傾向大、控制中的粒子直徑大多集中在較窄的范圍內,煤漿中難度大的問(wèn)題。2013年4月,對棒磨機內部進(jìn)行粒子的堆積密度不易提高,煤漿含量、黏度和穩定檢査,發(fā)現斷棒數量很多,總計斷棒280余段,按性指標均較差每根磨棒長(cháng)5.8m計算,約合整根磨棒120多根,2015年4月張永等:水煤漿制備過(guò)程的研究與實(shí)踐實(shí)際上,即使棒磨機提升條經(jīng)過(guò)以上的改裝之后,其提升強度依然相對較高。目前,行業(yè)內有很多棒磨機采用了全鋼襯板結構(圖5),沒(méi)有專(zhuān)用的提升條,從鋼襯板的形狀可明顯看出,其提升強度比華魯恒升公司棒磨機所用的橡膠提升條小向很多。另外,橡膠提升條的形狀、尺寸設計也可進(jìn)行改進(jìn),如寧波萬(wàn)華公司棒磨機所選用的橡膠提升條就采用了雙面緩斜邊結構,其截面形狀與華魯恒升公司割削修正后的鋼提升條相近,亂棒、斷棒現象也大幅減少設計安裝方同現場(chǎng)反裝方問(wèn)圖3橡膠提升條正裝、反裝結構對比廾申申①宋1機旋轉方圖5全鋼襯板結構形狀4棒磨機的改進(jìn)建議盡管棒磨機還存在一些不足,但因其功耗低、處理能力大的優(yōu)點(diǎn)倍受各煤氣化制漿單位青睞。從煤炭進(jìn)入棒磨機被硏磨成漿的過(guò)程來(lái)分析,棒割削割削后磨機還存在很多改進(jìn)的空間,將現存缺點(diǎn)消減或4鋼提升條割削前、后截面形狀對比弱化,可使其綜合優(yōu)勢更加顯著(zhù)。占裝棒總根數的30%以上;磨棒表面有很多凹坑將目前的全長(cháng)度單一研磨改造為分段研磨,和擦痕,磨棒直徑平均減小5m以上。磨棒的在結構上將棒磨機沿長(cháng)度方向分為2段或3段,材質(zhì)為65Mn,熱處理方式為正火處理。對使用相當于在目前的普通棒磨機中增加1~2(或更前、后的磨棒表面硬度進(jìn)行檢測,檢測結果分別為多)塊環(huán)形帶襯隔板,將棒磨機內腔分成2~3(或HB280和HB265,這表明磨棒在硬度方面不存在更多)個(gè)短小的腔室。根據進(jìn)料粒度需要的研磨質(zhì)量問(wèn)題。但磨棒在筒體內的拋落點(diǎn)明顯偏高力大小,在各腔室中分別配置不同直徑的磨棒。如果以棒磨機筒體橫截面為參考面、橫截面的圓因進(jìn)料端煤的顆粒較大,應配置較大直徑的磨棒心為原點(diǎn)建立平面直角坐標系(x軸水平),從棒向岀口端依次減小磨棒直徑。相對來(lái)說(shuō),磨棒直磨機進(jìn)料端看,有的磨棒隨筒體旋轉至接近豎直徑越小,棒磨機腔室內裝的磨棒數量就越多,磨棒點(diǎn)(超過(guò)η0°)才開(kāi)始拋落,在磨棒表面形成大量之間的接觸線(xiàn)的數量就越多,可使研磨強度提高的沖擊凹坑和擦痕,磨棒兩端端面因長(cháng)期鉚擊而但是隨著(zhù)小直徑磨棒的質(zhì)量變輕,其硏磨力量卻形成杯形坑,由此可以間接判斷磨棒在運行中拋旰強度的提高在下降。所以,粗磨棒一般落頻繁中國煤化工用于細研。2013年5月,華魯恒升公司對4臺新棒磨機CNMHO嚶要制成前段球磨、后段的提升條全部進(jìn)行了改裝。改裝后,磨棒異常彈棒磨的形式。為了滿(mǎn)足磨球和磨棒不同的運動(dòng)方跳現象基本消除,斷棒岀現概率減小,研磨效果也式(拋落和滾落),磨煤機筒體需被制成不同直徑有了改善,在同等制漿負荷下,煤漿中細粒子含量的分段,即球磨段較粗而棒磨段較細,以獲得各自明顯提高。(下轉第54頁(yè))化肥工業(yè)第42卷第2期混合,使反應充分進(jìn)行。興化公司鍋爐煙氣風(fēng)道命尤為重要。壁厚≥6mm,在鍋爐經(jīng)濟連續蒸發(fā)量工況下,風(fēng)道內煙氣流速<15m/s,根據燃煤煤質(zhì)特點(diǎn),催化5效益分析劑區域內煙氣流速一般<5m/s該煙氣脫硝裝置采用以氣氨為還原劑的SCR(3)提高氧含量可提高催化劑性能,但氧含法煙氣脫硝技術(shù),煙氣處理量185000m3/h(標量不能過(guò)高,其體積分數一般控制在2%~3%。態(tài)),脫硝裝置進(jìn)、出口煙氣中NO.質(zhì)量濃度(以(4)在SCR法煙氣脫硝裝置中,NO.脫除率NO2計)分別為560mg/m3(標態(tài))和<100mg/m3隨著(zhù)氨逃逸率的增大而增大。實(shí)際生產(chǎn)中,既要(標態(tài)),脫硝率>82%。脫硝前、后NO,年排放保證高效的NO脫除率,又要限制氨的逃逸率<量分別為745.92t和133.20t,按年生產(chǎn)時(shí)間3×10-°,必須控制好氨的噴射量。鍋爐在經(jīng)濟連300d、NO,排放費0.6元/kg計,SCR法煙氣脫硝續蒸發(fā)量工況下,煙氣流量為456523m3h,煙氣裝置投用后,年節省環(huán)保投資費用36.76萬(wàn)元。中NO質(zhì)量濃度560mg/m3(標態(tài)),此時(shí)氨的噴6結語(yǔ)射量為31.71kg/h,即使考慮到其他各種因素的影響,氨的最大噴射量也不得高于33.00kg/h,否sCR法煙氣脫硝裝置的實(shí)施屬于環(huán)保投資則會(huì )增大氨逃逸率是對原在建鍋爐進(jìn)行的改造。脫硝裝置的投運在(5)煙氣中的雜質(zhì)及攜帶的擴散性極強的飛滿(mǎn)足環(huán)保要求的同時(shí),還應保證對鍋爐設備的不灰覆蓋在催化劑表面而使其中毒,將嚴重制約利影響降至最小,并能確保粉煤灰正常的綜合利SCR法煙氣脫硝裝置的正常運行,故必須加以有用,在不影響其建設、蒸汽生產(chǎn)負荷的同時(shí),使鍋效控制,如增設吹灰裝置。興化公司采用聲波吹爐排放的煙氣中NO.含量能夠達到國標要求?；移髑宄w灰,吹掃頻率為每l0min吹掃10s,興化公司通過(guò)加大環(huán)保投資力度,不僅為自身0.45MPa壓縮空氣耗量30m3/h(標態(tài)),從最上NO.污染指標排放控制總量留下了裕量,為其后層催化劑開(kāi)始逐層吹掃。續發(fā)展開(kāi)拓了環(huán)?？臻g,而且為節能減排作出了綜上所述,脫硝率由催化劑的活性來(lái)決定,而貢獻。導致催化劑失活的原因有:①煙氣中帶有的堿金屬和重金屬吸附在催化劑的毛細孔內,與催化劑參考文獻表面的SO3發(fā)生化學(xué)反應生成硫化物,即化學(xué)失1]馬東祝,張玲,李樹(shù)山,等.燃煤電廠(chǎng)SCR煙氣脫硝技術(shù)的活,通常稱(chēng)為催化劑中毒;②高溫燒結、磨損、固體應用及發(fā)展[J].煤炭技術(shù),20113):5-7顆粒沉降、堵塞引起的物理活性破壞,導致催化劑2]沈濱,SCR煙氣脫硝技術(shù)[C].2007全國電力行業(yè)脫硫脫硝技術(shù)協(xié)作網(wǎng)年會(huì )暨技術(shù)研討會(huì )論文集.失活,但可用吹灰裝置進(jìn)行清理3。SCR法煙氣3]陸裕博淺談SCR煙氣脫硝技術(shù)的應用[J].大科技,2013脫硝裝置的運行成本在很大程度上也取決于催化(1):112-113劑的壽命,故加強運行管理、延長(cháng)催化劑的使用壽(收到修改稿日期2014-04-18)(上接第47頁(yè))段后磨棒變短,斷棒問(wèn)題減少,磨棒壽命延長(cháng)。需要的向心加速度,棒磨段的提升條也需設計得分段研磨的缺點(diǎn)是磨棒的檢查和抽棒、加棒相對低矮些。工作相對復雜,維修工作量也有一定程度的增加。分段研磨的優(yōu)點(diǎn):①可根據煤顆粒的粒度變化配用粗細合適的磨棒,在滿(mǎn)足研磨強度的前提中國煤化工下,后段可采用較細的磨棒,使磨煤機的總體研磨CNMHG情況總結出的一些拙強度進(jìn)一步提高,制漿能量消耗下降;②分段研識淺見(jiàn),尤其是棒磨機的改造建議尚未經(jīng)過(guò)實(shí)踐磨,尤其是后段的細研,增加了煤漿中細粒子的含測試,希望能為有實(shí)力進(jìn)行開(kāi)發(fā)的單位提供一種量,改善了煤漿的粒度分布,使煤漿品質(zhì)提高,穩思路,能給有備用設備改造的企業(yè)提供參考定性和流動(dòng)性更好,含量也有一定提升;③由于分(收到修改稿日期2013-06-24)