水煤浆气化系统的优化研究
多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策

多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题及工艺优化对策1. 引言1.1 背景介绍多喷嘴水煤浆气化装置是一种常用的能源转化设备,广泛应用于煤炭气化工艺中。
随着工业化进程的加速和能源需求的增长,多喷嘴水煤浆气化装置的运行负荷也逐渐增加。
高负荷运行所带来的问题也日益凸显。
为了提高装置的稳定性和运行效率,必须加以有效的优化对策。
当前,多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行时存在诸多问题,如气化反应温度升高、热量传递效率降低、燃烧稳定性不佳等。
这些问题不仅影响了装置的正常运行,还可能导致设备损坏和安全隐患。
急需研究出相应的工艺优化对策,以提高装置的运行效率和安全性。
本文将针对多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题展开深入分析,提出相应的工艺优化对策,并评估实施效果。
结合风险控制的要求,提出相应的措施,以确保装置的安全稳定运行。
希望通过本文的研究和分析,能为多喷嘴水煤浆气化装置的优化提供一定的参考和指导。
【字数:253】1.2 问题陈述当前,多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行过程中出现了一系列问题,给设备运行和生产带来了严重影响。
主要问题包括喷嘴磨损严重、气化效率低、设备寿命缩短等,这些问题严重制约了装置的正常运行和生产效率。
针对这些问题,急需制定相应的工艺优化对策,以提高装置的稳定性和效率,确保装置能够长期高效运行。
本文将针对多喷嘴水煤浆气化装置高负荷运行的问题进行分析,并提出相应的工艺优化方案,以期在解决问题的进一步提升装置的性能和产能,为气化工艺的发展提供有力支持。
2. 正文2.1 现有问题分析多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行过程中,存在着一系列问题需要解决。
高负荷运行会导致设备温度升高,进而增加设备损耗和维护成本。
高负荷情况下气化反应速度加快,可能导致操作不稳定,增加气体组分波动,影响产品质量。
高负荷运行还会增加设备运行压力,可能导致设备泄漏、爆炸等安全隐患。
多喷嘴水煤浆气化装置在高负荷运行时,还存在着气化效率低、磨损严重、产物气温过高等问题。
多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法

多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法1. 引言1.1 背景介绍水煤浆气化是一种将煤粉与水混合制成浆料,并通过气化反应将煤转化为合成气的技术。
多喷嘴水煤浆气化水系统是水煤浆气化工艺中的一个重要环节,其运行情况直接影响到整个气化反应过程的稳定性和效率。
在实际运行中,多喷嘴水煤浆气化水系统常常出现各种问题,如喷嘴堵塞、水量不均匀、气化反应温度波动等。
这些问题严重影响了气化反应的正常进行,降低了生产效率,增加了操作成本。
对多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题进行深入分析,并探讨相应的工艺改进方法变得尤为重要。
通过对问题的分析和工艺的改进,可以提高系统的稳定性和效率,降低生产成本,实现水煤浆气化工艺的持续发展。
在本文中,我们将对多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题进行详细分析,并提出相应的工艺改进方法,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
1.2 问题概述多喷嘴水煤浆气化水系统在运行过程中,常常会遇到气化效率低、能耗高、设备老化等诸多问题。
这些问题不仅影响系统的稳定运行,还可能导致生产效率下降,甚至对环境造成不良影响。
深入分析系统运行问题,并探讨有效的工艺改进方法,对于提高系统运行效率、降低能耗、延长设备使用寿命具有重要意义。
在本文接下来的部分,我们将详细分析多喷嘴水煤浆气化水系统的运行问题,并探讨相应的工艺改进方法,以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。
2. 正文2.1 多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题分析多喷嘴水煤浆气化水系统是目前常见的一种气化设备,但在实际运行中常常会面临一些问题。
多喷嘴水煤浆气化水系统在长时间运行后容易出现喷嘴堵塞的情况,这会导致气化水系统无法正常工作。
系统中的水泵和喷嘴等关键设备容易受到高温、高压等因素的影响,从而影响系统的稳定运行。
气化过程中产生的废水处理问题也是系统运行中需要解决的难题之一。
多喷嘴水煤浆气化水系统还存在气化效率不高、能耗较大、设备磨损严重等问题。
这些问题不仅影响了系统的经济效益,也影响了系统的环保性能和长期稳定运行。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化

E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化E—GAS水煤浆气化是一种高效、清洁的煤化工技术,已经在国内外得到广泛应用。
随着水煤浆气化工业的迅速发展,废水处理问题成为了一个亟待解决的难题。
目前,E—GAS水煤浆气化渣水处理系统存在一些问题,包括处理效率低、设备易堵塞、处理成本高等。
对E—GAS水煤浆气化渣水处理系统进行优化,提高其处理效率和降低处理成本具有重要意义。
一、问题分析1. 处理效率低:目前大部分的E—GAS水煤浆气化渣水处理系统采用传统的物理化学方法进行处理,存在着处理效率低、处理周期长等问题。
2. 设备易堵塞:由于水煤浆气化渣水中含有较多的杂质和颗粒物,易导致设备堵塞,影响处理效率和设备寿命。
3. 处理成本高:目前E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的运行成本较高,包括人工成本、化学药剂成本等,增加了生产成本。
二、优化方案为了解决E—GAS水煤浆气化渣水处理系统存在的问题,可以采取以下优化方案:1. 采用先进的生物处理技术:生物处理技术具有处理效率高、成本低、无二次污染等优点,可以有效解决E—GAS水煤浆气化渣水中的有机物、重金属等污染物。
2. 安装预处理设备:在渣水处理系统中安装预处理设备,如格栅、除砂器等,可以有效去除渣水中的大颗粒物和杂质,减少设备堵塞情况。
3. 优化药剂配比:合理调整药剂的种类和使用比例,可以有效降低处理成本,减少药剂的浪费。
4. 加强设备维护与管理:定期对渣水处理系统的设备进行检修和保养,保证设备的正常运行,延长设备的使用寿命。
5. 强化在线监测与控制:引入先进的在线监测与控制技术,对渣水处理系统进行实时监测和控制,提高系统的稳定性和处理效率。
三、效果展望1. 处理效率提高:采用生物处理技术和先进的在线监测与控制技术,可以大大提高渣水处理系统的处理效率,减少处理周期,提高处理能力。
2. 设备寿命延长:安装预处理设备、加强设备维护与管理,可以有效减少设备的堵塞情况,延长设备的使用寿命。
研究水煤浆加压气化工艺技术优化路径

水煤浆加压气化工艺具有很多优点,但是影响水煤浆气化工艺的因素也有很多。
因此,我们在进行水煤浆气化生产时需要不断的对其工业技术进行优化,使得产出的有机气体和可用化工原料不断增多。
水煤浆气化反应的主要场所是在气化炉内,因此我们需要对气化炉的使用状态进行优化,提升反应效率。
一、水煤浆加压气化工艺的优劣势水煤浆加压气化工艺对原煤的质量没有太多的要求,水煤浆气化工艺对原煤的有较强的适应性,能够进行水煤浆气化的原煤品种较多,这对于化工生产来说在寻找水煤浆气化原煤方面有很大的优势,可以很大程度上满足化工生产所需。
水煤浆气化的产物多以合成氨和甲醇气体为主,技术工艺较为成熟能够持续稳定的进行反应。
而水煤浆气化工艺的热能利用,可以通过与蒸汽锅炉相连接进行热能置换。
水煤浆气化工艺所产生的尾气排放量较低,给环境造成的污染较小,属于清洁型加工技术。
水煤浆加压气化技术工艺的劣势主要体现在气化所用的燃煤最好是可燃的低灰煤,否则在气化过程中气化炉中添加助燃剂。
另外一个问题就是原煤中碳的转化率比较低,所产生的有效气体损耗量较大。
水煤浆加压气化炉由于产时间在高温环境下工作,其使用寿命短。
二、影响水煤浆加压气化工艺的因素水煤浆加压气化工艺从本质上看是一个燃烧放热的过程,在这个环节中水煤浆的制备是基础环节,所制备的水煤浆质量好坏直接会影响到气化效率。
如果制备的水煤浆浓度达不到气化要求,则会增加氧气的用量;如果水煤浆制备的浓度较高,将会导致无法充分雾化,碳的转化率较低。
水煤浆颗粒度达不到标准会加速气化炉的损耗,使得气化炉使用寿命大大降低。
影响水煤浆制备质量的因素也很多,原煤的特性,其中原煤中可溶解成分及其颗粒直径大小对水煤浆的浓度有着很大的影响。
在制备水煤浆时一般要求含水量和含灰量较低,原则上讲品质好的原煤才会制备出高质量的水煤浆。
但是,对于品质不好的原煤,在制备水煤浆时向其中添加适当的添加剂,也会在一定程度上提升水煤浆的制备质量。
这要根据原煤的特性,来确定添加不同的添加剂,从而保证水煤浆的浓度更加符合气化反应要求。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化

E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化随着工业化的发展和能源需求的增加,煤炭作为主要能源资源被广泛应用。
煤炭的燃烧会产生大量的固体废弃物和废水,给环境和人类健康带来严重影响。
为了解决这一难题,E—GAS水煤浆气化技术应运而生,该技术能够将煤炭气化成天然气和固体废弃物,大大减少了环境污染和资源浪费。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统在实际运行中还存在一些问题,如废水处理效率低、处理成本高等。
需要对该系统进行优化,以提高其废水处理效率和降低成本。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统主要是将气化过程中产生的废水进行处理,以去除其中的有害成分和固体颗粒,使其可以安全排放或者循环利用。
目前,针对这一系统的优化工作主要包括以下几个方面:1. 废水预处理环节的优化:废水预处理是整个系统的关键环节,影响着后续处理的效果和成本。
通过改进预处理设备和工艺流程,可以有效减少废水中的固体颗粒和有害物质的含量,减轻后续处理系统的负担。
采用先进的分离技术,如离心分离、膜分离等,可以更好地去除悬浮固体和油脂物质,提高处理效率。
2. 催化氧化技术的引入:传统的生物处理技术对废水含有的苯、酚、酚酞等难降解有机物处理效果不佳,且需要较大的处理空间。
可以引入催化氧化技术进行废水的高级氧化处理,将难降解有机物降解为低分子化合物,加快废水的净化速度,减少处理系统的占地面积和能耗。
3. 循环利用技术的优化:处理后的废水中仍然含有一定量的有机物和固体颗粒,可以通过进一步处理实现循环利用。
采用生物膜反应器处理后的废水可以作为气化过程中的冷却水或者再生水使用,提高水资源的利用效率。
废水中的有机物和固体颗粒也可以通过压滤、结晶等技术进行回收,减少对外部资源的依赖。
4. 能耗分析与节能措施的实施:废水处理系统在实际运行中需要消耗大量的能源,如电力、燃料气等。
需要对系统的能耗进行分析,找出能耗高的环节并采取相应的节能措施,如优化设备运行参数、改进设备结构、采用新型材料等,以降低系统的运行成本。
多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法

多喷嘴水煤浆气化水系统运行问题及工艺改进方法多喷嘴水煤浆气化是一种高效的煤炭利用技术,但在实际运行中常常遇到各种问题。
本文将重点讨论多喷嘴水煤浆气化系统运行中的问题及工艺改进方法。
首先要讨论的是喷嘴堵塞问题。
多喷嘴系统中,喷嘴是直接接触水煤浆的部分,容易发生堵塞。
主要原因是煤炭中的杂质、灰分和水分在气化过程中会产生团聚,导致喷嘴堵塞。
解决这个问题的方法是使用适当的理化处理剂改善煤浆流动性,同时定期进行喷嘴的清洗和更换。
其次是水系统运行问题。
多喷嘴水煤浆气化系统需要大量的水来稀释煤浆、冷却气化反应产生的高温气体。
在实际运行中,常常出现水系统泵的故障、管道堵塞等问题。
解决这个问题的方法首先是优化水系统结构,采用多级泵送、多级过滤等措施,提高系统的可靠性和稳定性;其次是增加水系统的自动化监控和报警装置,及时发现并解决问题。
再次是煤浆供应问题。
多喷嘴水煤浆气化系统需要稳定的煤浆供应,但在实际操作中常常由于煤炭供应不稳定、所需煤浆浓度变化大等原因导致气化过程不稳定。
为解决这个问题,可以采用煤浆浓度调节装置来提供稳定的煤浆供应,并通过测量和控制煤浆浓度来调整气化过程。
最后是煤灰排放问题。
多喷嘴水煤浆气化过程中会产生大量的煤灰,如果不加以处理,会对环境造成污染。
需要采取适当的措施,对煤灰进行处理和回收利用。
目前常用的方法包括干燥和脱硫,将煤灰转化为有价值的资源。
为解决以上问题,可以从工艺上进行改进。
首先是改进喷嘴结构和材料,提高其耐磨性和抗堵塞能力。
其次是采用先进的水系统控制技术,提高水系统的自动化程度和运行稳定性。
还可以采用新型煤浆调节装置,提高煤浆的稳定性和供应效率。
加强对煤灰处理和回收利用技术的研发,减少煤灰的排放。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化E—GAS水煤浆气化渣水处理系统是一种常见的处理方法,它可以有效地降低渣水中污染物的浓度,减少对环境的影响。
在实际应用过程中,存在着一些问题,如处理效果不佳、处理成本高等,因此需要对其进行优化,以达到更好的处理效果和经济效益。
一、存在的问题1. 处理效果不佳:传统的渣水处理系统在处理过程中,存在着处理效果不佳的问题,其原因主要有:(1) 污染物浓度不易降低;(2) 处理过程中出现了不完全降解的现象;(3) 处理过程中产生了二次污染等。
2. 处理成本高:传统的渣水处理系统存在着处理成本高的问题,主要原因在于:(1) 需要大量的化学药剂来辅助处理;(2) 处理设备能耗较高;(3) 处理过程中需要进行大量的污泥处理等。
以上问题的存在,严重影响了渣水处理系统的正常运行和处理效果,因此急需对其进行优化,以提高其处理效果和降低处理成本。
二、优化措施1. 优化处理工艺:通过对处理工艺进行优化,可以提高处理效果和降低处理成本。
具体措施包括:(1) 采用先进的膜分离技术,提高去除率;(2) 优化氧化还原体系,降低化学药剂的使用量;(3) 优化反应条件,提高污染物的降解效率等。
2. 强化在线监测:加强对渣水处理过程中参数的在线监测,及时发现问题,并进行调整和处理。
通过引入先进的在线监测设备,可以对处理过程中的关键参数进行实时监测,确保处理效果的稳定和良好。
3. 推广绿色技术:加强对渣水处理过程中绿色技术的应用,如生物降解技术、纳米材料技术等。
通过推广绿色技术,可以减少对环境的影响,降低处理成本,提高处理效果。
4. 推动资源化利用:将渣水中的资源化利用作为优化的方向,通过技术手段实现对有价值物质的回收和再利用。
推动资源化利用不仅可以减少对环境的影响,还可以降低处理成本,提高经济效益。
三、优化效果通过对E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化,可以实现如下优化效果:1. 提高处理效果:优化后的渣水处理系统可以大幅提高处理效果,有效降低渣水中污染物的浓度,减少对环境的影响。
非熔渣熔渣水煤浆分级气化工艺的优化设计及实验验证
非熔渣熔渣水煤浆分级气化工艺的优化设计及实验验证为了满足能源需求和减少对环境的负面影响,煤气化作为一种清洁能源生产技术备受关注。
而非熔渣熔渣水煤浆分级气化是一种高效的煤气化工艺,它能够有效地提高煤的利用率并减少环境污染。
本文将重点讨论非熔渣熔渣水煤浆分级气化工艺的优化设计及实验验证。
首先,我们需要对非熔渣熔渣水煤浆分级气化工艺进行优化设计。
优化设计的目标是提高气化效率、降低生产成本、减少环境污染。
我们可以从以下几个方面进行考虑。
首先,我们需要选择合适的气化剂。
在非熔渣熔渣水煤浆分级气化中,气化剂的选择对气化效率和产物气组成起着重要作用。
常用的气化剂包括空气、氧气和水蒸气。
在选择气化剂时,需要考虑煤种的不同和气化剂对气化温度的影响,以提高气化效率和产物气组成。
其次,我们需要优化气化反应器的结构和参数。
气化反应器是非熔渣熔渣水煤浆分级气化工艺的关键设备,其结构和参数对气化效果具有重要影响。
我们可以通过调整反应器的尺寸、煤浆进料速度、气化温度和压力等参数,来优化气化反应器的性能,并提高气化效率和产物气组成。
第三,我们需要考虑熔渣的处理方式。
在非熔渣熔渣水煤浆分级气化中,熔渣的处理是一个重要的环节。
熔渣的产生不仅会增加设备运行成本,还会对环境产生负面影响。
因此,我们需要选择合适的熔渣处理方式,例如通过高温气体分离、粉煤灰回收等方法,来降低熔渣的产生和处理成本,减少环境污染。
最后,我们需要进行实验验证。
优化设计的理论依据需要通过实验验证来得到验证。
实验可以帮助我们验证设计参数的有效性,并对非熔渣熔渣水煤浆分级气化工艺进行评估。
通过实验,我们可以检测气化效率、产物气组成、熔渣产生量等指标,并与理论计算结果进行比较,以验证设计的准确性和有效性。
在实验验证过程中,我们还需注意数据的准确性和可靠性。
我们可以采用多种实验手段,如热力学分析、物质平衡计算、气体析出实验等来得到准确可靠的实验数据。
综上所述,非熔渣熔渣水煤浆分级气化工艺的优化设计及实验验证对于提高气化效率、降低生产成本、减少环境污染具有重要意义。
GE水煤浆气化装置优化改造及总结
GE水煤浆气化装置优化改造及总结GE(美国通用电气公司)水煤浆气化装置优化改造及总结一、引言水煤浆气化是一种新型能源技术,能够在保障能源供应的同时减少环境污染。
作为世界上最早开展水煤浆气化技术研究的公司之一,GE在水煤浆气化装置方面有着丰富的经验。
本文将介绍GE在水煤浆气化装置的优化改造,并对其进行总结。
二、水煤浆气化装置的优化改造1. 提高水煤比GE通过增大水煤比,即在气化过程中加入更多的水,可以提高气化效率和气化温度。
这样可以增加气体生产率,同时减轻气化炉的磨损,延长装置寿命。
2. 优化水煤浆粉碎对水煤浆进行粉碎是水煤浆气化装置的关键步骤。
GE通过改进粉碎设备和工艺参数,提高水煤浆的粉碎效率,降低粉碎能耗,减少设备维护成本。
3. 加强配气系统GE对水煤浆气化装置的配气系统进行了优化改造,以实现更高的配气效率和更低的能耗。
通过改进配气管道设计和调整配气参数,可以更好地控制气体的分布和流向,以提高气化效率。
4. 优化煤质和煤质混合作为水煤浆气化的原料,煤质的选择和混合对气化装置的运行至关重要。
GE通过优化煤炭供应链和改良煤炭处理工艺,提高了煤质的稳定性和均质性,从而优化了气化过程,提高了产气效率。
三、优化改造的效果及总结通过以上的优化改造,GE成功地提高了水煤浆气化装置的运行效率和产气能力。
首先,水煤比的提高使得气化过程中水蒸气的利用率更高,提高了气化效率。
同时,增加的水量降低了气化炉的燃烧温度,有利于延长设备的使用寿命。
其次,改进的粉碎工艺和设备降低了能耗,并提高了粉煤的燃烧效率。
这有助于减少二氧化碳的排放量和固体废弃物的产生。
再次,优化后的配气系统提高了气体的分布和流向控制能力,进一步提高了气化效率。
这对于保持气化过程的稳定运行至关重要。
最后,优化的煤质和煤质混合使得气化装置的产气质量更加稳定,提高了生产效率。
总结起来,GE通过水煤浆气化装置的优化改造,提高了气化装置的效率和产气能力,同时减少了对环境的污染。
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化
E—GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化摘要:E-GAS水煤浆气化渣水处理系统在水煤浆气化生产中属于重要的构成环节,立足于设备的使用现状,首先分析了工况条件,其次对影响渣水系统的主要因素进行了解析,并在最后对E-GAS水煤浆气化渣水处理系统的优化处理措施以及相应的优化处理效果进行了探讨,希望可以有效提升系统的运行效率与技术稳定性。
关键词:E-GAS;水煤浆气化;渣水处理系统E-GAS水煤浆气化渣水处理系统相比于传统的处理系统具有处理效率高、稳定性强的优势,但是在实际的使用过程中也会受到多种外界影响因素的影响与限制,如果调试不当可能会最终影响处理效果。
为了进一步探讨E-GAS水煤浆气化渣水处理系统的影响因素,现就工况条件简单概括如下。
1 工況概述本厂采用E-GAS水煤浆气化渣水处理系统进行渣水处理作业,合成气的平均产量为9900m3/h,温度198℃,平均压力为4.20MPa。
为了维护气化炉的水平衡,需要将通入到激冷室的水量控制在200m3/h,从而达到保护设备,避免炉渣烧毁的效果。
在设备的运行过程中,经常会出现激冷水管线结垢、洗涤塔循环泵结垢以及操作性能不足等问题,限制了设备的应用并不利于企业的稳定健康发展,所以必须根据其主要影响因素分析结果来制定合适的技术优化改革方案,确保技术应用效果。
2 影响渣水系统的主要因素2.1 原料煤灰分与煤浆灰熔点一般来说,渣水系统的钙元素主要来自于灰分当中,目前厂内原材料的灰分指标为8%,随着近些年来国家煤炭供应紧张,成本增加,一部分入炉的煤炭在灰分指标上存在超标的情况,从而导致灰水中的钙含量过高。
根据煤浆熔点的要求来看,灰熔点越高,激冷水溶解掉的钙离子也越多,所以渣水中的钙离子含量也会相应的增加。
大量的钙离子会与碳酸根反应从而形成碳酸钙,从而形成结垢形式的沉淀。
2.2 絮凝剂、阻垢剂的加量与排污在渣水处理系统中配备有重力沉降槽,通过添加絮凝剂的方式来进行处理,根据实际情况选择不同的排污方式,但是由于不同规格的絮凝剂添加量与沉降槽的容积不匹配,所以实际的处理效果总是达不到预期的标准,存在一定的随意性,不利于提升控制管理水平。
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水煤浆气化系统的优化研究
发表时间:2020-01-13T16:51:59.237Z 来源:《基层建设》2019年第28期作者:刘胜
[导读] 摘要:本文选择了某煤化工厂中的煤气化装置,在该装置中安装了1开1备两个气化炉,灰水系统共用。
神华新疆化工有限公司新疆乌鲁木齐 831400
摘要:本文选择了某煤化工厂中的煤气化装置,在该装置中安装了1开1备两个气化炉,灰水系统共用。
同时,对煤气化装置例如水煤浆供料系统、高压燃煤泵以及洗涤塔系统进行优化,能够节省了约275万元。
通常,氧气进料系统多用使用304升不锈钢,节省了约100万美元的投资。
不难看出,通过水煤浆气化系统的优化,实现能源效率提高。
关键词:水煤;气化系统;优化研究
湿流床气化是一种通过喷嘴和气溶胶将煤或石油等固体碳氢化合物与气溶胶混合在一起,通过喷嘴和气溶胶以很快的速度间固体材料变为气体,实现雾化处理。
在反应过程中,水煤浆和氧气被置入气化炉内,煤浆被迅速加热,其内部存在的水分被蒸发,碳残留物被气化。
碳含量的提高可提高气化生产效率,减少设施的能源消耗,降低混合生产成本,从而充分满足水煤浆气化的需要,积极优化水煤浆气化系统,最终实现能源效率提高。
1.水煤浆
水煤浆是一种基于固态煤的基础上形成的一种液体燃料,以其效率高、流动性强、易于处理和储存的特点成为了许多燃料的首选。
同时,水煤浆能够取代石油和天然气等燃料,直接在工厂中投入使用。
此外,水煤浆在锅炉和工业窑中大量使用,研究表明,2吨的煤可以替代1吨燃料。
我国目前制备的水煤浆按制备水煤浆原料的性质约分为6种,如表1,水煤浆的主要技术指标如下:浓度,65%~70%;粘度,1000±200cP;磨煤最大颗粒粒径小于0.3mm,平均粒度,38~45μm;硫分< 0.5 %;灰分< 9.0 %;挥发分,28.02 %~34.53 %;发热量,18.84~19.26MJ/kg。
表1 水煤浆品质特性
2.水煤浆气化工艺流程
水煤浆气化工艺主要由三个工艺单元组成,即原材料研磨系统、气化和排渣处理系统以及合成气体净化系统和灰水处理系统[1]。
选取煤的过程中,需要在储没系统中进行选择。
通常来讲,一选取对小于10mm的碎煤。
在选煤结束后,需要对嫌弃的碎煤经过计量之后进入与一定数量的水混合的磨煤研磨机形成水煤浆。
水煤浆颗粒均匀分布,约62%的水煤浆被泵入气化装置。
此外,若想提高水煤浆的稳定性以及性能,需要在水煤浆气化过程中加入添加剂。
来自水煤浆制备单元浓度为~62%的浆液,通过煤浆的振动对大颗粒进行过滤处理。
颗粒碳通过煤净化槽处理,将合格的磨煤贮库输送至燃煤泵和气化炉的燃烧口中。
在外界的高压氧下,水煤浆被完全输送气化炉反应室。
在大约1350℃的气化压力下,煤浆和工艺氧的部分氧化作用产生了一种主要由CO与H2组成的粗合气体。
该气体的成本主要由煤、氧、水蒸汽、二氧化碳和氢组成,其反应过程十分复杂,整个过程均在火焰中进行。
粗合气体与液态炉渣一起进入高压冷藏室,利用约240℃的水将粗合气体冻结,液体炉渣被凝固并从气体中分离出来,然后通过炉渣排出系统将残渣与气体分离。
此外,反应堆的大部分灰烬和少量未反应的碳从合成气中洗涤进入灰水中除去。
炉渣的排放速率取决于颗粒的大小,粗渣在激冷室中沉积,通过炉渣罐系统与水一起定期沉淀在炉渣池中,由捞渣机捞出,装车外送,含细渣的水送入灰水处理。
3.水煤浆气化系统的优化
由于需要定期更换气化炉的炉灶。
在灰水处理系统中,还需要设置其他气化炉,它们共用一个灰水处理系统。
氧气从两个方向进入气溶胶喷射装置的区域。
氧气管道分为两股,一股为环氧、另一股为中心氧。
氧气管道材料通常为Inconel材料,费用昂贵。
煤浆从煤浆槽出来后,通过2台高压煤浆泵送入不同的气化炉。
通过在技术设计过程中优化了水煤浆的气化系统,以提高企业的利润。
2.1添加操作的优化
水煤浆添加剂的主要功能是将煤灰散布到水中,形成流动、均匀和稳定的浆体。
当添加剂的含量太低时,添加剂的成分在碳颗粒的表面上不能适当发挥作用,因此很难很好地扩散和稳定。
当添加剂的含量太高时,添加剂会在碳颗粒的表面饱和,添加剂的分子开始向水煤浆流动,大大降低了屏障的稳定性,对水煤浆的气化产生了负面影响。
为保证煤浆的稳定性,通过成浆性测试确定成浆浓度所需的最佳添加剂添加率,可以为生产现场制备浓度高、流动性好、稳定性高的气化用水煤浆提供技术依据[2]。
2.2洗煤系统优化
在洗煤过程中,压滤机脱水情况以及固液混合煤浆通过压滤介质引起的压差从而导致固液混合煤浆脱水情况。
由于压滤机压力过大,水煤浆在气化过程中,水煤浆的压力也在迅速增长,在气化过程中出现的滤渣颗粒逐渐增多,在一定程度上会逐渐减缓水煤浆的气化时间。
选煤系统自动化控制能够发挥出最大效用取决于选煤工艺,所以,煤炭脾气也必须选煤工艺的选择,在实际生产中,一定要结合自身选煤工作实际情况来选取更为合理的选煤工艺。
目前应用比较广泛的一种选煤工艺是重介质选煤,这种工艺在自动控制方面表现出来较好的效果,而且这种工艺在分选范围方面非常广。
这种工艺原理是阿基米德原理,具体指当颗粒密度高于悬浮液密度的时候,颗粒在悬浮液中就会下沉,反过来颗粒就会上升。
如果二者在密度上一致的时候,颗粒就会处于悬浮状态。
这种工艺就是依据颗粒密度来进行筛选的,筛选速度和颗粒形状以及密度相关。
重介质选煤工艺重心在于悬浮液的选取,通过长时间探索以及研究,目前悬浮液在筛选效果上比较好的一种是磁铁矿悬浮液原因主要有两个方面:一方面铁磁矿在回收难度方面比较低,而且还能重复使用,这样对于生产成本来说能够有效降低;另一方面铁磁狂矿粉细度较细,而且还具有少量媒体,这样在黏度以及稳定性方面会比较适宜,只要在分选器中少量扰动,就可以使企业保持稳定运行状态。
所以,在应用选煤系统的时候,一定要结合煤炭企业自身情况,对不同选煤工艺在优缺点方面进行比较,还要做充分论证,这样才能保证选煤系统自动化控制效果能够达到预期状态。
4.结论
通过对水煤浆气化过程中加强对添加剂操作的优化以及加强对洗煤系统的优化,实现在水煤浆气化过程中提高气化速率,提升系统运作率,为其他水煤浆气化项目的优化提供一定的参考。
参考文献:
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[2]陈权,仝胜录,王晓雷,et al.水煤浆气化过程渣-水平衡系统的模拟[J].现代化工,2015,35(3):152-154.
[3]孙漾,顾幸生.水煤浆气化装置操作优化技术及其应用[J].化工学报,2012,63(9):2799-2804.
作者简介:
刘胜(1984.9-)性别:男民族:汉籍贯:甘肃学历:本科现工作单位:神华新疆化工有限公司。