水煤浆气化技术

水煤浆气化技术（精选八篇）

水煤浆气化技术 篇1

中国矿物能源以煤为主, 到2010年, 一次能源消费结构中煤占60%左右。大力发展洁煤技术, 高效清洁地利用中国煤炭资源, 对于促进能源与环境协调发展, 满足国民经济快速稳定发展需要, 具有极其重要的战略意义。

煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分, 具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气, 既可用于生产化工产品, 还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电 (IGCC) 和以煤气化为基础的多联产等领域。

迄今为止, 世界上已经商业化的IGCC大型电站, 均采用气流床技术, 最具有代表性的是以干煤粉为原料的Shell气化技术和以水煤浆为原料的Texaco气化技术。Shell气化技术即将被引进中国建于洞庭, 显现其碳转化率高, 冷煤气效率高的优势。相比之下, 水煤浆气化技术在中国引进得早, 实践时间长, 研究开发工作也做得更深入。

水冷壁水煤浆气化炉运行总结 篇2

水冷壁水煤浆气化炉于2011年8月22日投料成功。到目前为止已经运行56天。整体运行情况来看良好。主要经济运行指标如下：1、2、3、4、5、氧煤比470Nm3/h，老系统氧煤比437 Nm3/h； 投煤量与老系统系统基本相当；

粗渣中含碳量在15%以下，老系统的渣中含碳量一般在25%以下； 蒸汽产量：1.4吨/小时（并入1.3Mpa蒸汽管网）； 目前CO2保护气的加入量控制在200Nm3/h以上；

从这一个多月的运行煤耗基本没有变化，基本维持以前水平。氧耗比耐火砖炉子稍有增加。水冷壁水煤浆气化炉的运行参考数据明显比耐火砖炉子多，炉温的判断方式最为明显。

存在的问题主要有以下几点：

1、设计的数据和实际的运行数据差距还是比较大，尤其是锅炉水系统，在设计的理念上就要进行重新认识，我们需要的是大量的水进行系统循环，以保证内件的安全运行，而不是追求气化的蒸汽产量。目前正着手联系设计院对这方面的改造。（锅炉水给水泵进出口管线加粗）

2、热偶方面需要进一步改造，刚投料环腔保护气CO2120Nm3/h；由于热偶导线管漏导致环腔温度高，保护气CO2增至220Nm3/h以上，致使系统CO2高。

3、阀门方面：PV1313-4（放空阀）、HV1302-4(放空阀前阀）、LV1308-4(高压灰水进洗涤塔调节阀)、FV1321-4（中心氧调节阀）、LV1381(汽包加水阀）、PV1382(汽包压力调节阀)、FV1307-4（氧气调节阀)、FV1330（烘炉氧气调节阀）、FV1361、FV1362（烘炉弛放气调节阀）、存在调节困难、阀门打不开问题，目前已上报技改重新购买。

德士古水煤浆加压气化技术的应用 篇3

1 德士古水煤浆加压气化技术

德士古水煤浆加压气化技术是一种以氧气为加压气体的加压气化技术, 整个生产过程需要将煤炭制备成水煤浆, 再进行煤浆气化、灰水处理等工艺。整个工艺的核心设备是气化炉。

1.1 技术内容

德士古水煤浆加压气化装置主要包括煤浆的制备、煤浆的输送传递、水煤浆气化、灰水处理这几个步骤。进行生产首先需要进行煤浆制备, 将煤炭原料通过运输系统运入煤炭研磨机, 与水按照一定的比例混合磨碎成一定的颗粒大小和浓度的水煤浆, 磨好后输出煤磨机, 煤磨机出口设置筛网, 对颗粒大小超出要求的的颗粒去除, 再将符合要求的煤浆输送到气化炉。煤浆制备阶段的煤浆浓度一般为65%, 进入气化炉喷嘴处, 水煤浆与氧气一同从气化炉喷嘴中喷射出, 形成冲击对撞从而更好的混匀, 混合后在气化炉内4MPa压力和高温条件下进行氧化还原反应, 生成粗制的高温煤气, 产生的煤气以及残渣在气化炉的下端进入激冷室, 高温的煤气得到冷却后进行洗涤塔进行粗制煤气的洗涤, 对煤气进行除尘处理。在激冷室中对气化炉中产生的残渣进行固化后沉淀在激冷室底部, 定期排送至废渣回收池。洗涤塔中流出的灰水流向残渣废水处理。

1.2 技术特点

1.2.1 德士古水煤浆加压气化技术对于煤炭种类的适应性较强, 生产过程中主要以烟煤为主, 除此之外, 褐煤、焦煤、无烟煤等也均能使用这一工艺进行气化。

1.2.2 德士古水煤浆气化炉的内部结构较为简单, 无太多复杂的传动装置, 操作较为方便, 可靠程度也较高。

1.2.3 使用德士古水煤浆气化技术进行煤气化生产的煤炭转化气体效率较高, 碳转化率高, 一般可高达93%左右, 残渣中含碳量较低。且单位产量高, 得到的煤气质量较好, 杂志少有效气体成分含量高。

1.2.4 德士古水煤浆气化技术采用的是加水湿法磨煤和气流床气体技术, 气化炉内的高温使得焦油等有机杂质产生较少, 这使得整个过程的污染性气体及其他污染物较少, 是一种相对环保的气化技术。得到的残渣还可以进行在加工作为建筑材料。

1.2.5 煤炭的气化在高压的条件下进行, 气化的强度高, 整体能耗较低。

2 德士古水煤浆加压气化技术的应用及存在的问题

通过德士古水煤浆加压气化技术使得我国对于煤炭资源的开发更加有利, 对于利用水煤浆气化技术联合发电等战略的实施也促进了我国能源的开发和利用。目前我国利用该技术进行运行生产的设备设施有20 多台。虽然这一技术已经较为成熟, 但是从已有的生产实践来看, 尚存在一定的问题。

德士古气化炉的烧嘴的故障率较高, 所以一般需要设置备用的气化炉。德士古气化炉的耐火砖的使用寿命较短, 更换或者维修费用高, 这也加重了生产的成本。且德士古气化炉的单喷嘴一旦故障容易造成生产的停滞。为此, 已有研究设计出一种对置式多喷嘴气化炉。具体生产过程中对于德士古水煤浆加压气化技术的影响因素较多, 除了与设备及技术有关外, 操作人员的操作水平等相关。

3结语

整体来说, 德士古水煤浆加压气化技术在我国煤炭加工利用领域中的应用, 极大的提高了产能和对于煤炭的利用程度, 但是在利用该技术进行生产的实践中也存在了诸多的问题, 我们需要根据这些问题结合实际的情况进行深入研究改进, 如将单喷嘴水煤浆气化炉改进为对置式多喷嘴水煤浆气化炉以提高整个系统的稳定性等。德士古水煤浆加压气化技术的使用推动了我国煤化工产业特别是煤气化产业的发展, 这对于我国整体的能源战略具有十分重要的意义, 对于我国的工业和经济的发展也具有强大的推动作用。

摘要：随着全球进入了工业化时代, 人类对于能源的需求越来越大, 我们对于能源的开发和加工处理水平也得到了很大的提高。我国是一个多煤缺油少气为特点的国家, 煤炭资源占据我国全部能源的大部分, 随着国际能源市场竞争的加强, 我国决定立足本国特色开发利用煤炭资源。为使得对煤炭的利用更加多样化和高效化, 我国引进了德士古水煤浆加压气化技术, 这一技术可以以水煤浆为原料, 并利用氧气作为气化剂的加压气流床并流气化技术, 这一技术的引入极大的促进了我国的煤炭开发利用, 也为我国对煤炭深度利用研究提供了重要的参考。本文主要对德士古水煤浆加压气化技术进行简要介绍, 并对于这一技术在我国的应用情况及利弊进行分析, 以期为我国的煤炭开发行业提供参考。

关键词：德士古,水煤浆,加压气化,气流床

参考文献

[1]刘芬芬, 德士古水煤浆加压气化技术的实际应用讨论, 化工管理, 2015.

[2]王会民, 对德士古水煤浆加压气化工艺的认识, 大氮肥, 2002.

多喷嘴对置式水煤浆气化技术 篇4

随着我国工业化发展进程的加速, 我国对于能源的需求量十分庞大, 世界三大能源中的煤炭、石油和天然气中, 我国只具有丰富的煤炭矿藏, 而石油和天然气都处于稀少的状态。这些条件都使得我国对于煤炭资源的开发和利用极为重视, 煤炭资源的高效、深度利用对于我国的发展具有十分重要的战略意义。其中煤气化技术又是其他多个工业行业的重要基础, 煤气化后可以作为燃气、发电发热、液化等多种用途。我国自主研发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术极大的促进了我国煤化工产业的发展, 也给我们的能源高效利用提供了很好的示范, 这一技术的大规模使用也标志了我国的水煤浆气化技术已经处于国际先进水平。

1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术

1.1 技术简介

多喷嘴对置式水煤浆气化技术其实本质是一种气流床气化技术, 以大规模的煤炭高效气化技术为基础, 将煤炭的深度加工与多种清洁能源生产进行结合的一种大型加压煤化工设备。气化技术一种重要的煤炭高效利用的技术, 可以将煤炭进行深度化学转化, 生成天然气等多种清洁能源, 现阶段已经成为煤化工产业的核心技术。气流床气化技术是煤炭气化中最成熟的技术。我国早期引进的是国外的德士古水煤浆气化设备, 随着多喷嘴对置式水煤浆气化技术和设备的研发, 我国的煤炭气化产业得到了快速的发展。

1.2 技术内容

多喷嘴对置式水煤浆气化技术主要是由煤浆制备、多喷嘴对置气化、煤气初步净化和含渣废水处理这几个过程。首先是煤炭与水进入煤炭磨碎器, 可以得到一定质量要求的煤浆, 再将煤浆输送到气化炉的烧嘴中, 输送的氧气与煤浆混合后在气化炉中进行氧化还原反应, 可以生成粗制的合成气体、为完全反应的煤炭及残渣。未完全反应的煤炭可以通过气化炉下部的渣口进入气化炉的激冷室中, 激冷固化后沉淀在激冷室底部定期排放。粗制的合成气体进入水洗塔进行洗涤, 除尘后输送到生产位置。从气化炉、气体水洗塔、分离器中排出的黑水经过控制减压后输送到蒸发热水塔蒸发室, 得到的水蒸汽及二氧化碳、硫化氢等气体进行溶解混合, 进入热水室与灰水、除氧水混合输送到水洗塔成为洗涤水。

1.3 技术特点

多喷嘴对置式气化炉, 水煤浆或者煤炭粉通过4 个对置在气化炉中上部同一水平面的预膜式喷嘴与氧气一起进入气化炉中, 并在气化炉内形成对撞流, 在完成雾化的同时促进气化反应的进行。多喷嘴对置式气化炉各喷嘴之间的协同性好, 气化炉的负荷可进行调节。

洗涤冷却室结构, 运用交叉流式洗涤冷却水分布器和复合床高温合成气冷却洗涤装置, 能够强化高温合成气体与洗涤冷却水之间的热能传递。

分级净化式合成气初步净化工艺, 合成气初步净化工艺主要包括混合气、分离器、水洗塔这三个部分, 混合器后紧接着分离器, 能够去除大部分的细灰, 使进入水洗塔的合成气洁净。

含渣废水的处理, 将含渣废水高温蒸发得到的蒸汽与灰水接触混合, 完成热能传递, 还能将重新进入水洗塔成为洗涤水。

2 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的优势

2.1 多喷嘴的雾化优势

喷嘴雾化能力是喷嘴最重要的性能指标, 其影响因素取决于喷嘴的尺寸, 喷嘴尺寸大小进而决定了射流速度、气液两相的接触方式等因素, 多喷嘴气化炉由于喷嘴尺寸的缩小, 提高了雾化的能力。

2.2 多喷嘴气化炉的流场结构优势

多喷嘴对置式气化炉内部存在撞击流, 这增加了气化炉内物料的混合, 物料在气化炉内部的运动的迂回曲折程度高, 这很好的提高了气化炉内热能的传递, 也很好的延长了物料在炉内的时间, 提高了气化反应的质量, 也提高了煤炭的转化效率, 提高了气化炉燃烧室的单位产能。

2.3 多喷嘴对置式气化炉的安全稳定运行优势

多喷嘴对置式气化炉有四个喷嘴, 首先多喷嘴具有较高的稳定性, 四个喷嘴两两作为一组, 公用安全系统, 因此多喷嘴对置式气化炉有两套安全系统, 当其中一个喷嘴发生故障时, 其所在组的安全系统启动使得该组停止运行, 而另外一组的喷嘴可以继续正常运行, 这样保证了生产过程的安全性及稳定性。

3 总结

随着我国自主研发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术的成熟与推广使用, 通过生产实践证明了技术的先进与优势, 目前国内以及有十多家企业利用其技术进行生产。经过实践发现多喷嘴对置式水煤浆气化技术对于煤炭种类的适应性较强、对于煤炭的气化效率较高、整个生产过程中能源的回收及利用也较好, 适合大规模的煤气化生产。对于煤炭利用程度及效率的提高, 在一定程度上缓解了我国在国际能源动荡的环境下的能源紧张局面, 也在一定程度上减少了对于进口能源的依赖, 这对于我国工业化进程及经济的发展提供了动力。今后, 我们还要继续深入对于煤炭开发利用的研究, 以更好的发挥我国的煤炭资源优势。

摘要：随着我国工业化的不断进步和发展, 我国对于能源的需求量也与日俱增, 而我国的能源整体特点是多煤缺油少气, 这就迫使我国每年需要大量的进口石油以及天然气等资源来满足工业及经济发展需求。随着国家能源市场的变动及制约, 我国需要根据我国资源特点进行研究, 开发出新的煤炭利用技术以满足我国的能源需求。在“九五”期间, 华东理工大学及兖矿集团有限公司通过全面的产学研合作开发出了一种新型的水煤浆气化炉—多喷嘴对置式水煤浆气化炉, 这一技术的出现极大的提供了对于煤炭资源的利用程度。本文主要对多喷嘴对置式水煤浆气化炉技术和优势进行简要介绍, 并对其发展方向和存在的一些问题进行简要概述。

关键词：多喷嘴,对置式,水煤浆气化

参考文献

[1]马大熊.多喷嘴对置式水煤浆气化炉烘炉及自动控制过程研究[J].华东理工大学, 2014.

[2]王延坤.多喷嘴对置式水煤浆气化技术及其优势[J].中氮肥, 2008.

水煤浆气化技术 篇5

1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术

华东理工大学、兖矿集团有限公司拥有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化技术是在多年研究国际上大型气流床气化技术基础上进行创新的煤气化技术。相对于国外引进的水煤浆气化技术、干煤粉气化技术, 在设备投资、运行费用 (源于工艺指标的优势) 及专利实施许可费等方面具有很大的优势。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术涉及以纯氧和水煤浆为原料制合成气的过程, 装置包括磨煤单元、气化及初步净化单元及含渣水处理单元。技术特点:多喷嘴对置的水煤浆气流床气化炉及复合床煤气洗涤冷却设备;混合器、旋风分离器、水洗塔三单元组合煤气初步净化工艺;蒸发分离直接换热式含渣水处理及热回收工艺, 其工艺流程见图1。

2 工程应用

多喷嘴对置式水煤浆气化技术已成功应用于国内多套工业生产装置中, 并有多套装置在建, 同时该技术还出口至国外, 取得了较好的业绩和成果, 填补了我国在煤气化技术方面的空白。

2.1 在山东华鲁恒升化工股份有限公司使用情况

通过专利实施许可的方式, 并在国家发改委“十五”重大技术装备研制项目的支持下, 多喷嘴对置式水煤浆气化技术应用于山东华鲁恒升化工股份有限公司大氮肥国产化工程, 建设了一台多喷嘴对置式撞击流气化装置 (6.5MPa, 750t煤/d) 。气化装置由华陆工程科技有限责任公司设计, 气化炉由哈尔滨锅炉厂制造。

该气化装置自2005年6月初正式运行至今, 累计运行时间超过15000小时。气化炉内耐火砖等设备构件情况正常。拱顶耐火砖寿命已达到7300小时, 有望超过8000小时;直筒段耐火砖自从2004年12月以来未更换。

现该气化炉操作负荷为设计值的110%, 运转平稳, 运行情况良好。目前多喷嘴对置式气化炉成为生产主力, 生产周期长。该气化炉的技术特色体现在:

(1) 烧嘴及耐火砖使用寿命长;

(2) 负荷调节灵活, 烧嘴间负荷调节灵活, 气化炉整体负荷调节范围宽 (可在50%~115%负荷范围内操作) ;

(3) 比煤耗低、发气量大、渣中含碳量低。测算表明, 多喷嘴对置式气化炉运行一天较单喷嘴气化炉要多产生5万元左右的经济效益。

2.2 在兖矿国泰化工有限公司使用情况

兖矿集团有限公司在山东鲁南 (兖矿国泰化工有限公司) 建设多喷嘴对置式水煤浆气化炉及配套工程, 利用两台日处理1150吨煤多喷嘴对置式水煤浆气化炉 (4.0MPa) 配套生产24万吨甲醇、联产71.8MW发电。示范装置于2003年5月1日正式开工建设, 由中国化学工程第三建设公司负责气化装置、空分装置的建设。气化炉由哈尔滨锅炉厂制造。

气化装置于2005年10月15日, 在空分装置具备条件后, 正式进入工业运行。在开车初期, 曾经出现拱顶耐火砖烧损冲刷严重的问题, 经过华东理工大学深入研究, 并基于兖矿集团相关技术人员认真分析, 确认气化炉拱顶耐火砖冲刷严重是由于上部空间偏小、操作过程中喷嘴出口速度偏大等原因造成。针对这一情况, 华东理工大学仔细研究了气化炉上部空间的速度分布和温度分布, 提供了在现有装置上的操作负荷和操作压力的对应关系, 以优化流场, 提高拱顶耐火砖寿命。

这一调整取得了明显的效果, 自2006年3月17日A炉开车至2006年6月6日停车大修, 整个气化系统连续运行81天, 单炉连续运行49天。大修期间进炉检查, 发现炉内耐火砖情况良好, 拱顶耐火砖情况大为改善, 目前拱顶耐火砖寿命在5000小时左右;直筒段耐火砖自从2005年10月以来未更换。至今, A、B气化炉累计运行超过30000小时。2006年, 兖矿国泰生产甲醇23.4万吨。2007年, 兖矿国泰甲醇产量超过30万吨。

华东理工大学根据研究结果, 重新确定了气化炉上部空间的高径比, 用于兖矿国泰第三台气化炉的设计, 以确保拱顶耐火砖具有更为理想的使用寿命。大连金州重型机械厂制造的第三台气化炉 (C炉) 已于2007年9月3日投运, 运行状况正常。从目前的情况来看, 拱顶加高后的效果已经得以体现, 顶部预热口封堵在运行两个月后只磨损1cm, 运行3000多小时后进炉检查, 拱顶耐火砖状况非常理想, 预计顶部耐火砖使用寿命在8000小时以上。C炉气化工艺指标与未加高的A、B炉基本相同。

3 总结

多喷嘴对置式水煤浆气化技术自动化程度高, 全部采用集散控制系统 (DCS) 控制, 特别是氧煤比完全可以投自动串级控制。工业运行证实, 该装置开车方便、操作灵活、负荷增减自如, 操作的方便程度优于引进水煤浆气化装置。

带压连投技术的实现是煤气化技术上重大突破, 大大降低了气化炉停车几率, 提高了气化炉的有效生产时间。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术已被工程实践证实完全可行, 工艺指标也极为先进。该装置2005年12月通过了由中国石油和化学工业协会组织的168小时现场运行考核, 确认了该装置工艺指标达到国际领先水平。2006年1月8日通过了中国石油和化学工业协会组织的专家鉴定。2006年5月通过科技部组织的国家“863”课题验收。兖矿国泰化工有限公司的消耗总结报告中指出, 与采用同样煤种的兖矿鲁南化肥厂Texaco装置制备合成气用于合成甲醇的煤耗相比, 每吨甲醇的煤耗减少100~150kg, 这对于大化工装置来说是非常可观的成本优势。

通过多套气化装置的运行考核来看, 鉴定的主要结论如下:

(1) 以北宿煤为原料, 装置满负荷运行的技术指标:比氧耗309Nm3O2/1000Nm3 (CO+H2) ;比煤耗535kg/1000Nm3 (CO+H2) ;合成气有效气成分 (CO+H2) 84.9%;碳转化率98.8%。

(2) 气化装置安全可靠, 自动化程度高, 操作控制灵活, 开车到正常生产过渡期短。采用独特的氧气流量控制技术和带压连投操作技术, 增强了抵御故障的能力, 使装置运行更加平稳。

(3) 该技术是自主创新的煤气化技术, 装置性能与技术指标达到国际领先水平。与国外水煤浆气化技术相比, 其技术特点和优势 (创新点) 在于:

多喷嘴对置式气化炉和新型预膜式喷嘴的气化效率高, 技术指标先进。与采用国外水煤浆气化技术的兖矿鲁南化肥厂同期运行结果相比, 有效气成分提高2~3个百分点, CO2含量降低2~3个百分点;碳转化率提高2~3个百分点, 比氧耗降低7.9%, 比煤耗降低2.2%。

多喷嘴对置式气化炉喷嘴之间的协同作用好, 气化炉负荷可调节范围大, 目前为50~110%, 负荷调节速度快, 适应能力强, 有利于装置大型化。

由于采用四个喷嘴进料, 系统运行更为稳定, 当一个或一对烧嘴煤浆或者氧气波动时, 由于有其他喷嘴的互相补充、制约, 因此气化炉整体进料稳定, 不易产生炉温的瞬间波动。

复合床型洗涤冷却技术的热质传递效果好, 液位平稳, 避免了引进技术的带水带灰问题。

分级式合成气初步净化工艺节能、高效。表现为系统压降低, 分离效果好, 合成气中细灰含量低 (<1mg/Nm3) 。

渣水处理系统采用直接换热技术, 热回收效率高, 克服了设备易结垢和堵塞的缺陷。

(4) 从中试到工业示范装置, 多喷嘴对置式水煤浆气化技术成功实现了工程化放大 (一次性放大52倍) , 表明研究与放大方法科学、正确, 掌握了该技术的工程放大规律, 奠定了向更大规模跨越的理论与工程化基础。

(5) 该技术与国外水煤浆气化技术相比, 既降低了原料煤和氧气的消耗, 又大大减少了专利实施许可费, 同时具有良好的环保性能。该技术的开发成功打破了国外公司在大型煤气化技术上的垄断, 实现了我国大型煤气化技术零的突破, 为推动我国煤化工产业的发展和能源结构调整提供了技术支撑, 经济效益、社会效益显著。

参考文献

[1]步学朋, 忻仕河等.煤炭气化发展及应用中的热点问题探讨, 洁净煤技术.2007年第13卷第2期.

[2]于遵宏, 王辅臣等.多喷嘴对置式水煤浆气化技术研究与开发[c]//首届多喷嘴对置式煤气化技术推广及应用研讨会论文集.

[3]龚欣, 刘海峰, 王辅臣等.新型多喷嘴对置式水煤浆气化炉[J].节能与环保, 2001 (6) .

气化高压煤浆泵机组抗晃电技术改造 篇6

关键词：水煤浆加压,气化技术,直流支撑,抗晃电

0 前言

兖矿国泰化工有限公司是具有多项自主知识产权的煤化工企业,使用的是国家“863”项目,由兖矿集团和华东理工业大学共同开发的多喷嘴对置式新型水煤浆加压气化炉,日处理1150吨煤。现工艺烧嘴寿命已达到150天,拱顶砖寿命突破9000小时,装置的运行周期不断延长。

1 运行中存在的问题

气化原料煤经过称量给料机精确计量后与水及添加剂进入磨机,制成质量百分比浓度≥58%的煤浆,经过筛分后,合格的煤浆贮存在煤浆槽内,经高压煤浆泵加压与空分来的氧气(纯度≥99.6%),通过在同一水平面对置的4个工艺烧嘴混合后进入气化炉,在气化炉内进行部分氧化反应生成合成气。

高压煤浆泵是水煤浆气化装置的关键设备,在以往的运行过程中,当发生“晃电”时,高压煤浆泵易发生变频器保护跳闸或润滑油泵等辅机接触器失压,从而造成高压煤浆泵跳车。由于每次“晃电”造成高压煤浆泵跳车,给公司造成很大的经济损失。因此如何使高压煤浆泵在“晃电”时仍能正常工作成为解决问题的关键。高压煤浆泵的控制原理图如图1所示。

高压煤浆泵使用ABB变频器;变频器是由整流器和逆变器两部分组成。当逆变器件为IGBT时,在失压或停电后,将允许变频器继续工作一个短时间td(对于td有两种规定方法,一种具体的规定时间,如15ms;另一种规定为主电路的直流电压下降到原值的85%所需的时间),若失压或停电时间to<td,变频器将平稳过度运行;若失压或停电时间to>td,变频器自我保护停止运行。而通常“晃电”时间都比较长,在几秒钟以上,因而当电网系统发生晃电,变频器自我保护,使得高压煤浆泵跳车。

2 改造方案

为了能消除电力运行缺陷,提出对高压煤浆泵变频器以及辅机润滑油泵主接触器进行改造,以确保在电压波动时降低高压煤浆泵跳车故障次数,从而提出对以下两部分进行改造:

一是对高压煤浆泵辅机润滑油泵的主接触器进行更换,将原交流接触器换为FS-18型抗晃电型交流接触器。防止晃电时高压煤浆泵辅机润滑油泵的接触器主触头脱扣,造成高压煤浆泵跳车。

二是对高压煤浆泵变频器中间直流回路进行改造,将高压煤浆泵变频器中间直流回路引出,接至直流支撑装置的静态开关输出的直流电源上。在电源电压波动时,蓄电池能为变频器提供稳定的电源,从而保证高压煤浆泵在发生晃电时不跳车。

(1)FS系列抗晃电交流接触器是采用双组线圈,在正常电源状态下,其控制模块处于储能状态,接触器与常规交流接触器一样。而当发生“晃电”时,接触器电压低于的维持电压时,控制模块开始工作,以储能释放的形式保持接触器继续吸合。当电源电压恢复后,控制模块又转入储能状态。其主要是为了保证主接触器主触头延时释放,确保“晃电”间接触器不脱扣。其线圈工作电压允许波动+15%~-20%,时间分为时间固定型和时间可调型,时间固定型为0.5s、1s、1.5s、2s、3s;时间可调型,0.2~1.4s可以调节。其工作电气原理图,如下图2所示。

(2)改造中使用的直流支撑装置主要由蓄电池、整流充电器CD1、静态开关SW、直流接触器MF1、执行单元等组成。蓄电池采用免维护全密封铅酸电池。将高压煤浆泵变频器主电路中间直流回路p(+)、n(-)引出,接至直流支撑设备的静态开关SW1输出上,当发生“晃电”,交流电源低于变频器低压保护值时(即交流368V,直流516V)时,监控系统触发静态开关SW1瞬间导通,可以做到变频器由交流供电和由电池组供电的瞬时转换。保证变频器输出不变,高压煤浆泵变频器欠电压保护不动作,从而大幅度减少电网电压波动对高压煤浆泵产生的影响。而电网供电恢复正常值后,静态开关SW1处于关断状态,切断电池组与变频器的通路,直流支撑装置通过整流设备对蓄电池进行浮充电。直流支撑原理如图3所示:

3 安装、通电试验

3.1 拆下原辅机接触器,安装FS系列抗晃电接触器,按原理图修改控制线路

根据“高压煤浆泵电控原理图”、“直流支撑装置原理图”及“直流电池柜原理图”敷设、压接电缆,并进行接线。同时安装直流支撑装置、电控盘和直流蓄电池屏,紧固所有连接螺丝。

3.2 接通电源,使高压煤浆泵辅机润滑油泵正常运行,瞬间断电电源,润滑油泵能保证连续运行

在变频器正常工作的情况下,瞬间切断三相交流输入电源,同时检查直流支撑装置动作情况,系统直流回路p(+)、n(-)有输出,变频器及电机不间断运行。变频器交流输出正常,电机运行正常。

4 改造效果

自2009年1月~9月,由于电网晃电共造成公司A#高压煤浆泵5次跳车事故。自2009年10月对A#高压煤浆泵进行抗晃电改造后,气化A#高压煤浆泵2010年1月~11月共发生5次电网晃电,统计结果表明:直流支撑装置和抗晃电接触器,在这5起电网晃电时,均发挥了作用,A#高压煤浆泵不间断运行,保证了A#高压煤浆泵的稳定运行。目前我公司也已完成B#、C#高压煤浆泵进行了抗晃电改造。

褐煤水煤浆气化在煤气化领域的应用 篇7

1煤气化工艺及褐煤水煤浆气化的经济特征分析

1.1煤气化主要工艺分析

褐煤水煤浆气化和煤气化工艺之间有着紧密的联系, 首先在气化炉技术方面是煤气化工艺的主要核心, 从气化的装置上来看, 将煤作为原料的气化炉型主要就是气流床气化炉以及流化床气化炉和固定床气化炉。其中的气流床气化工艺主要是将原料进料的形态进行分类, 其中的干煤粉加压气化技术当中的GSP技术自身有着缺陷, 而水煤浆气化装置则在运行上相对比较平稳, 并在维修的费用上也相对较低等。在煤气化工艺进行实施的过程中对煤质都有着相应的要求, 褐煤作为是低质煤, 煤气化技术还需要进一步的完善。

1.2褐煤水煤气化的经济特征分析

从褐煤水煤气化的经济特征来看, 要通过和相关的因素进行比较才能够将其经济的特征得以凸显, 褐煤水煤浆气在实际的用途上比较广泛, 其在城市的煤气燃烧当中发挥着重要的作用, 发电厂燃烧以及污水净化以及催化剂载体等工业用途都能够得到充分体现。另外在环境影响方面, 由于褐煤水煤浆气是通过系统化的处理的, 其中所含有的氢气含量比较高, 通过水煤浆激冷流程来进行褐煤水煤浆气化, 在气化当中以及模型的计算当中获得最佳的比氧耗及比煤耗参数, 从而来保障配浆方案的经济合理性。

2褐煤煤质对气化工艺产生的影响及煤气化工艺选择

2.1褐煤煤质对气化工艺产生的影响分析

褐煤煤质对气化工艺会产生相应的影响, 其中在灰分以及灰熔点方卖弄, 煤气化过程当中灰分不会直接参加气化反应, 但对煤在氧化反应中所产生的反应热会消耗, 对气化的效率就会造成影响。褐煤的灰分相对比较高, 这样对气化炉比煤耗以及比氧耗就会相应增加, 从而对煤气化的技术产生一些不利的因素。当前我国所采用的水煤浆气化技术以及灰渣的承受力是有限的。另外在灰熔点层面来看, 褐煤灰的熔点较低, 这对气流床气化工艺就比较有利, 而相对于移动床来说就对固态排灰的Lurgi炉不利, 会由于结渣过多而对其运行的稳定性造成相应影响。

再者就是在水分以及固定碳层面的影响, 主要是褐煤当中的水分对不同煤气化技术的影响程度也是不同的, 对干煤粉气流床以及碎煤流化床而言, 由于在水量上较高对气化过程热能消耗就有了增加, 这对干煤粉以及碎煤输送等都有着诸多的不便。同时在水煤浆气化层面来说由于煤中水分含量大就使得成浆的性能也相对较差。如果是想能够在流动性层面得到良好的呈现就要能够将煤浆浓度降低, 当前褐煤煤浆化已能够满足气化对进料水分的相关要求。

除此之外就是反应活性以及挥发性的相关影响, 两者都强就会对煤气化比较有利, 而如果是采取移动床气化工艺实施煤气化, 就比较有利于酚等有害物质的带出。高反应活性对各种煤气化技术都是比较有利的, 而在高挥发分含量对移动床而言自下而上高温气流需要经过相对低温的干馏段, 在煤气的净化处理层面就相对比较复杂化。对于气流床的煤气化而言, 其在反应的温度层面相对较高, 所以就不会存在杂质成分。

2.2煤气化工艺选择分析

从煤气化的工艺选择来看, 不相同的煤气化就会产生不同的煤气组成, 褐煤的煤种采取水煤浆激冷流程来实施气化作业, 在对工艺的改进基础上通过分级气化设定气化反应温度作为高于灰熔点的条件, 这样就能够获取比较优质的组成煤气, 在这一煤气当中没有焦油以及煤灰等相关的杂质。气流床的气化工艺是当前的煤气化工艺的主流工艺, 部分的工艺逐渐都已经成熟, 在不断的推广下在综合效益上都不断的有了提升。

褐煤内的水含量相对较高, 在成浆性上相对较差, 所以在对制浆工艺改进作用下对不同浓度的褐煤水煤浆进行配置, 然后在对其实验模型计算基础上来对工艺技术进行选择。褐煤水煤浆质量分数基础上通过试验数据实施放大计算, 对水煤浆的浓度变化状况要能及时的观察。通过相关的实验能够看出, 采取恩德粉煤的气化工艺比较优良, 在煤种的氧耗为500, 而比煤耗为1000, 在水煤浆大于45%的时候水煤浆气化工艺氧耗及煤耗都要比传统煤气化工艺要低, 所以这一褐煤通过水煤浆气化工艺和消耗等情况都是可行的。

结语

总而言之, 褐煤水煤浆气作为是新的技术, 在发展过程中还需要吸收实际经验, 进而促进这一技术的进一步发展, 在经过了工艺的革新之后, 能够将煤气化的整体工艺水平进行提升。其中所存在的问题还需要加强分析探究, 找到根本的原因有针对性地解决。由于本文篇幅限制不能进一步深化探究, 希望此次理论研究能起到抛砖引玉的作用, 以待后来者居上。

摘要：当前我国对能源资源的需求愈来愈大, 能源紧缺成为我国的一个国情, 煤炭资源是在我国的能源结构当中有着重要地位的能源构成部分, 其对我国的国民经济发展起到了重要促进作用, 但在环境问题上也需要加强重视。本文主要就煤气化工艺及褐煤水煤浆气化的经济特征加以阐述, 并对褐煤煤质对气化产生的影响及煤气化工艺选择实施探究, 希望此次理论研究对实际操作有一定指导作用。

关键词：褐煤水煤浆气化,煤气化,应用

参考文献

[1]杨明顺, 康善娇, 刘鑫, 刘卫兵, 齐永丽, 姜鹏, 梅长松, 李春启.褐煤水煤浆提浓制备工艺研究[J].煤炭科学技术, 2014 (07) .

[2]王冠宇, 张建胜, 刘臻, 卢洪.褐煤水煤浆气化分析[J].煤炭技术, 2014 (07) .

[3]段清兵, 何国锋.改造传统高浓度制浆工艺的生产实践[J].洁净煤技术, 2014 (01) .

水煤浆气化装置节水减排措施研究 篇8

1 工业废水回收利用措施

水煤浆气化在工作过程中会形成大量具有高含量醇的废水, 在整个水煤浆气化过程中, 巧妙的利用这些高含量醇废水可以显著的控制水的使用量并降低企业的含醇废水的排放量。其回收利用可以从两个方面实现:一是火炬密封罐溢流水回收利用。火炬密封罐是火炬系统的安全隔离设备也是控制火炬系统压力的主要措施。为了更好的净化排放的气体, 保障密封罐液位位置的稳定, 需要保障溢流的稳定, 溢流水的COD值以及氨氮含量保持较高值, 溢流水的水量需要控制为8立方米每小时。当前火炬密封罐溢流水通过收集之后送入到煤浆槽当中, 从而直接应用于水煤浆气化中;二是可以巧妙的回收利用磨煤制浆工作时所形成的温度较低的甲醇洗工段以及精馏时所形成的废水, 因为这些废水当中不仅含有一定含量的甲醇, 还会含有一些其他的杂质, 例如脂类、高级醇类、醚类等, 同时还含有大量的的COD。少数废水可以直接作为有机碳源传递至废水处理工号中进行生化反应, 其余的流量大约为10立方米每小时的有机废水则可以作为水煤浆制备的回收水源。

2 气化系统减少排放

水煤浆气化技术工艺中水的损耗量主要是指向外排放的水容量, 节约用水就是降低系统向外排放的水量。水煤浆气化过程中有外排水主要因素就是为了杜绝系统当中正2价的钙离子类型的物质数量过多而在设备的角落、管道拐角等位置形成堵塞现象。想要真正的杜绝这些问题的发生, 能够按照以下多个措施有效实现。

①尽量控制煤浆当中的石灰石含量, 因为原煤当中的硅和镁等金属元素无法控制, 所以只能够通过及时掌握原煤的灰熔点, 并保障在液态排渣的环节背景下尽量降低石灰石在其中净含量, 从而杜绝因水中含钙量较高而形成的积垢问题。

②想要稳定水煤浆气化系统, 就必须要消除因为水温变化异常而形成的钙离子、镁离子等元素含量, 只要保障水温的变化不大于50℃, 就基本能够杜绝钙离子、镁离子过量。

③提高对沉降池的灰浆整治质量, 有效的控制灰水中的药物参与量, 并有效的优化黑水系统中冷凝液的增加含量, 便能够非常有效的优化水系统当中的p H数值。

④在确保措施③的基础上尽量保证冷凝液的使用, 便能够借助德士古原设计的事故补水管道, 从而将水直接传输入气化炉冷凝室当中, 进而可以保障碳洗塔内的水相p H值稳定。此外, 这样的做法还能够提升气化炉内的黑水p H数值, 从而控制气化炉黑水管线路的结垢情况。

3 灰水处理系统优化策略

灰水系统当中, 钙主要是由原料煤当中的灰分而形成。煤浆灰熔点也可能不稳定, 那么激冷水所溶解的2价的钙离子就会越多。煤气当中的二氧化碳溶于灰水当中便会形成碳酸根离子或者碳酸氢根, 灰水当中的钙离子含量越高, 在温度呈现升温的情况下, 便会形成碳酸钙, 从而结垢;影响灰水系统的主要原因还有分散剂、絮凝剂的加量以及排污, 在常规操作时, 各个班组所控制的沉降槽排污状况以及灰水罐的水液位置参差不齐。同时, 各个班组的排污控制也不一样, 其造成的系统会呈现波动, 导致其沉降、阻垢的效果不佳。

灰水处理系统可以采取以下几项措施:①定期清洗洗涤塔循环泵出口的滤网, 防止灰分流入到激冷环当中;②提高对高压灰水泵出口水质的检测, 主要检测水质当中的悬浮物含量, 并通过分析, 便可以反应出灰水的结构趋势;③严格控制分析结果, 及时调整沉降槽内部的絮凝剂添加量, 并强化水质的分析。

4 结语

综上所述, 通过水煤浆气化装置回收利用企业的部分废水, 降低废水排量, 并对灰水、黑水进行全面的分析, 详细总结灰水、黑水对系统的主要影响, 并采取针对性改善措施, 促使气化黑水与灰水系统的运行更加趋于稳定, 降低系统的整体排水量, 同时降低对新鲜水的使用量, 从而实现较好的节水减排目的。

参考文献

[1]安宏伟, 李永华, 薛斌.水煤浆气化装置节水减排措施浅析[J].西部煤化工, 2013, (2) :8-11.

[2]高会杰, 郭志华, 张广哲, 等.水煤浆气化废水深度处理中试研究[J].石油炼制与化工, 2014, 45 (5) :87-90.