水煤浆化工行业论文范文第1篇
1.1我国是少数的以煤炭等化石燃料为基础的能源和工业原料的国家,据不完全统计,每年近有4亿吨煤用于化工工业,对煤炭的气化技术的加工和应用的很重要的方法,这一个过程也是进行化学加工的方法,此类方法被一些重工业的企业和工厂广泛应用,就目前而言水煤浆加压的相关技术已经非常的可靠了,这一项技术是国内技术研究、引进和应用的自主公关的主流的技术。该系统的通过加工和反应生成的有效成分,是对于煤气化运行的一系列的指标(单位质量煤经过反应以后,产生的有效气体的质量,根据对调查和研究,以及对于水煤气化的原理和对于该加工行业的工程分析,对于气化炉的调节主要是通过对控制氧气的进入量来进行控制的,目前,在我国内煤气化企业的相关操作人员工作时主要是根据对以前工作中自身操作经验的来进行判断设备装置的控制的,操作过程中对于一些参数可以进行很好的调节,煤气化装置的运行状况通常不能够保持最优化,所合成的气体的成分常处于波动状态。由于水煤气的反应是非常剧烈的,而且反应的机理也比较复杂,内部压力和温度都比较高,有非常大的时变性、不稳定性,建立机理也是比较复杂的,对于准确的控制和计算不同的条件下氧气的供应量是比较困难得。
1.2智能建模的方法是年来兴起的,人工神经网络已经被广泛的应用,特别是在比较复杂的工业建模中,与此同时,有些企业为了提高水煤气气化系统建模的一些性能,部分学者巧妙地把智能算法很恰当的用于过程建模之中,当今更多的把现有的问题转化为优化的问题,很好的提高了精度。接下来本文将对于水煤气化过程的建模的研究工作做一下简单的介绍,
(1)根据文化算法协同性的特点,建立了差分化的竞争型协同策略的评判方法,并且根据实际的需要在算法中加入文化算法,提出了多种群竞争过程中产生的差分算法。
(2)对于气化装置的操作和优化问题,采用的是以德士古气化炉进行数据分析,经过工程师的现场实际操作的优化计算,能够很好的控制相关的参数,有效的提高了有效气体的产率和产量。
(3)对于甲醇合成水煤气化系统的设计和优化,该系统能够很好地提高经济效益。
1.3进化论的相关理论表明物种间的相互作用和影响能够促进物种的发展与进步。本文建立的算法是采用的是差分算法的竞争适应评判方法,在此期中引入了文化算法的思想,提出了协同差分算法。每次迭代中,子群所采用的是差分迭代机制。竞争分为以下几个步骤,首先在种群中提取一定数量的个体,其次选取竞争中表现出的适应度比较高的个体用来替换适应度比较低的个体,最后,对种群和个体的适应度进行评价,通过评价选出适应度比较低的个体,并且重新激活。
2建立德士古气化炉优化模型
德士古气化炉的优化目标是在一定的负荷下,优化并且控制参数,使有效成分的产率达到最大,操作优化模型的约束条件是控制参数的变化范围,期中目标函数是调节控制参数,根据压力和温度及人炉煤浆压力采用某一个人炉氧气流量值时,预计可以后的的合成co含量,通过完成函数的计算,实现对产率的优化,由于气化炉比较复杂,所以准确的建立数学模型是很难得。根据加工特点本篇文章选取的是水煤气化中的12个变量作为辅助变量,该变量可以通过dcs进行实施的测量,最初设定的采集周期为五秒钟,采集一个月的数据,然后判断数据的历史时刻是否稳定,然后选取相对稳定的数据.通过对某甲醇生产的德士古气化装置的实验分析,从该厂采集相关数据在线监测辅助变量,建立优化操作模型,充分利用竞争系统差分优化的方法获得参数的最优化值达到预期的系统的有效产率,
3水煤浆气化装置优化系统的开发
针对某甲醇合成企业水煤气化系统开发了相应的优化系统软件,能够很好地对混煤指标进行预测、优化配煤系统、实现了对气化炉温度的预测和对合成气体组分的软测量,从而可以死控制、优化、建模等技术应用到生产的实际当中,从而很好的提高装置的经济效率,该操作系统的软件的主界面左侧是古话系统的两个核心的装置,包括炉腔温度、气化炉工况优化、配煤操作优化、合成气软测量等,主界面上的配煤优化按钮可启动配煤操作优化界面,可以很好地对配煤进行优化。
4结语
本篇文章对于水煤气优化的问题进行了一系列的研究和调查,提出了最终竞争协同分化算法的方法。与此同时建立了水煤气化操作优化的模型,将这一种算法用于对于模型的求解。这种方法不仅可以在不增加成本的基础上实时对合成气体的有效成分进行相关的一些必要的分析,从而能够很好控制和掌握生产状态,通过操作人员对于计算机系统的优化,能够有效的提高固化系统有效的产气效率,最火针对该系统开发相应的系统软件。
摘要：本文主要是对于水煤浆气化装置操作的技术进行优化,并且有针对性的提出了一些群竞争性协同文化的分化算法,该算法的建立是基于差分化算法的竞争性的竞争进行适度的评判方法,同时也引进了西方国家的文化算法的部分思想。与此同时也建立了古企划炉操作的优化模型,该算法主要用于优化求解。采用煤气化系统实际上是利用气化操作系统的应用软件,实现对水煤浆气化装置操作、控制、建模等技术应用于实际的生产当中,从而更好的提高经济效率。
关键词：水煤浆气化装置操作,优化,软件开发
参考文献
[1] 孙漾,张凌波,顾幸生.Texaco水煤浆气化装置配煤模型及其优化[J].化工学报,2010(6).
[2] 王学武,王冬青,陈程,顾幸生,孙自强.基于混沌RBF神经网络的气化炉温度软测量系统[J].化工自动化及仪表,2006(9).
水煤浆化工行业论文范文第2篇
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.
水煤浆化工行业论文范文第3篇
1 德士古水煤浆加压气化工艺概况
美国德士古公司开发出的德士古加压水煤浆气化技术以氧气为气化剂、以水煤浆为进料, 在气化炉高压条件下实现制备合成气。德士古水煤浆气化装置的核设备是气化炉, 其气化过程是一种非催化的部分氧化反应, 反应物为水煤浆和限量控制的氧气, 并在关键设备内完成四项工序, 即水煤浆制备、煤浆储存与加压输送、水煤浆气化和灰水处理。到目前为之, 我国在水煤浆制气方面已有较成熟的技术积累, 但影响气化炉平稳运行的因素依然存在, 相关技术待进一步攻克提升, 如气化炉烧嘴、炉砖寿命的延长, 气化炉顺利排渣等。
2 德士古水煤浆加压气化工艺优缺点
2.1 优点:
(1) 由于该项工艺采用湿法磨煤, 降低了易燃易爆物质带来危险的可能性, 安全性好。 (2) 气化炉原料是连续生产, 气化炉排渣为自动程序控制, 整个系统操作稳定, 所以该工艺的连续生产性强。 (3) 气化炉持续维持在一个较高温度运行, 煤的碳转化率相对较高。 (4) 对原料的选择, 该项工艺不受煤的块度大小限制, 也不受灰熔点限制, 煤种适应广。 (5) 工艺产品合成气中有效成分可达80%, 产品质量好。 (6) 该项工艺产生的废弃物不含焦油、酚等污染物, 易于处理或回收, 环保性好。 (7) 气化炉内的高压节省了煤气压缩所需要的能耗和费用。
2.2 缺点:
(1) 气化炉炉砖寿命短, 导致生产成本提高。 (2) 煤在磨制成煤浆的过程中, 噪音较大。 (3) 水煤浆气化氧耗高, 降低了系统的经济效益。 (4) 排渣系统阀门损耗大, 使用周期短, 更换成本高。 (5) 维持热备用炉的能耗较大, 需备用热源, 所需燃料、降温水损耗多。 (6) 由于煤气出炉时, 一定量的煤渣会随之而出, 气化炉渣口、工艺气出口管线、渣水系统易堵塞。 (7) 煤浆泵备件, 如单向阀、隔膜等费用高。 (8) , 由于气化炉排水排渣系统、灰水处理系统介质成分复杂, 多为液、固两相或气、液、固三相混合介质, 管线、阀门受长期冲刷, 容易发生泄露。
3 德士古加压水煤浆气化技术特点
特点: (1) 德士古加压水煤浆气化工艺所应用的煤要求是年轻烟煤, 因为这样的煤的气化反应活性较高, 所以最适宜采用的是长焰煤和气煤。 (2) 气化炉能力与压力成正比, 常用气化压力达2.7~6.5 Mpa, 采用1200~1500 (9) 的高温, 气化压力高会增加反应的速度。 (3) 灰渣含碳量低。 (4) 碳转化率高达90%~93%, 碳转化气化效率高。 (5) 全过程污染轻微, 环保性能较强。 (6) 操作性能好、弹性大、可靠程度高。 (7) 安全易控制, 节约能量。
4 德士古水煤浆加压气化工艺经验总结
原料煤成分会发生变化, 煤外水的变化导致煤浆浓度非正常的降低或提高, 为保证水煤浆合格, 就要随时根据滚筒筛格数调节煤浆浓度;气化炉压差和烧嘴压差在生产过程中波动大, 从而影响气体成分和气化炉燃烧工况, 要及时发现和调整;在工业生产中, 难于掌握工艺操作参数的优化量值标准, 而是要通过对多种成分的综合因素分析判断;急冷室下降管在运行过程中易出现变形和损坏, 这都是由于下降管受温不均导致;工业生产中, 为优化工况对氧气的调节需求和适应煤种的不断变化, 在设计上, 相配套的空分装置有一定的富裕量;要有与德士古水煤浆加压气化装置相适应的最佳煤种和灰成分才能确保生产的稳定性, 所以要根据工况, 不断优化配煤比;为优化工况、延长装置运行周期要不断改进并完善测温系统;气化炉在运行过程中工况可能发生波动, 因此要注重排渣系统的可靠性, 避免渣堵;气化炉烧嘴的使用寿命决定了单台气化炉的合理运行周期, 周期过长会增加烧嘴的检查、维修费用;调节并控制气化装置黑水、灰水系统的p H值有益于提高仪表元件的使用寿命, 并且能够对于控制酸性腐蚀、减缓碱性条件下的结垢;对于德士古水煤浆加压气化装置的设计, 应充分考虑因设备结垢所导致的运行参数和合理能量回收的需要, 总结、改进水系统合理的配管设计和运行经验有利于减缓管道磨蚀, 防止泄露。
5 结语
综上所述, 基于我国对煤炭资源开发利用的重视, 为了提高煤炭的利用效率, 就需要不断对煤炭领域的技术进行开发、应用、提高。我国对德士古水煤浆加压气化技术的应用确实解决了很多的难题, 但是在实际生产应用中, 该技术也出现了诸多的问题, 只有结合实际情况, 从问题出发, 深入研究改进, 我国的煤炭生产与利用技术方能得到较大的发展。我国煤炭产业的发展与进步有利于推动工业和经济的发展进步, 对德士古水煤浆加压气化技术的推广、改善对我国能源行业有重要意义。
摘要：水煤浆是的一种代油煤基流体燃料, 它由煤、水和添加剂经过磨煤机物理加工得到, 在气化炉内和氧气反应生成合成气。本文讨论的重点是在对德士古水煤浆加压气化工艺介绍的基础上, 分析德士古水煤浆加压气化工艺的优缺点, 总结了气化装置的运行经验。
关键词：德士古水煤浆,加压气化
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] 陈家仁, 加压气流床煤气化工艺的发展现状及存在问题[J].煤化工, 2006 (6) :1-6.
水煤浆化工行业论文范文第4篇
我国煤炭资源分布不均衡, 为满足各个地区的使用需要进行大规模的远程运输, 使得煤炭的运输成本升高。而且运输过程中很容易造成煤炭的损耗以及环境的破坏。现阶段随着煤气化生产工艺的成熟和使用, 水煤浆的使用得到人们越来越多的关注。水煤浆利用管道进行运输, 运输成本低, 效率高, 而且污染很小。现阶段加强对水煤浆输送技术的研究, 深化对其输送管道的设计能够保障水煤浆的平稳输送, 具有重要的现实意义。
2 液固二相流的基本原理
由水煤浆的主要组成是煤、水和添加剂, 是一种液固混合物。其中煤的状态的主要是粉末状, 占比约为55%, 水的占比约为45%, 水煤浆一般是以液固悬浮液的形态存在, 并进行管道输送。这种液固悬浮液在管道中流动的时候, 其流动速度主要受到管道内压力的影响。具体的关系如图1所示。
图中的横轴表示的是水煤浆的流速u取对数后的数值。纵轴表示的是对输送管道的单位管长的压力降△△PP取对数后的数值。随着流速的不断增大, 管道内水煤浆也经历了不同的流动状态。一开始流速比较低的时候, 水煤浆处于固定床滑动流动的状态, 这个时候, 水煤浆内的煤与水分离, 水继续向前流动, 煤炭由于速度太慢逐渐沉淀, 造成管道堵塞。在达到临界速度之前, 流速越大, 堵塞越严重。当流速超过第一个临界速度之后, 水煤浆的流动过度到脉动流动, 之后随着流速增大, 经过非均相流动状态, 最后进入平稳的均相流动状态。只有进入均相流动状态后, 在水煤浆管道输送的过程中才不会出现固液分离, 实现水煤浆在管道入口和出口处的浓度一致。所以在实际进行水煤浆管路输送的时候, 一定要杜绝出现低于临界速度的情况。而为了实现最好的输送效果, 要保证输送过程中管道内的流速在最低均相流速之上。
3 液固两相流压力降的计算
3.1 水平管道内的压力降计算式
(1) 固定床滑动流动区
(2) 脉动流动区
(3) 非均相流动区
(4) 均相流动区
3.2 垂直管道内的压力降
一般来将, 自下而上的流动会造成水煤浆内煤的含量升高, 相反当水煤浆自上而下流动的时候就会使煤的浓度降低。所以在研究水煤浆在垂直管道内的流动的时候, 一方面要考虑正常流动造成的压力降, 同时要考虑水煤浆内固液分离造成的压力降。
3.3 液固二相流的临界速度
为了尽量避免管道的堵塞, 要尽量使液固二相流得流动速度大于临界速度。通过综合液固悬浮液内固体物质的不同, 考虑到固体物质颗粒大小的影响, 把临界速度uc的表达式整理为:
3.4 保持均相流动状态的最低流动速度
上文提到要想保持水煤浆的平稳输送就要使流动速度高于均相流动状态的最低速度。通过分析, 将保持均相流动状态的最低流动速度umin的表达式整理为:
4 关联式的修正及临界速度的核算
4.1 数据采集
在某公司进行水煤浆管路输送的过程中有两条具有代表性的输送系统。这两条输送系统是采用低压进行输送, 而且输送管路的输送泵性能比较好, 输送距离都将近200m。运行中的数据比较稳定, 与实际运行的状况比较匹配。因此选用这两条输送系统进行数据采集, 用于参考。对两条输送系统收集的数据多达400多组, 选取其中的一部分作为依据。
4.2 球体的自由沉降速度
水煤浆内的煤, 是以细小颗粒的状态存在。因此借助球体自由沉降理论来研究煤在水煤浆输送中的的沉降情况。而影响球体自由沉降速度的主要因素就是阻力系数CD, 当雷诺数Re在8.5X10-8--1.5X105之间时, 阻力系数CD的表达式可以表示为
4.3 对摩擦因子进行修正
利用实际测量的压力降△P、流量Q和其他的一些数据, 导入Origin软件对摩擦因子进行拟合修正, 得到新的拟合关系式如下:
其中拟合相关系数为0.82506.
D表示水煤浆输送管道的内径尺寸, D=0.623M
S代表水煤浆中的煤与水的密度比, ρs/ρw。这里取ρs=1400kg/m3, ρw=1000kg/m3
将数值带入上面的公式可得新的公式:
4.4 对临界速度进行核算
根据上文中得到的临界速度的计算方程可知, 临界速度的大小与水煤浆中煤的颗粒大小有关。根据实际工作中水煤浆中煤粒径为小于0.044m的煤粒展大部分, 因此取d=0.05mm, 根据d的数值获取其他的相关数据, 同时带入公式中可得Uc=0.067m/s
4.5 计算均相流动的最低流动速度
将上文中经过核算取得是数据带入均相流动的最低流动速度的计算公式中可得Umin=0.9723m/s
注:这里取水煤浆的煤含量为55%, 式中对应的C=0.5382.
5 结果讨论与结论
通过对比本次得到的关联式与之前的学者得到的关联式可知, 在经过核算和修正后的关联式能够比较好的降低数据计算的偏差, 所以可以使用这里得到的摩擦因子方程作为以后进行水煤浆进行管路输送研究的参考。
液固二相流流体在管路中输送的运行状态与纯液体的流动不同, 需要对液固二相流的关联式进行修正, 将液固二相流的压力降和固体浓度的影响考虑进去。
水煤浆在进行管路输送时的临界流速Uc=0.067m/s, 保证水煤浆处于均相流动状态的最低流速Umin=0.9723M/S。与之前的研究结果是相吻合的, 而且精度更高。利用这两个数据能够对水煤浆实际进行管路输送工作进行指导, 如果低速运行的时间超过这个数值就会造成管路的堵塞, 在工作中要避免这样的情况。
任何数据模型和关联式都只能在一定程度上满足当时的工作需求, 随着技术的进步以及工作要求的增强, 关联式都会产生一定的误差, 因此需要在实际工作中及时对关联式进行修正, 从而满足工作的需求。
6 结语
通过对水煤浆管路输送的研究能够得出保持水煤浆平稳运行的相关数据, 经过对计算关联式的核算和修正, 提高了计算精度和准确性。对实际进行水煤浆的管路输送工作具有重要的现实意义。相关技术人员要加强相关知识的学习和技术研究, 提高关联式的计算精度, 更好地提高水煤浆管路运输系统的运行效果。
摘要：本文首先对液固二相流的基本原理和液固两相流压力降的计算方法进行简单介绍, 然后根据收据的数据对以前整理的液固两相流压力降的计算关联式进行修正, 并根据修正后的关联式进行相关临界速度的核算, 从而为日后进行水煤浆输送管道压力降和管径计算提高理论参考。
关键词：水煤浆,输送,压力降计算,临界速度
参考文献
[1] 王旭宾.水煤浆管道输送压力降的计算方法探讨[J].煤化工, 2004, 32 (3) :24-27, 52.
[2] 陈良勇, 段钰锋, 赵国华等.浓度对水煤浆壁面滑移和流变特性的影响[J].中国电机工程学报, 2008, 28 (20) :48-54.
水煤浆化工行业论文范文第5篇
1 GE水煤浆气化技术系统流程
(1) 制浆系统制浆系统主要用于生产水煤浆。有一定粒度大小的粒煤经称重、计量后进入磨机破碎, 并与水混合, 达到一定粒度标准和水浆比, 形成合格的水煤浆, 送入煤浆泵。同时为了改善煤浆的成浆性, 在研磨过程中, 按照一定比例加入各类添加剂改善煤粒表面性能, 使水煤浆均匀, 从而提高不同煤的成浆性能。
(2) 粗煤气系统水煤浆经低压煤浆泵进入煤浆槽, 然后经高压煤浆泵加压后与高压氧气在德古士烧嘴雾化喷入炉内, 在燃烧室内1400摄氏度的高温下发生复杂的氧化反应气化形成粗煤气及炉渣。生成的粗煤气及炉渣经激冷环和下降管进入激冷室, 进行冷却, 并将粗煤气与炉渣分离。炉渣经冷却后, 由炉底排除;粗煤气经初步冷却后, 仍有较高温度, 并与吸收高热的冷却水形成的水蒸气结合, 形成混合气体, 一起排出气化炉, 进行洗涤、冷却、分离等工序, 将混合气体中的灰、碳粒等固体杂质分离。
(3) 烧嘴冷却系统德古士烧嘴是GE水煤浆气化技术的核心设备。经高压煤浆泵加压的水煤浆与高速氧气在烧嘴中充分混合雾化, 提高气化反映效果。同时为避免烧嘴长期高温下运行导致损坏和故障, 系统建立了一套水冷系统, 保护烧嘴的安全, 并设置了安全联锁控制, 一旦烧嘴故障, 系统则进行紧急停车。
(4) 锁斗系统炉底的炉渣, 首先进行破碎。为了保证生产的连续系, GE水煤浆气化技术, 采用锁斗系统通过设置自动循环控制系统, 定期收集炉渣。同时, 锁斗系统采用隔离法进行排渣。通过将气化炉隔离, 先进行收渣、隔离封闭、减压清洗、排渣、充压、解除隔离封闭, 每个循环半小时, 通过此法循环, 保证了气化炉的连续运行和持续排渣。
(5) 水处理系统由于激冷过程中需要利用到大量的水, 并产生含固量较高的废水。为避免系统在运行中产生的废水较多造成污染和浪费, 循环和水处理系统是不可或缺的。系统运行产生的废水经闪蒸、沉降等过程将固体物质分离出去, 将水回收循环利用。
2 GE水煤浆气化技术特点
(1) 煤种容纳性强GE水煤浆气化理论上接受各种煤种作为燃料, 其中含水、含硫、含灰较高的煤种均可以使用, 同时可以接受粘结性较高的煤种。由于原料煤进入磨机研磨制浆前经过破碎机破碎, 因此对煤种的粒度也不受限制。
(2) 碳转化率高GE水煤浆气化技术, 通过制浆系统的制浆作用、德士古烧嘴的雾化作用, 提高初煤转换成粗煤气的气化的效率, 提高煤的燃烧效率, 在炉内历经多次化学反应, 将煤中的碳转换成二氧化碳的反应, 有效的将煤中的碳进行利用。碳综合转化率一般可达93%左右。
(3) 热量回收率高GE水煤浆气化反应时, 首先煤粉裂解释放出挥发成分, 并在高温高氧下迅速燃烧, 释放大量热, 然后焦油等物质一方面燃烧形成一氧化碳、二氧化碳等气体, 另一方面与水蒸气反应形成氢气等可燃气。此过程既是吸热反应又是放热反应。充分利用了热量。同时, 由于GE水煤浆气化反应温度高 (1400度左右) 、压力大 (2.0~8.5MPa) , 经气化炉形成的粗煤气在经过激冷室后形成的高温、高压的粗煤气, 经激冷降温, 将热量传递给激冷水, 其中的热量, 具有较高的回收利用价值。可以充分利用其高温特性用于联合发电及供热取暖。
(4) 污染物排放少、水循环利用率高由于GE水煤浆化技术在高温下进行, 将焦油、酚等大分子烃类经二次高温燃烧反应, 转化成可利用的燃料, 减少了排放的废气中的有害物质。气化过程中, 由于在高温高压下进行, 充分反映, 因此产生的固态熔渣及灰分较少。通过锁斗系统的运行, 自动循环控制, 定期收集, 进行处理有效控制废弃物及粉尘的排放。同时, 系统充分利用了黑水和灰水, 进行闪蒸降温浓缩处理, 并对处理后的水作为激冷水等进行循环利用, 增加水的循环利用率, 减少了废水的排放, 同时废水中的主要成分简单, 易于处理。
(5) 生产连续性好GE水煤浆气化技术, 采用水煤浆, 物料易泵送, 易连供。同时采用锁斗系统实现连续排渣。排渣时不影响气化炉的运行, 增强了生产的连续性, 克服了以往技术方法需要间歇性排渣的缺点。同时系统的控制系统先进、可靠, 保证了运行的稳定性, 使连续生产时间达到了50天小时左右。
(6) 操作性好, 可靠性高由于GE水煤浆气化技术采用外部制浆, 内部气化, 各操作环节独立性强, 同时由于气化炉内结构简单, 炉内无机械传动等装置, 操作性好, 可靠性高。
3 GE水煤浆气化技术的重要影响因素
(1) 煤质的影响煤炭质量的好坏直接影响气化装置的运行和企业效益。由于煤质的不同, 从而直接导致气化效果及冷煤气质量。一般情况下, 含水、含硫、含灰较高的煤种, 其气化的效果较差, 气体组分也往往不是很好。煤料的煤质好、热值高、强度低、灰熔点低、低灰份及拥有较好的粘温性等等, 往往气化控制、效果及产生的气体质量较高。
当煤质含灰较高时, 气化过程中, 灰分消耗煤分反应过程中所释放的热, 用于灰分的升温、融化及转化, 从而降低冷煤气质量。高灰分导致大量的灰渣的外排, 增加锁斗工作量导致故障;增加灰渣对耐火材料的侵蚀磨损, 造成材料的老化;导致黑水中的固含量增加, 加重黑水对管道、阀门等各设备的磨损。
(2) 水煤浆的影响水煤浆的质量对气化反应起着极大的作用。较好的水煤浆具备浓度高、稳定性好, 流动性强等优点, 同时还要求有适中的水煤比。较差的水煤浆往往导致气化效果不佳, 冷煤气体质量差等问题。
(3) 助熔剂的影响由于德古士气化要求温度在煤的灰熔点以上, 高灰熔点煤质要求较高的操作温度。因此造成耗氧量的增加以及对气化环境、耐火材料的要求会提高。为降低运行成本, 提高设备寿命, 通常采用增加助燃剂的方法来降低灰熔点和采用石灰石作为助熔剂改善低质煤, 降低灰熔点。
(4) 氧煤比的影响氧煤比一般用氧原子和碳原子比表示, 实际生产中氧煤比指的是氧气和水煤浆的体积比, 氧煤比是控制气化炉内反应温度的重要参数, 直接导致气化炉温度高低。当氧煤比增加时, 致使气化炉内温度升高, 提供更多的热量, 促进气化作用。当氧煤比达到一定程度, 达到过氧平衡, 导致冷煤气中CO减少, CO2增加, 导致冷煤气质量下降。同时由于温度过高, 易导致部分设备出现过高温反应, 发生损害使用寿命甚至故障。
当氧煤比降低时, 导致氧气不足, 致使在气化过程中, 碳元素不能被完全利用, 导致煤质、焦油、酚类物质发生不完全氧化反应, 形成碳粉。同时氧不足也导致气化炉内温度降低, 加剧不完全反应, 更易导致排渣口堵塞, 造成液态排渣困难, 影响装置的稳定运行。
(5) 压力的影响当增加气压时, 提高了雾化质量, 导致雾化的煤质浓度增大, 加快了气化反应速度, 提高了气化效率和冷煤气的质量, 增加了产气量, 降低后续工作的气体压缩工作的功耗, 节省了总体成本。同时可节省设备体积。当降低气压时, 结果反之, 导致气化效率低、产气量减少, 增加后续压缩工作, 提高了总成本。
4 结语
GE水煤浆气化技术通过煤炭能源的气化处理, 实现了煤炭利用率的有效提高, 同时降低环境污染。GE水煤浆气化技术是高新、清洁技术, 是实现煤炭利用零排放的重要技术, 可以胜任现代煤炭化工产业的最新要求, 是实现煤炭能源清洁利用的里程碑。
摘要：随着科学技术的进步, 煤炭深加工产业的发展, 煤炭的清洁利用与转化已经成为必然趋势。而GE水煤浆气化技术作为新兴技术, 被广泛运用。本文通过对水煤浆气化技术的介绍和分析, 并对GE水煤浆气化技术的影响因素进行了探究, 旨在为我国洁净煤技术的研发和运用, 提供一些帮助。
关键词：GE水煤浆,煤,技术
参考文献
[1] 李健, 陈鲁园, 闫龙, 亢玉红, 马亚军, 尚军飞.GE水煤浆气化技术现状和应用前景[J].当代化工, 2014, 11:2374-2376.
[2] GE水煤浆气化技术的特点及运用[J].化学工业, 2013, 05:40-41.
[3] 张磊.GE水煤浆气化工艺改进探讨[J].煤化工, 2013, 02:36-38.
[4] 陈金花.GE水煤浆气化过程建模与优化[D].华东理工大学, 2015.
[5] 张磊, 汪根宝, 谢东升, 许兆广.GE水煤浆气化全流程模拟[J].化学工程, 2011, 07:78-82.
[6] 彭新文.灰分含量对GE水煤浆气化的物耗影响[J].化工进展, 2011, 09:1946-1950.
[7] 黎军.德士古水煤浆气化工艺概况[J].安徽化工, 2001, 01:46-49.
[8] 高丽.德士古水煤浆加压气化技术的应用[J].煤炭技术, 2010, 07:161-162.
水煤浆化工行业论文范文第6篇
1 水煤浆加压气化工艺简介
水煤浆加压气化工艺的主要载体为水煤浆加压气化炉, 其类型有很多种, 例如, GE水煤浆加压气化、多元料浆水煤浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆加压气化等, 其装置的烧嘴类型也比较多, 例如, 预膜式四喷嘴, 预混式单喷嘴, 另配纯氧喷嘴、预膜式四喷嘴等。水煤浆加压气化炉的类型同样有很多种, 例如, 耐火衬里炉所带有的溢流床激冷流程, 具有液态排渣功能的加压气化炉, 仅具有激冷流程, 液态排渣功能的加压气化炉, 具有混合床激冷洗涤流程, 液态排渣功能的加压气化炉。
这里以GE水煤浆加压气化工艺为例, 简要介绍水煤浆加压气化工艺。GE水煤浆加压气化工艺最初由兖矿鲁南化肥厂引进, 气化炉配有烧嘴与耐火砖, 整个气化炉被分割成两个工作区, 一个为燃烧室功能区, 一个为激冷室功能区, 通过气化炉的炉底排除煤渣。这种装置所带有的溢流床激冷流程并不能实现良好控制, 在实际工作中气化炉的激冷环和渣口很容易被堵塞, 并且合成气带灰在运行中所带有的灰尘超标, 阻碍气化炉功能实现, 这些技术缺失降低了气化炉的使用效率, 但是, 各地的企业根据需要, 加以改进, 因地制宜, 在很大程度上改变了这种状况, 实现了功能发挥。
2 煤的适应性对水煤浆加压气化工艺的影响
2.1 煤的灰分、熔点产生的工艺影响
原料煤的灰分成分有很多, 例如, 三氧化二铁 (Fe2O3) , 氧化镁 (Mg O) , 氧化钙 (Ca O) 等, 当原料煤中的灰含量增加, 相应的氧气消耗量会增加, 加大原料煤的煤质消耗, 例如, 灰分增加10%, 氧气的消耗量会增加8%, 煤质消耗15%, 另外, 形成的热量会降低, 大约会降低3700k J/kg。原料煤的灰分含量高, 那么煤的灰分产率会增加, 在使用过程中, 经过燃烧或者气化, 煤的灰渣就越多。当煤灰的熔渣温度较高时, 熔炉就会出现结渣现象, 一旦温度降低就会造成熔炉结渣。就目前我国的水煤浆加压气化工艺发展现状来看, 煤的灰分含量可以控制在10%以上, 虽然大量的煤矿物质、灰分碱金属、经过过滤的灰分金属元素对煤质具有催化作用, 但是少量的灰分并不能达到以渣抗渣的目的。例如, 当原料煤的含有的灰分超过12%时, 才能促进熔炉装置正常运行。
2.2 煤的元素对水煤浆加压气化工艺的影响
煤的元素主要有接收基水分、碳、氮、氧等, 煤的含氧性主要表现在吸附作用上, 当煤中的含氧官能团越少, 形成的煤浆浓度就越高, 但是造成气化率降低, 能够起作用的气化成分变少。煤的酸碱度也就是p H值, 可以减少煤对熔炉的腐蚀, 但是会以结垢的形式出现在水中, 增加水中的碳酸盐含量。当酸度降低, 灰水系统对设备的管道以及零件的腐蚀会降低, 反之亦然。
3 原料水煤浆技术指标
煤浆的浓度对水煤浆气化工艺具有很大影响, 当煤浆的浓度上升, 有效的工艺气含量会随着上升, 同时使用效率会提升, 使氧耗下降。碳的转化率会受到煤浆的粒度的影响, 这主要是因为炉中煤粒停留的时间、与气固反映接触面等都有一定的影响。不仅如此, 表面积的大小对颗粒的大小也有一定的影响, 表面积越大颗粒越小, 反之亦然, 这些都是使小颗粒比大颗粒转化率高的主要原因之一。
水煤浆雾化喷燃的主要影响因素之一就是水煤浆的流变性, 这就要求在配制水煤浆时, 让其静态时的粘度较大, 但又不要让其进行沉淀。由于煤浆在动态时的煤浆粘度较低, 所以其颗粒的大小以及配制的方法等都会影响到水煤浆的粘度, 进而对煤浆的性能产生影响。
4 结语
综上所述, 衡量煤质适应情况的指标主要有煤的成浆性、反应性等。水煤浆气化能有效提高煤质的适应性, 为此需要相关的技术人员能够采取有效地方法与措施, 利用其特性, 发挥煤的适应性对水煤浆加压气化工艺的影响。
摘要：煤的适应性对水煤浆加压气化工艺具有重要影响, 原料煤的热量, 灰分量、灰熔点、元素、原料煤浓度以及粉度是水煤浆加压气化工艺的重要实现内容。通过分析国家标准水煤浆以及利用原料煤形成的水煤浆, 可以了解水煤浆的特性, 判断某种煤是否符合水煤浆加压气化工艺要求。本文就水煤浆加压气化工艺简介、影响、技术指标对比三个方面加以简要分析。
关键词：煤的适应性,水煤浆,加压气化工艺,影响
参考文献
[1] 张继臻, 种学峰.煤质对Texaco气化装置运行的影响及其选择 (上) [J].化肥工业, 2012, 29 (3) :3-7.
[2] 龚欣, 郭晓镭, 代正华等.新型气流床粉煤加压气化技术[J].现代化工, 2015, 25 (3) :51-52, 54.
[3] 傅进军, 宋甜甜, 荆波等.多喷嘴对置式粉煤水冷壁加压气化技术的开发与应用[J].化肥工业, 2012, 39 (6) :12-14.