气化问题汇总-第一部分20090213

气化问题汇总
1 气化反应中加入磨机的水有多少参加了反应 添加剂在反应后成分以什么形态存在 是不是随灰渣排出炉子? (自晓东)
答:一般来说,对于水煤浆加压气化,可一般气化当成一个黑箱,不过过程怎么样,最终的总反应如下(为了方便,忽略其他微量元素):(x+z+r)CHmOn+1/2(x+2z-y-2r+(1/2m-n)(x+z+r))O2+(y+2r-1/2m(x+z+r))H2O→  xCO+yH2+zCO2+rCH4
水和煤的比例就是:(x+z+r)(12+m+16n)/18((y+2r-1/2m(x+z+r))
其中,x、y、z为别代表煤气中CO、H2和CO2的含量,m、n 就是煤炭当中H和O的摩尔比例,例如:神府煤m=0.656597,n=0.107616, 甲烷含量可以忽略
垃圾打捞船
项目
x (CO)
y(H2)
z(CO2)
m
改锥头
n
 
44.65%
36.27%
17.42%
0.656597
热水泵机械密封0.107616
计算结果是:3.1198,也就是:3.1198公斤原料煤反应1公斤水,现在一般水煤浆是3:2,
基本上也就是说大约50%的水参与反应,当然,这里的水还减去反应生成的水
目前气化水煤浆添加剂主要是阴离子型,有四大种类:
1)木质磺酸盐系列,主要来源于造纸业的副产物,有造纸废液、木质磺酸钠、木质磺酸铵等;
2)萘磺酸系列,来源于焦化厂副产物,从煤焦油中提出萘经磺缩合等反应制得;
3)腐殖酸类,主要来源于风化煤经氢氧化钠溶解萃取、分离、浓缩制得;
4)丙烯酸的共聚物,以羟基化合物为主要原料。
添加剂会提高煤浆的稳定性、流动性以及浓度,添加剂中含有碳、氧、氮、硫酸钠、芳香核、羧基、羟基、钙镁离子等会参加反应,以气态和固态两种形式排出气化炉
2气化投料时的大连锁各阀的开关时间是根据经验设定来保证投料的安全和成功的吗?  是不是这些时间必须精确 有点误差可以吗? (自晓东)
答:气化的阀门开关时间除了经验,还是有具体要求的,大连锁各个阀门动作的时间是根据要保证煤浆和氧气同时进入气化炉要根据煤浆、氧气流速和管道长度进行计算,一般在计算氧气时间时要在再加一个系数来保证氧气勿先进入气化炉。
3 气化炉激冷室的激冷环高度和还有小孔的数量排列结构怎么设计最有利于发挥激冷水的作用? (自晓东)
答:激冷环的高度根据气化炉的大小定的,一般来说,气化炉的渣口确定了激冷环的直径,而气化炉的负荷又确定了激冷环的容积,激冷环的内部结构确定了激冷环的高度(也就是环管半径)见附图1、2:
图一,带喷射小孔的激冷环局部
                        图二 GE的激冷环
上图分别是两种不同形式的激冷环,孔的数目根据激冷水量及开孔的大小来定的,目前有32和36孔的。现在常用的多喷嘴气化炉激冷环是带有孔环管、斜喷式的。
4 即使小幅度提高O/C比 和炉温 是不是对气化效率也有影响? 但控制炉温必须考虑耐火砖的寿命 如果炉子内不过氧 不影响耐火砖寿命 提高温度 提高气化效率和维持相对低的温度 保证液态排渣正常进行 矛盾吗?
答:气化讲气化效率主要有:产气率、有效产气率和碳转化率;
产气率是指进入气化炉的单位质量的原料所生成的干基合成气在标准状况下的(0℃,1个大气压)体积
有效产气率是指单位质(1千克干基原料)的原料生成的干基有效合成气(CO+H2)的在标准状况下的(0℃,1个阿大气压)体积。
碳转化率是指原料中的碳元素转移到合成气中的质量分率。
其中,有效产气率直接决定气化效率的高低。
一般来说,炉温高的时候粗渣残碳低,也就是碳转化率高,但是由于涉及到气体成分的变化及计量方面的原因,气化有效气产率计算比较麻烦,调节O/C対气化效率影响一般来说无法计算。有效产气率在生产不好测定,但是,由于煤气中的气体成分测量是很准确和方便的,因此,根据煤气成分就可以判断出有效气的相对产气率,这一指标对于同一煤种来说具有很好的对比性。下面简要介绍一下相对产气率的概念和计算方法:
一般来说,对于水煤浆加压气化,可一般气化当成一个黑箱,不过过程怎么样,最终的总反应如下(为了方便,忽略其他微量元素):
   
锡渣分离机
    精轧管   
有效产气率定义CO+H2的生成量与煤消耗量之比,即:,由于CH4在煤气中比例很低。故可以忽略,则有效产气率改写为:
定义气体产物总量,各气体成分分别为:
因此,有效产气率
    也就是说,对于任何煤种来说,单位量的煤(CHmOn)的有效气量为,因此,在生产调节过程中,根据气体成分的变化计算出有效产气率即可判断气化炉状态的好坏。
      气化炉温度操作原则是在正常排渣下低温操作,因为气化炉温度单从对炉砖影响上看,温度超过1300度时,气化炉温度升高气化炉炉砖使用寿命将大幅减小。
5保证不沉降 流动性好 粘度小的原则下 还有没有可能把煤浆浓度提的更高?
答: 影响煤浆浓度的因素:煤质、添加剂、水量、磨机级配、负荷、磨机转速等,不能单一地考虑怎样提高煤浆浓度。除了上述原因,还要考虑经济稳定运行的问题。从目前燃料浆的经验来看,煤浆浓度可以提高到64-70%,但是消耗添加剂及电耗成倍增加。
6锁斗循环泵的设计流量和泵的压力 叶轮设计 和维护气化炉稳定运行有什么重要关系?自晓东
答:离心泵几个关系式:P1/P2 =(n1/n2)2、N免清洗助焊剂1/N2 =(n1/n2)3、Q1/Q2 = n1/n2. 叶轮分为开式、半开式、闭式三种。效率逐步增加。具体可以参考化工原理相关内容。
    锁斗循环泵的作用:在锁斗和破渣机之间建立水循环,使灰渣在水流的作用下顺利排出。
7可不可以考虑在气化炉排水口加分散剂之类的药品 减少排水结垢严重的问题?有什么办法改变这一现象吗?
答:没必要,因为现在分散剂的高温性能已经大大提高,可以达到280度,在除氧槽和灰水槽中加分散剂就等于在整个水系统中加入分散剂了。同时,在正常情况下,即使排水管结垢在高压系统中,也会逐步达到平衡。如果在气化炉排水口加分散剂将增加分散剂泵的成本与日常维护与操作。
8、烧嘴水夹套的向火面,可不可以由平面改为锥形.能不能降低向火面积减少龟裂的产生从而延长使用周期.
答:其实烧嘴产生龟裂的位置主要集中在烧嘴中心,如左图,如果改为锥形,一个是冷却水无法达到。目前途中所绘位置主要也是因为冷却水分布不均造成的。另外,如果外环走的是水煤浆,这样的话倒是可以,因为有水可以冷却一下头部。
9、蒸发热水塔的内部构造及除氧水和低压灰水与闪蒸气在其内部换热的同时有无直接接触将酸性气体溶解在灰水中造成系统水质的酸性化.
答、蒸发热水塔结构:自下而上由黑水储槽、蒸发与旋风分离蒸发室、蒸汽上升管、灰水储槽、填料层、进水口均布器、旋流板除沫器组成。
工作原理:在蒸发室通过黑水减压蒸发,使黑水中的灰渣绝大部分进入液相,随黑水进入低压闪蒸器,闪蒸出的蒸汽通过蒸汽上升管进入热水室与灰水、除氧水、变换冷凝液在填料层中进行热质传递,绝大部分冷凝液进入灰水,少量蒸汽、酸性气体和不凝性气体自塔顶逸出,灰水和冷凝液进入高温热水罐。酸性气体涉及到溶解度的问题,应该有小部分酸性气进入灰水,绝大部分已经被除去,不会影响到系统的水质。
10、旋风分离器的内部结构.
答:结构比较简单有筒体、下降管、排气管组成。旋风分离器是靠离心力实现气固(液)分离的设备。
11、如使用石灰石会对耐火砖有很大的腐蚀吗?耐火砖只抗酸性吗?耐火砖的损害的主要原因是灰渣的冲刷吗?
答:针对不同的外部条件和耐火砖损伤消耗的不同规律,气化炉耐火砖的损伤分为块状剥落、烧蚀损坏、冲蚀损坏、化学侵蚀等。石灰石是灰分的组成部分,灰分越多对炉砖冲刷越厉害。
炉砖最里一层是热面砖(高铬砖),Cr2O3含量90%左右,耐腐蚀耐冲刷。
    a)SiO2渗透;  b)CaO侵蚀  c) FeO侵蚀
    (Fe渗透为绿,Si为红,Ca为蓝)
从上图可以看出,Fe→Na→Ca→SI对炉砖的侵蚀是由表及里逐渐加深的,所以Si对炉砖的侵蚀最为严重。
13、工艺气中的H2对烧嘴盘管和热电偶有损害吗?为什么?
答:没有,H本身没有腐蚀性。烧嘴盘管的损害主要是热腐蚀、安装时的损害。热偶的损害主要是热腐蚀、灰渣的冲刷。氢腐蚀是高温腐蚀的一种类型。主要发生在石油加氢、裂解等钢制装置中。高温高压下,气相中氢以氢原子形式渗入钢中,与钢中的碳结合生成甲烷,造成钢表层脱碳,使强度、塑性降低,严重时导致表面鼓泡或开裂。碳钢的抗氢腐蚀性能随钢中碳含量升高而降低;含有少量钛、铌、钒、钼等与碳有较强结合能力的元素的低合金钢,有较好的抗氢腐蚀能力。温度超过220度,氢分压达到1.4Mpa时,碳刚材料会有氢腐蚀.烧嘴的头部一般采用的材料不会造成氢腐蚀;
14、文丘里为什么在1.5MPa时投用?
答:文丘里主要的作用是为合成气夹带灰尘增重,是灰颗粒和液体凝结在一起;
    在压力较低的时候,气体流速非常大,在1.5MPa的时候,气体流速基本为正常流速的2倍,也就是20米/秒左右,这时候再混合,一是比较均匀,另外也不至于发生液击现象。下图为混和器图:
15、碳洗塔为什么压力升到1.5MP时开始排水?是考虑到排水管线细,在压力低时防止杂质堵吗?
答:主要原因还是以前工艺设计灰水系统为公用(如惠生),碳洗塔排水到同一套灰水闪蒸,必须克服后工序的压力(0.8-1.25Mpa)。所以开始时排往开工换热器的。至于1.5MPa,主要是和文丘里投用及热紧等工作相对应。目前我们公司工艺采用的是一对一,所以排水压力主要考虑到系统管道阻力就可以,具体数值大家可以提前考虑一下。
16、我看过一些资料,关于煤浆的黏度,粒度和浓度的关系,但是说法并不是一致的,是不是现在这方面还不是非常明确?
答:下面是实验分析,粒度分布对水煤浆特性的影响:
图4 粒度分布对水煤浆粘度的影响
在本部分实验中所用的分散剂为上海焦化厂生产的萘磺酸盐和腐殖酸的复合分散剂。
在制浆中我们采用粗颗粒(粒径在40-200目)与细颗粒(粒径小于200目)不同比例配制水煤浆,结果表明粒度分布对水煤浆的特性影响很大,如图4所示。总的来看,随着粗颗粒含量的增大,水煤浆的表观粘度降低,而流动性和稳定性的变化不具有规律性。从表3.1中途绿内容可以看到,综合粘度,稳定性和流动性来看,当粗颗粒与细颗粒配比为6比4时,所制得的水煤浆最好。所以接下来的实验都是采用这个配比。

本文发布于:2024-09-21 10:30:04,感谢您对本站的认可!

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