造气装置棒磨机跑浆回收实验方案说明

烟台万华气化装置使用棒磨机制备水煤浆供气化炉使用,棒磨机出口处设置有滚筒筛,对水煤浆进行过滤。合格的煤浆穿过滚筒筛筛孔进入小煤浆槽,进而送入气化炉系统;进入滚筒筛的水煤浆设计浓度为59%.随着煤气化工艺不断发展,煤浆浓度逐渐提高,不仅降低了生产能耗,而且能够提高工艺气产气率。通过Aspen Plus软件模拟运行结果,可知煤浆浓度每提高1.0%,对应氧耗减少4.4Nm3/1000Nm3,煤耗降低3.4Kg/1000Nm3。因此,为了降低生产成本,提高有效气产量,水煤浆提浓逐渐成为各煤化工企业的重点节能项目。然而,在煤浆提浓状况下,极易发生磨煤机跑浆情况,即水煤浆不能完全通过滚筒筛而被螺旋挡板带出系统外,此种异常生产状况称为跑浆,需要人为干预进行清理;不仅影响现场卫生、污染严重,还加重了工艺人员劳动强度。通过对跑出煤浆进行分析研究,通过检验测出数据进行了跑浆回收装置设计,并进行了实验尝试,该系统可代替人工清理,独立于主装置,不会对主装置稳定运行产生影响。
1 磨煤机跑浆原因及跑浆物质实验分析
1.1 钢棒影响
磨煤机制浆原理如下:不同规格的钢棒按照一定配比在磨煤机内衬板带动下做自由落体运动,通过钢棒研磨制备合格水煤浆。磨煤机筒体内部钢棒总数量越多,则煤浆研磨程度越大,煤浆粒度越细,煤浆颗粒的比表面积加大,颗粒间分子作用力加大,表现为煤浆粘度增大,通过滚筒筛筛孔时阻力增大;相反,钢棒量减少,则煤浆粒度增大,容易产生粒度较大的煤浆颗粒,不容易通过滚筒筛;粗钢棒多则煤浆中粗粒字较多,细钢棒多则煤浆中细粒子多。裂,断裂后的钢棒不会随煤浆进入系统,会随着跑出煤浆一同带出系统。
1.2 磨煤机进料影响
磨煤机进料量多,煤浆在磨机中停留时间短,研磨程度小,煤浆出料粒度就大;相反,磨煤机进料少,在磨机中停留时间就长,煤浆出料粒度就细。同样,磨煤机跑浆跟磨煤机入口进料粒度有关,在相同时间内,进料粒度越大,则出料粒度越大;进料粒度越细,则出料粒度也越细。
1.3 跑浆物质实验分析
对跑浆进行分析后发现,跑浆是一种由煤浆和一些杂质混合而成的半流体物质,当棒磨机使用煤仓中煤堆中上部煤时,由于煤质较好,跑浆中小煤块极少,性质同正常煤浆,只是固含量稍高;而使用煤
堆底部的煤时,煤质差棒磨机研磨不充分,跑浆中含有约15%的小煤块,分析后的跑浆物质参数如表1所示。
表1 跑浆物性参数
标准粘度/(mPa·s)1200~1500
密度/(kg/m3)1200
固含量/%60~65
>1.45mm颗粒含量/%0~15
最大颗粒直径/mm15
温度压力常温常压
腐蚀性对碳钢有一定腐蚀性
2 提高煤浆浓度的通用措施
根据棒磨机跑浆原因可以了解到,在保证棒磨机不存在跑浆情况下,制备高品质煤浆需要满足两点要求,即较小入口原煤粒度和较低磨机负荷,保证原煤在磨机内部有较长停留时间与充足滚筒筛过滤面积.通用的方法一般有以下两种,如表2所示。
(万华化学集团股份有限公司,烟台 264000)
摘 要:水煤浆为气化反应的重要原料,水煤浆成浆性能、浓度以及粘度对气化反应有着重要影响,尤其是浓度影响。如果浓度偏小,就会增加较多能耗,并且降低系统有效气产率,所以水煤浆浓度提高是降低成本的重要手段。但在实际生产中,随着煤浆浓度提升,水煤浆越来越难以通过滚筒筛,产生跑浆现象,给工艺人员带来较大工作量。为了改善此种状况所带来的影响,对磨煤机跑浆进行了回收优化实验,通过配备跑浆回收装置,将煤浆回收,并重新返回磨煤机进行研磨。本次研究的目的在于减少现场工艺人员劳动强度,降低煤浆粒度分布,提高水煤浆浓度。
关键词:棒磨机  跑浆回收  煤浆浓度
表2 煤浆浓度提高方法
方法优点缺点
选用粒度较小的原煤,改善破碎机的破碎效果①降低了钢棒的磨损速率
②获得较高浓度的水煤浆
①粉尘污染加剧
②加快了破碎机的磨损,缩短使用寿命
③堆煤料仓容易积聚较多的大块原煤,难以处理
棒磨机低负荷运行①获得较高浓度的水煤浆
①不能够满足气化系统对于水煤浆的需求
②满足负荷的情况下需要将备用磨机投用,增加了公用工程消耗
图1 跑浆回收工艺流程简图
3.1 跑浆回收装置流程介绍
跑浆回收工艺主要设备包括跑浆罐、跑浆泵以及相关阀门管件等附属设备。跑浆回收装置主要流程如下:跑出磨煤机的煤浆从滚筒筛的排渣管流下,经过进料斗中铁丝网滤去夹带钢棒后进入跑浆罐储存,
装置实验中观察到的最大跑浆量为0.65m3/h,但跑浆流量十分不稳定,料斗和铁丝网同时启到缓冲跑浆进入罐内的作用;铁丝网上方设置有IW水喷头对铁丝网上堆积跑浆进行冲洗,提高跑浆流动性;冲洗水量正常操作流量为0.5m3/h。跑浆罐容积为7m3,罐中设置有垂直搅拌设备以防止煤浆沉降,罐底为圆底使跑浆中的煤块沉积在底部,定期从底部排渣口排出;圆底容纳煤块的容积为1m3/h,罐内设置液位计。
罐体侧方靠下位置设置出口阀和出料管线,出料管线接入放置于地面跑浆泵,出料管线上设置IW水冲洗管线和冲洗阀,IW水冲洗管线的最大流量为5m3/h。跑浆泵出口管线连接到棒磨机进料口处,跑浆泵、出口阀和IW水冲洗阀由跑浆罐液位控制。
3.2 跑浆回收装置设计运行程序步骤
第一,投用。系统投用前,确认排渣阀关闭,打开稀释水阀,将液位对泵和搅拌系统的逻辑控制投用。
第二,高液位触发逻辑。液位高于L2后,跑浆罐出口阀打开,泵启动,跑浆通过跑浆泵送回棒磨机入口。
第三,低液位触发逻辑。液位高于L1时,搅拌系统运转,低于L1时停止;液位低于L1时,触发冲洗停泵程序,出口阀关闭,冲洗水阀打开,冲洗管路5min,之后泵停止运行,冲洗水阀关闭。
第四,排渣。排渣前由中控降低棒磨机进煤量,降低煤浆浓度,使滚筒筛不跑浆,并关闭稀释水阀;随后启动跑浆程序。跑浆程序启动后,泵启动,降低液位至L min后触发冲洗停泵程序。现场人员确认收集车就位,打开排渣阀;现场人员确认排渣完毕后,关闭排渣阀,将磨机进煤量调至正常,打开稀释水阀。
4 实验运行效果分析
通过近半个月实验运行,在实际使用过程中发现实际效果并不是特别理想,虽然在一定程度上减少了工作人员劳动量,但是对于煤浆浓度提升没有明显改善,存在一些阻碍因素,影响了实验顺利进行,主要问题如下。
首先,跑浆罐入口管线过滤器堵塞,跑浆无法顺利进过滤器,使煤浆能够顺利进入跑浆罐。
水上滚筒
浆自身性质,跑浆流动性及稳定性极差,跑浆进入到跑浆回收罐入口管线处有一定坡度,大约为45°,跑浆在此处特别容易聚集。针对这项问题,解决措施为在斜坡处增加IW持续小流量冲洗,把跑浆进行稀释后返回磨煤机。但是此项整改措施增加了磨煤机进料的水煤比调节难度,磨煤机进水量不确定使得煤浆浓度不易调节。
5 结语
尽管这次跑浆回收实验结果不是特别理想,由于实际生产中的一些因素存在,导致与理想结果存在偏差,但是却为我们下一步整改方案指明了方向。通过合理优化跑浆回收罐入口管线坡度,斜坡冲洗水使用磨煤机进料中的一部分水,跑浆回收系统调整为持续供水,保证磨煤机水煤比调控,从而提高煤浆浓度,达到降低能耗、降低劳动强度的目的。
参考文献
[1]邹杰,许玲玉.水煤浆浓度变化对煤气化工艺的能耗影响分析
[J].煤化工,2016,(2):51-52.
Abstract: Coal water slurry is an important raw material for gasification reaction. The slurry performance, concentration and viscosity of coal water slurry have an important influence on the gasi
fication reaction, especially the concentration. If the concentration is too small, it will increase more energy consumption and reduce the effective gas yield of the system. Therefore, the increase of coal water slurry concentration is an important means to reduce costs. However, in actual production, as the concentration of coal slurry increases, it is more and more difficult for coal-water slurry to pass through the drum screen to produce a running phenomenon, which brings a large workload to the process personnel. In order to improve the impact of this situation, the coal mill slurry was subjected to a recovery optimization experiment. The coal slurry was recovered by a running slurry recovery device and returned to the coal mill for grinding. The purpose of this study is to reduce the labor intensity of on-site process personnel, reduce the particle size distribution of coal slurry, and increase the concentration of coal water slurry.
Key words: rod mill, running pulp recovery, coal slurry concentration
(上接第120页)
第三,加药系统。经测定,城市自来水中次氯酸钠的含量已经符合设计要求,无须再单独投加次氯酸钠。将超滤前次氯酸钠加药设备停运,通过测定反渗透5μm保安过滤器入口次氯酸钠含量,重新确定还原剂加药量。
优化反渗透系统杀菌剂投加方法,取消连续投加方式,改为每半个月进行一次高浓度冲击式杀菌,防止反渗透内微生物产生耐药性。
4 结语
通过该热电厂反渗透系统污染原因分析及处理过程发现,导致反渗透膜污染原因要从反渗透预处理设备入手,
Case Analysis and Treatment of Membrane Pollution in Reverse Osmosis System
GUAN Kun, DANG Rongjie
(Qingdao Thermal Power Co., Ltd., Qingdao 266034)
Abstract: The reverse osmosis water treatment system of a thermal power plant has 3 ultrafiltration systems, 3 reverse osmosis systems and 3 mixed beds. In 2014, the membrane of the reverse osmosis system was seriously polluted, and the frequency of chemical cleaning reached once a month. Based on this, the paper mainly introduces the methods for finding and analyzing the pollution causes of reverse osmosis membrane pollution, and proposes corresponding treatment schemes. It is hoped that it can provide theoretical basis for relevant majors.
Key words: ultrafiltration, reverse osmosis, pretreatment,
membrane fouling

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