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      水煤漿濃度變化對(duì)煤氣化工藝的能耗量影響分析

      2016-03-16 01:05:04
      環(huán)球市場 2016年18期
      關(guān)鍵詞:耗氧煤漿耗氧量

      孟 慧

      大唐呼倫貝爾化肥有限公司

      水煤漿濃度變化對(duì)煤氣化工藝的能耗量影響分析

      孟 慧

      大唐呼倫貝爾化肥有限公司

      通過水煤漿氣化反應(yīng)過程的簡化,分析了不同濃度的氣體成分,水煤漿的影響,三個(gè)方面從理論計(jì)算、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的Aspen P 美國軟件模擬驗(yàn)證水煤漿濃度對(duì)氣化裝置的特定的氧消耗的生產(chǎn),煤炭消費(fèi)影響。結(jié)果表明,煤漿氣化反應(yīng)的濃度的增加,可以顯著降低氧耗量,耗煤量,從而為節(jié)能提供數(shù)據(jù)支持。

      水煤漿濃度;煤氣化;合成氣;耗氧量;耗煤量

      水煤漿氣化是一種氣流床氣化,許多因素都會(huì)影響設(shè)備的運(yùn)行。水煤漿氣化過程中常用的能耗指標(biāo)有:氣化效率、碳轉(zhuǎn)化率、冷煤氣效率和比氧耗量(每生產(chǎn)1000 m。所需的氧氣量)、耗煤量(每有效含氣量1000立方米)、天然氣組成、有效產(chǎn)氣量等。水煤漿是一種重要的氣化反應(yīng)原料,對(duì)水煤漿的成漿性能有很大的影響。影響水煤漿性能的最重要因素是內(nèi)部原因。但粒徑分布直接關(guān)系到煤漿顆粒的高堆積效率。因此,水煤漿粒度的分布是影響煤漿濃度的主要因素。在相同條件下,粒徑分布的粒度分布可以使煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)相差超過5% 。部分設(shè)備采用雙磨工藝,工藝比單磨過程中的紙漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高了2%~5%。由于需要增加成本,在國內(nèi)一直沒有大面積的推廣。

      1 煤漿氣化反應(yīng)過程的簡化

      水煤漿氣化爐爐內(nèi)一系列的傳質(zhì)和傳熱的復(fù)雜的物理和化學(xué)過程,燃燒室,此刻經(jīng)歷加熱、蒸發(fā)、揮發(fā)、互相熱解和燃燒,以及復(fù)雜的影響因素,無法進(jìn)行精確的計(jì)算。在一般情況下,對(duì)水煤漿氣化過程一樣,不管怎樣,根據(jù)煤礦原煤分析會(huì)的主要元素,元素如C、H含量,0到chm0n煤化學(xué)公式。因?yàn)榛也粎⑴c氣化反應(yīng),可用于工業(yè)生產(chǎn)的忽視,和氣化反應(yīng)生成的微量產(chǎn)品,如H. NH3,S,等,在計(jì)算有效的氣體,可以忽略。因?yàn)橥ǖ赖暮恐苯臃从吃跉饣癄t中的溫度變化,所以反應(yīng)方程保持通道,方程的平衡時(shí),可以忽略。

      2 種水煤漿濃度變化對(duì)氣化反應(yīng)產(chǎn)物組成的影響

      很多影響水煤漿氣化反應(yīng)的因素,如反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、氧煤氣化爐比、燃燒室形狀和大小、煤漿濃度、物質(zhì)成分、煤氧、材料組成的每一個(gè)變化,都可能對(duì)氣化反應(yīng)產(chǎn)物組成的影響。氣化爐燃燒室的形狀和大小不會(huì)改變。原料的反應(yīng)壓力和氧成分不會(huì)發(fā)生變化,但反應(yīng)溫度主要受氧與煤比的影響。內(nèi)容。目前,在穩(wěn)定煤質(zhì)的前提下,煤漿濃度是生產(chǎn)控制的關(guān)鍵。

      3 煤漿濃度對(duì)煤漿氣化過程能耗的影響

      采用多種方法對(duì)水煤漿氣化過程的能耗進(jìn)行了測量,主要通過對(duì)水煤漿的氧耗濃度的比較,分析了煤的消耗率,分析了理論和實(shí)際效果。

      3.1 基于水變化對(duì)耗氧、耗煤量的數(shù)據(jù)分析

      水煤漿濃度是反映在水含量的變化分析,在滿負(fù)荷的情況下,大約有14.8噸/小時(shí)水沒有參與氣化反應(yīng),因此,提高水煤漿的耗氧濃度的對(duì)比,煤炭消費(fèi)量是反映在水吸收的影響。

      3.2 Aspen加模擬,基于煤的耗氧分析

      通過加白楊化學(xué)模擬軟件,對(duì)氣化爐內(nèi)不同煤漿濃度進(jìn)行了模擬計(jì)算。由于氣化反應(yīng)生成的輕組分多個(gè)部件,所以使用RK Soave方程的模擬,相關(guān)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)材料,氣化爐反應(yīng)器模型分解為ryield反應(yīng)吉布斯自由能反應(yīng)器產(chǎn)量。按一定比例的煤和水,用攪拌機(jī)模塊,對(duì)水煤漿由高壓泵、泵混合過程的模擬,送到ryield模型,根據(jù)質(zhì)量平衡原料煤的非常規(guī)成分,分為常規(guī)組分,然后在組成反應(yīng)器的氣化反應(yīng),氣化反應(yīng)平衡。

      3.3 通過加上Aspen仿真軟件,分析提高水煤漿濃度

      氧耗量、耗煤量影響的比較。仿真結(jié)果:水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)每增加1%,耗氧量減少4.4立方米/升000立方米有效氣,耗煤量減少3.4公斤/ 1000立方米天然氣。根據(jù)2臺(tái)氣化爐設(shè)計(jì)負(fù)荷140000米,有效氣/h,與8000 h按照一年,年度總收入(氧氣0.5元/立方米,煤炭價(jià)格700元/噸),氧消耗的成本是0.5×140000×4.4×8 = 2 / 000 000減少464000元;煤炭消耗成本700 / 1000×140000×3.4 / 1 = 2 000x8 000 665600減:按照實(shí)際情況,煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)為每年增長約2%,約026元的收入:

      3.4 基于實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的耗氧量和耗煤量分析

      以耗氧和產(chǎn)量波動(dòng)為基礎(chǔ)的耗煤數(shù)據(jù)分析,水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)從60.3%提高到62.5%,對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行成本分析的影響。氣化出口流量計(jì)的精度不高,根據(jù)氧消耗量的計(jì)算方法,分別采用PSA生產(chǎn)凈化H部:C0和甲醇合成氣產(chǎn)品如在計(jì)算的數(shù)據(jù)從價(jià)值信息平臺(tái)過程MES氣冷箱生產(chǎn)累計(jì)值。煤炭消費(fèi)比例計(jì)算法在耗氧氣體有效計(jì)算的計(jì)算是類似的,但在計(jì)算時(shí),為了避免稱重給煤機(jī)的計(jì)量不準(zhǔn)確,水煤漿流平均所需的氣化反應(yīng),水煤漿濃度、水煤漿的轉(zhuǎn)換chengganji原料煤的濃度,原料煤的消耗。

      基于上述的耗水變化,耗煤量數(shù)據(jù)分析,煤漿濃度增加了2%,可以大大降低煤炭消耗,每年節(jié)省約8000噸,耗氧量將下降。Aspen加模擬的耗氧,耗煤數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,水煤漿的濃度增加,我%,減少4.4米的耗氧量。我000米。煤炭消耗,減少3.4公斤/ 1000立方米,如果增加了2%,節(jié)省了我000年的成本。實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析基于耗氧、耗煤量、煤漿濃度提高2%,氧耗量可降低約20m。000立方米/我,公斤/立方米1000約16低于煤炭消費(fèi)。因此,無論哪種方法,可以看出,煤漿濃度對(duì)能耗有較大的影響。

      4 結(jié)論

      從煤泥水的水分變化、加楊木軟件的模擬和實(shí)際生產(chǎn)資料的分析,從3個(gè)不同的角度出發(fā),從煤漿濃度對(duì)氣化過程能耗的重要性進(jìn)行了分析。在水煤漿氣化過程中,水將直接影響氣化反應(yīng)過程和組合氣體成分。在同一種煤的氣化反應(yīng)溫度的情況下,煤漿濃度較高,更有利于降低耗氧量,耗煤量。因此,在保證煤漿的穩(wěn)定性和流動(dòng)性的前提下,應(yīng)盡可能提高煤漿濃度。

      [1]張彥.多噴嘴對(duì)置式氣化爐與單噴嘴水煤漿氣化爐 運(yùn)行分析[J].大氮肥,2007,30(5):351-354.

      [2]崔意華.壓力、煤漿濃度、氧煤比對(duì)水煤漿氣化的影響 [J].化肥設(shè)計(jì),2010,48(5):24-26.

      [3]張洪偉,謝玉杰,梁彥輝.水煤漿濃度影響因素研究 [J].潔凈煤技術(shù),2013,19(3):7卜73

      [4]張慶.水煤漿加壓氣化過程的平衡組成[J].煤化 工,1993,2l(3):5卜59.

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