德士古工藝原料煤與褐煤摻燒小結(jié)

摘 要：近幾年原料煤價(jià)格大幅上漲，使得各煤化工企業(yè)成本大幅增加，利潤微薄，為此我分公司為了降低成本決定利用幾種低價(jià)褐煤與目前生產(chǎn)正在使用的原料煤進(jìn)行摻燒。主要敘述了摻燒前對各煤種進(jìn)行配比試驗(yàn)，通過試驗(yàn)選擇合適的配煤比例，為企業(yè)摻燒提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：德士古；水煤漿；配煤；試驗(yàn)

黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司是Texaco水煤漿加壓氣化技術(shù)，年生產(chǎn)合成氨18萬t，尿素30萬t的中型氮肥企業(yè)，每年大約需氣化用煤30萬t左右。近幾年，受到煤炭漲價(jià)的影響，公司尿素成本持續(xù)增加，為此浩良河化肥分公司選擇了2個(gè)不同品種的低價(jià)褐煤與正在使用的原料煤進(jìn)行配比試驗(yàn)，以求達(dá)到在保證生產(chǎn)穩(wěn)定的前提下降低成本的目的。本文主要敘述了摻燒前試驗(yàn)室的配比試驗(yàn)，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)為企業(yè)摻燒提供理論依據(jù)，以下是實(shí)驗(yàn)過程小結(jié)，供大家參考交流。

1 試驗(yàn)原則

1.1 濃度：按現(xiàn)有工藝濃度要求控制在63%～65%。

1.2 粘度：按現(xiàn)有工藝粘度要求控制在600～1000mPa.s。

1.3 析水率及穩(wěn)定性：較低的析水率和較好穩(wěn)定性有利于減少短停時(shí)水煤漿沉淀， 避免淤積堵塞煤漿泵和煤漿輸送管線。

1.4 灰熔點(diǎn)：低灰熔點(diǎn)可保證排渣的順利及生產(chǎn)的連續(xù)性。

1.5 成本核算：在保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，增加低價(jià)煤種比例而降低成本。

1.6 配煤比例：先以低價(jià)格的褐煤進(jìn)行試驗(yàn)，然后逐漸增加生產(chǎn)上正在使用的原料煤比例，通過不同比例的低價(jià)煤與原料煤進(jìn)行配比，不改變水煤漿濃度和添加劑的加入量條件下，確定最佳配煤比例。

2 試驗(yàn)過程

2.1 煤樣制備

選取生產(chǎn)中正在使用的原料煤H及預(yù)配比的褐煤N1、褐煤N2，用破碎機(jī)破碎至粒徑5mm以下的煤粒，按GB/T211-2007《煤中全水份的測定方法》中的方法烘去外水，然后用小型球磨機(jī)制備煤粉；用篩分法分析煤粉的粒度分布，使其粒度分布符合現(xiàn)工藝煤粉要求。

2.2 煤漿制備

2.2.1 配置過程

每個(gè)試樣制備200g煤漿，根據(jù)煤漿各成分含量分別計(jì)算出煤粉、水、煤漿添加劑各組分質(zhì)量，用分析天平稱取各組分質(zhì)量，依次加入到250ml燒杯中，緩慢攪拌均勻后繼續(xù)攪拌3min，從開始加入到攪拌結(jié)束控制在5min之內(nèi)完成。

2.2.2 結(jié)果測試方式

2.2.2.1 粘度：用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定。

2.2.2.2 析水率及穩(wěn)定性：靜止24h后，用直尺測量上層水層高度及總高度，用上層水層高度除以總高度計(jì)算析水率；用同一玻璃棒在相同高度自然下落測其穩(wěn)定性，用“落棒到底”“落棒緩慢到底”“落棒不到底”“無（有）沉降”、“稍有沉降”表示（見表1）。

3 小結(jié)

3.1 褐煤N1不能單獨(dú)制漿：通過表1數(shù)據(jù)可看出在使用褐煤N1進(jìn)行單獨(dú)制漿時(shí)，水煤漿濃度只能達(dá)到60%，且流動(dòng)性差，析水率較高，因此放棄單獨(dú)使用褐煤N1制漿。

3.2 選擇褐煤N1繼續(xù)試驗(yàn)：通過表1數(shù)據(jù)可知，相同比例條件下，與原料煤H進(jìn)行配比時(shí)，褐煤N1的粘度和流動(dòng)性等都好于褐煤N2，成本也具優(yōu)勢，因此進(jìn)行灰熔點(diǎn)等試驗(yàn)時(shí)放棄褐煤N2與原料煤H的配煤試驗(yàn)。

3.3 通過表1數(shù)據(jù)可知，原料煤H與褐煤N1或N2進(jìn)行配比試驗(yàn)時(shí)，原料煤H的比例越高，煤漿的粘度、流動(dòng)性和穩(wěn)定性越好。

3.4 確定配煤的最佳比例為4+6和3+7：當(dāng)比例為7+3和1+1，濃度在65%時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)可知其流動(dòng)性較差，有沉降，落棒試驗(yàn)效果不理想。將配比比例為1+1的濃度從65%降到63%時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)均有大幅度改善，即比例為1+1，濃度63%的水煤漿各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了工藝要求，但濃度略低，因此繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。通過表1數(shù)據(jù)可知當(dāng)比例為4+6、3+7，濃度在65%時(shí)，添加劑用量、粘度、流動(dòng)性、析水率及穩(wěn)定性均達(dá)到試驗(yàn)預(yù)期效果，因此初步確定最佳配煤比例為4+6、3+7。

3.5 通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)原料煤H的比例越高，灰熔點(diǎn)越高，但其不同配比的煤種均都低于原料煤H的灰熔點(diǎn)，且都能夠保證氣化爐工藝要求，由此說明摻燒褐煤能在一定程度上降低灰熔點(diǎn)。

3.6 另外通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，褐煤的內(nèi)水、全水、灰分等都高于原料煤H，褐煤的固定碳、發(fā)熱量等低于原料煤H，這些都是影響氣化爐原料氣組份和氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行的因素，因此在進(jìn)行褐煤與原料進(jìn)行配比時(shí)這幾方面因素也應(yīng)考慮。

3.7 通過以上試驗(yàn)可知，當(dāng)配煤比例為4+6、3+7，煤漿濃度在65%時(shí)能夠保證工藝的相關(guān)要求，依據(jù)本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，綜合考慮褐煤發(fā)熱量、工業(yè)分析數(shù)據(jù)、成本等因素，認(rèn)為選擇最低配煤比3+7的比例最為合適，即在工業(yè)生產(chǎn)時(shí)選用褐煤N1同現(xiàn)有原料煤以3+7的比例摻混生產(chǎn)，添加劑量為0.05%，煤漿濃度能夠控制在65%左右，粘度在800～1000mPa·s。

4 結(jié)論

通過氣化爐一段時(shí)間運(yùn)行反饋，生產(chǎn)系統(tǒng)平穩(wěn)，能夠滿足德士古工藝的各項(xiàng)要求。通過褐煤摻燒有效降低了灰熔點(diǎn)減少了石灰石用量，更主要的是價(jià)格低廉的褐煤有效降低了生產(chǎn)成本，達(dá)到了節(jié)本增效的預(yù)期目的。