水煤漿制備系統(tǒng)提濃改造

張雪艷 仇汝臣

(青島科技大學(xué)化工學(xué)院 山東青島266042)

1 存在問題

兗礦魯南化肥廠采用四噴嘴和GE水煤漿氣化技術(shù)，以神木煤為原料，處理原煤1 920 t/d，水煤漿用量約為900 kt/a，年產(chǎn)800 kt尿素、200 kt甲醇?，F(xiàn)有2套采用棒磨制漿工藝的水煤漿制備生產(chǎn)線(Φ3 300 mm×5 800 mm磨煤機(jī))，由于煤漿粒度級(jí)配不合理，制得的水煤漿濃度偏低、流動(dòng)性能差和霧化性能差，不僅降低了氣化效率，而且加劇了氣化爐噴嘴的磨損，增加了氣化爐的停車次數(shù)與運(yùn)行成本。為此，經(jīng)過深入的技術(shù)比較和探討，兗礦魯南化肥廠決定采用煤炭科學(xué)研究總院(國家水煤漿工程技術(shù)研究中心)的高效分級(jí)研磨制備水煤漿工藝技術(shù)，對(duì)原有的水煤漿制備工藝進(jìn)行了改造，達(dá)到提高了水煤漿含量、改善水煤漿質(zhì)量的目標(biāo)。

2 改造措施

2套水煤漿制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)干煤量(正常運(yùn)行時(shí))合計(jì)為80 t/h。按照高效分級(jí)研磨制漿工藝的要求，細(xì)漿制備系統(tǒng)的添加量為粗磨系統(tǒng)的10%～15%(干基)，細(xì)漿制備系統(tǒng)處理能力為16～20 t/h水煤漿。該項(xiàng)目所用5 000 L細(xì)磨機(jī)單臺(tái)處理能力為5～6 t/h水煤漿，因此，細(xì)漿系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)配置3～4臺(tái)細(xì)磨機(jī)?？紤]到改造投資費(fèi)用問題，先安裝2臺(tái)細(xì)磨機(jī)，預(yù)留第3臺(tái)細(xì)磨機(jī)的位置，再根據(jù)改造后運(yùn)行結(jié)果確定安裝第3臺(tái)細(xì)磨機(jī)的具體時(shí)間。此細(xì)漿制備系統(tǒng)為2條制漿生產(chǎn)線共用。

水煤漿提濃工藝流程見圖1。來自煤漿儲(chǔ)槽的水煤漿和來自廢液槽的循環(huán)水經(jīng)過各自的孔板流量計(jì)在管道混合器中充分混合(為了提高細(xì)磨機(jī)的磨礦效率，在管道混合器中加入一定比例的水，將水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)由63%調(diào)至50%)，調(diào)制合格后的粗煤漿輸送至細(xì)磨機(jī)。經(jīng)研磨合格后的細(xì)煤漿自流入細(xì)磨機(jī)出口緩沖槽，然后再自流入振動(dòng)篩，其篩下合格的細(xì)煤漿依靠自重力流入細(xì)漿槽，細(xì)漿槽中的水煤漿通過細(xì)煤漿泵按照設(shè)定的比例和流量送至界外磨煤機(jī)。

圖1 水煤漿提濃工藝流程

在細(xì)煤漿制備過程中，根據(jù)細(xì)磨機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，需要穩(wěn)定控制進(jìn)入細(xì)磨機(jī)的水煤漿的濃度和流量，要求進(jìn)入管道混合器的循環(huán)水量必須控制方便、水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)(62%)穩(wěn)定、水煤漿計(jì)量準(zhǔn)確，因此，在輸送管道上安裝的儀器、儀表必須滿足生產(chǎn)要求。

3 改造效果

改造要求為原有主體設(shè)備不變，適當(dāng)增加部分設(shè)備(即1臺(tái)攪拌器、2臺(tái)管道混合器、2臺(tái)細(xì)磨機(jī)、1臺(tái)振動(dòng)篩、1臺(tái)細(xì)漿槽、2臺(tái)細(xì)煤漿泵以及1臺(tái)界外磨煤機(jī))。水煤漿制備工藝改造前、后參數(shù)對(duì)比見表1。

表1 水煤漿制備工藝改造前、后參數(shù)對(duì)比

從表1可以看出：此次改造在滿足水煤漿氣化粒度要求的前提下，能夠使水煤漿獲得較寬的粒度分布，從而明顯改善了水煤漿中煤顆粒的堆積效率，達(dá)到了提高水煤漿含量和改善水煤漿質(zhì)量的目的。

改造后，水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)較以前提高了2%左右。以水煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)每提高1%，1 000 m3(標(biāo)態(tài)) 合成氣(CO+H2)氧耗降低約10 m3(標(biāo)態(tài))，煤耗降低約10 kg，年可節(jié)約原料煤7 500 t、增產(chǎn)氨醇50 t/d，并成功地停運(yùn)了老棒磨機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了1臺(tái)棒磨機(jī)配3臺(tái)德士古氣化爐。