孟 慧

大唐呼倫貝爾化肥有限公司

水煤漿濃度變化對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，對水煤漿氣化過程一樣，不管怎樣，根據(jù)煤礦原煤分析會的主要元素，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，可以忽略。

2 種水煤漿濃度變化對氣化反應(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、材料組成的每一個變化，都可能對氣化反應(yīng)產(chǎn)物組成的影響。氣化爐燃燒室的形狀和大小不會改變。原料的反應(yīng)壓力和氧成分不會發(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 煤漿濃度對煤漿氣化過程能耗的影響

采用多種方法對水煤漿氣化過程的能耗進(jìn)行了測量，主要通過對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/小時水沒有參與氣化反應(yīng)，因此，提高水煤漿的耗氧濃度的對比，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)從價值信息平臺過程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，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個不同的角度出發(fā)，從煤漿濃度對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)定性和流動性的前提下，應(yīng)盡可能提高煤漿濃度。

[1]張彥.多噴嘴對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.