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工艺范文精选

工艺

工艺范文第1篇

煤化工工艺方法

1移动床气化

移动床气化是煤化工工艺的重要方式之一,它又被称为固定床气化,是一种非常有效的煤气化方法。移动床气化一般分为常压与加压两种。较为简单的是常压法,但是这种方法具有局限性,那些熔点较低的煤无法使用。加压法则是人们通过对常压法的局限性进行研究而出现的一种更为有效的方法。这种方法采用氧气和水蒸气进行气化,能够很好地将煤炭气化。

2流化床气化

除了移动床气化法外,流动床气化法也是较为普遍的煤气化方法。一般情况下,在进行流化床气化法对煤炭进行气化时,使用的是八毫米以下的煤颗粒,再加上助于催化的气化剂,使煤炭得以气化。

3气流床气化

气流床气化方法也是一种比较有效的煤气化方法。在运用该方法进行气化时,气化剂就会将要被气化的煤粉带入至气化炉内,进而实现流气化。这种气化方式的速度较快,采用的是较为普遍的氧气和水作为气化剂,操作较简便。但是,这种气化方法在常压下会出现很多问题,因此需要在加压的情况下使用。

煤气化工艺无法产业化的原因

虽然以上几种气化方法可以很好地实现煤气化,但是要将其产业化却是困难重重。首先,这些方法需要使用大量的氧气作为催化剂,氧气的成本高,使得煤气化的成本高,无法实现经济效益。其次,这些方法都有一定的局限性,对煤种的要求很高,并不能转化任何煤种,这极大地阻碍了煤气化产业化的发展。第三,这几种方法对熔炉的要求较高,其对炉灶的损害较大,无法长久性、大批量的进行气化。这些原因大大阻碍了煤气化产业化的发展,加上煤炭资源的运输量大、环境污染等因素,使我国的煤气化产业发展有着极大的挑战。

工艺范文第2篇

物料安全

化工工艺在生产过程中的原材料、中间产品与副产品以及产品和贮存中的物质都是以不同的状态而存在的,这些物质都具有特殊的物化性质,在一定状态下可造成危害。因此,要了解和掌握对这些物质的危险特性,而且要养成对其稳定性与化学反应以及毒性等相关的识别意识,进而能够做出有效的评价与分析,预防危害的发生。

工艺路线的安全问题

往往在一种反应中通常会涉及到几条工艺路线,因此,在设计的的过程中应该选用危害最低或者更安全的。在这个过程中,对于生产的条件以及物料都要进行充分的考虑,选用无害或者低危险的物料;在新型技术以及新设备的选用过程中要注意其三废的排放量,并且尽量实行循环利用,降低污染。适当的降低生产过程中对生产条件的苛刻要求,以此来缓解剧烈反应、

反应装置方面的安全问题

化工反应是生产的核心,在化工反映的过程中也存在着很多与安全性相关的问题,有些问题甚至会造成生产事故,因此,在反应装置的设计与选用的过程中,要具备充分的科学性与合理性,并且应该经过严密的计算。由于化学反应的种类繁多,所以在安全控制方面也存在着较大难度。在工艺设计中采用减少进料量、控制加热速度、加大冷却能力的方法或者采用多级反应等相关措施。反应器在运行的过程中,可能会由于容器的超压而出现损坏或者变形,因此,必须在容器上安装压力释放装置。

管道方面的安全问题

通常情况下,管道输送的物料一般都属于易燃、易爆甚至腐蚀性与毒性较强的物品,若是管道出现泄漏,各种毒害物质漏出,极易对环境造成污染,并且造成生产过程中的安全隐患。因此,在管道的设计中,要对于管道的材质选择、应力分析以及布置方式等容易引发管道泄漏的因素进行从分的考虑,尤其是注意管道连接处和拐弯处弯头的材料和管径选择,同时室内或者室外,管道都必须尽量靠地连接。

对化工工艺设计的建议

要充分的考虑能源消耗问题

在生产过程中能源占总成本的很大一部分,所以在工艺设计与研究的过程中应该对于降低能源消耗的问题进行充分的考虑。

要体现基建投资的降低

工艺范文第3篇

【关键词】煤气化工艺煤气化循环发电技术特点运行分析

CoalGasificationTechnologyinFourLargeIGCCPowerPlantsAbroad

AbstractTherearefour250MWandaboveIGCCpowerplantsbuiltandputintooperationnowintheworld.TheyareU.S.WabashRiverandTampa,DutchDemkolecandSpainPuertollano.ThecoalgasificationprocessesemployedareDestec,Texaco,ShellandPrenflopressurizedjet-flowbedgasificationprocessrespectively.Thisarticlecomprehensivelyanalyzestheequipmenttechnicalfeatures,technicalandeconomicalindexesofthesefourkindsofcoalgasificationprocesses,aswellastheirapplicatiousinIGCCpowerplants.

Keywordscoalgasificationprocesscoalgasificationcombinedcyclepowergenerationtechnicalfeaturesoperationanalysis

迄今为止,世界上已投入运行的4座250MW以上的IGCC电站分别是美国的WabashRiver(260.6MW)和Tampa(250MW)、荷兰的Demkolec(253MW)和西班牙的Puertollano(300MW)。它们分别采用Destec、Texaco、Shell和Prenflo加压喷流床煤气化工艺。Destec和Texaco是水煤浆加压气化的主要代表,而Shell和Prenflo则是干粉进料加压喷流床气化的主要代表。用于IGCC的4种煤气化炉容量都达到2000t/d以上,都是这些气化炉首次最大容量的工业应用。它们的运行状况直接影响着IGCC的可用率和可靠性,是IGCC电站最关键的技术之一。了解这4种气化炉的设备和技术特点及在IGCC电站中的运行状况,对我国IGCC电站选择煤气化工艺路线具有一定的参考价值。

1Texaco煤气化工艺

1.1Texaco气化工艺的结构特点

(1)制浆系统。煤和水在常规的煤浆磨中被制成浓度通常是60%~68%的水煤浆,TampaIGCC电站的水煤浆设计浓度为68%。对于一些灰熔点较高的煤或者制浆困难的煤,经常在煤浆磨中同时加入石灰石助熔剂或者煤浆添加剂,使得煤的灰熔点降低或者使煤浆均匀性提高。在煤浆磨的出口有一个筒形的筛子,合格的煤浆流入煤浆储罐中,不合格的煤浆溢流到循环槽中被送回煤浆磨入口。在煤浆储罐中设有一个搅拌器,并根据检测结果加入一定量的水,使储罐中的煤浆始终保持在一定浓度下的均匀状态。气化炉所需的煤浆量一般由2级隔膜泵从煤浆储罐中抽取并加压送入气化炉喷嘴,在气化炉入口的煤浆输送管上设有2级流量检测器,严格控制煤浆的流量,煤浆流量的调节全靠隔膜泵来控制。

(2)气化炉和煤气冷却系统。水煤浆和95%纯度的氧气被同时送入气化炉喷嘴,在气化炉内进行气化反应,反应区的温度一般在1200~1500℃,气化炉的压力根据不同行业的需要可以是2.5~8.5MPa。TampaIGCC电站的气化炉压力为2.8~3.0MPa,气化区的温度为1482℃。水、煤和氧气在气化炉中发生气化反应,主要生成CO、H2、CO2、H2O、CH4、H2S和N2,此外,还有少量的NH3、COS、HCN和飞灰。由于采用水煤浆进料,煤气中的H2O含量较高。

Tampa电站的Texaco气化炉内设耐火砖(一般为4层),内径约4.0m,高约3.0m。气化反应的速度很快,粗煤气在气化炉内的停留时间一般在2~3s。热煤气离开气化炉进入特殊设计的辐射式冷却器,使热煤气的温度降低至700℃,同时使热煤气中的熔融态渣凝固。冷却后的粗煤气进入对流式冷却器中被进一步冷却到480℃。煤气中的显热在2级冷却器中得到回收,产生10.4MPa的高压饱和蒸汽。气化炉与辐射式冷却器做成一体,外径约5m,高约39m,总重约900t,气化炉安装标高约106.75m。

(3)排渣和黑水处理系统。气化炉内的熔渣经辐射式冷却器后冷却凝固成玻璃状的渣进入充满水的锁斗系统,锁斗上下部各有2级阀门控制渣进入和排出。从压力锁斗排出的渣落入粗渣糟中,粗渣被分离出来,进一步处理或直接销售。细渣和水一起被抽入一个细灰沉降槽中进行重力沉降或过滤,使水和细渣分离。从洗涤器出来含灰的水也进入沉渣槽中,使含碳的飞灰与水分离,从沉渣糟中溢流出来的水一般含非常少量的细灰,它被再循环至水洗涤器人口作为洗涤器用水,多余的水送回煤浆制备系统。从沉渣槽底部流出的细灰进入一个压滤机中,将细灰制成细灰饼。Tampa电站采用了将细灰再循环至煤浆磨的工艺,目的是为了提高碳的转化率。

1.2Texaco气化工艺的性能和运行指标分析

Texaco气化工艺的性能特点:

(1)与干法进料相比,水煤浆进料系统工艺相对简单、安全可靠、操作灵活、制浆系统的厂用电较小,无煤粉爆炸危险性,制浆系统无粉尘排放。煤不必进行干燥处理,可直接进入制浆系统。此外,水煤浆进料可处理不同物料(煤、石油焦、其它废料),进料种类灵活。此外,使用水煤浆进料,气化炉可以在更高的压力下运行(2.5~8.5MPa),这对一些化工过程非常必要。

(2)气化炉采用单喷嘴运行,所有的气化物料都从一个喷嘴喷入,它具有结构简单的优点,但由于局部热负荷较高,流量较大,不可避免地会发生过热损坏或磨损问题。到目前为止,Texaco气化炉喷嘴的最长累计运行时间仅3个月就需要进行检修更换。

(3)Texaco气化炉内设耐火砖,没有水冷系统,结构简单,初投资较小。但由于炉内温度较高,加之磨损和腐蚀,目前Texaco气化炉向火侧的耐火砖最长寿命仅2a,靠近炉壁的耐火砖寿命为5~10a。

(4)全厂的灰水可综合利用,除去大渣和细灰的水也在制浆系统中循环使用。

(5)由于煤气在气化炉内的停留时间短,Texaco气化炉的碳转化率较低,一般在96%~98%。由于水煤浆的水分含量大,气化过程的O/C比较高,耗氧量大,而且煤气中的水分含量也较高。与干法进料相比,冷煤气效率较低,热回收系统复杂。

(6)与其它气化炉相比,Texaco气化炉大容量商业运行的台数和经验更丰富。

(7)Tampa电站Texaco气化炉可用率1996年可达到57%,1997年达到78%。1998年的目标是85%,根据电厂介绍此目标可望达到。

1.3TampaIGCC电站中Texaco气化炉曾出现的主要问题及解决办法

(1)排渣锁斗堵塞。后通过调整运行工况及改动部分管道基本得到解决。

(2)辐射废热锅炉和对流废热锅炉的泄漏问题。主要原因可能是由于高温腐蚀,改进的方法是:采取保护措施,改善气化炉的运行状况。对流废热锅炉也曾出现管壁泄漏和积灰堵塞问题。改进的方法是:组织好气化炉的运行工况,加强检查和吹灰。

(3)黑水和灰水系统的磨损问题。目前的办法是更换耐磨材料、改变管路结构、加强细灰的分离,但不能彻底解决。

(4)当煤种有变化时,气化炉最不适应的就是排渣锁斗系统和细灰分离系统,容易发生堵塞。目前的办法是控制运行参数,积累运行经验,改善锁斗系统的设计,增强承受能力。

(5)位于对流煤气冷却器后的4个气-气热交换器(2个粗煤气与净煤气,2个N2与粗煤气)曾出现积灰堵塞和腐蚀问题,造成管子泄漏,导致灰尘进入洁净煤气中,使燃气轮机叶片严重损坏,同时在氮气和煤气通往燃气轮机的Y形滤网也发现裂纹。主要原因有:设计的气-气热交换器入口煤气温度偏低、热交换器的管径偏小及停机时泄漏的水的腐蚀(氯离子腐蚀)等。目前尚无好的解决办法,不得已取消了这4个气-气热交换器,改用蒸汽预热净煤气,这使全厂的净效率下降1.5个百分点。

2Destec煤气化工艺

2.1Destec煤气化工艺结构特点

Destec气化炉是2段氧气气化、连续排渣、内设耐火砖的煤气化工艺。80%的水煤浆(浓度为67%)和纯氧(纯度为95%)混合后喷入气化炉第1段,在第1段除对称布置2个水煤浆喷嘴外,在第1段的顶部还有一个从除尘器回来的飞灰再循环喷嘴。第1段的气化温度为1371~1427℃,气化压力为2.76MPa。经过第1段反应产生的粗煤气进入第2段气化区。第2段气化是一个垂直的内设耐火砖的压力容器,20%的水煤浆从第2段喷嘴喷入,与粗煤气混合并发生蒸馏、裂解和气化反应,使粗煤气的热值进一步增加,而温度降低。在气化炉顶部的出口,煤气温度约为1038℃,故只需要设置对流式煤气冷却器。WabashRiverIGCC电站安装了2台100%负荷的气化炉,1台运行,1台备用,煤气冷却器只有1套。该电厂的煤气冷却器之前有1根与气化炉高度相当的导流圆筒,垂直布置,内设耐火材料。从导流筒出来的煤气进入对流式煤气冷却器,热煤气在管内流动,水在管外流动,产生11.03MPa压力的饱和蒸汽,流量约90.7~113.4kg/h,这部分蒸汽再进入余热锅炉过热。煤气被冷却到371℃,然后进入煤气除尘和脱硫系统。该电厂的煤气冷却器直径约3m。

Destec煤气化工艺的水煤浆制备和黑水处理系统与Texaco工艺基本相似。

2.2Destec煤气化工艺的性能和技术经济指标分析

(1)截止1997年底,在WabashRiver电厂也已累计运行4656h,气化了469220t煤,气化炉的最大负荷可达到100%~103%,气化炉最长连续运行小时数可达到362h,冷煤气效率可达到71%~74%。气化炉的可用率1996年为84%,1997年达到98%,1998年也达到96%。当然,这是当气化炉1台运行,1台备用情况下的数据,单台运行时,尚不能达到如此高的可用率。气化炉的喷嘴寿命一般为2~3个月,耐火砖寿命一般为2~3a,2段耐火砖寿命更长。

(2)Destec气化炉采用2段气化,提高了煤气的热值,降低了氧耗,并使煤气的出口温度降低,省去了庞大而昂贵的辐射废热锅炉,使气化炉的造价降低。而煤气热值的提高,也有利于提高IGCC电站的总效率。Desetc气化炉的煤气在标准状态下热值约10425.5kJ/m3,而Texaco煤气热值一般为8563.8kJ/m3。

(3)采用的火管式对流冷却器造价和安装费用较低,检修和清洗方便。

(4)Destec气化炉采用压力螺旋式连续排渣系统,泄压和碎渣设备的造价较低。

2.3WabashRiverIGCC电站中Destec气化炉曾出现过的主要问题及解决办法

(1)曾出现过2次连续排渣口堵塞现象。这是由于水煤浆中的粗大颗粒较多,使水煤浆供给波动,导致气化不稳定而堵塞。解决的办法:严格执行运行操作规程,控制水煤浆质量,保证气化过程稳定。

(2)煤气冷却器入口管道的灰渣沉积,限制了机组运行时间。主要措施是改进了对流冷却器前煤气管道的尺寸、形状,使煤气流速提高,减轻管道中大块沉积物的形成,从而避免了这些大块沉积物随气流进入煤气冷却器,并严格控制气化炉操作温度。为了更保险,在煤气冷却器入口管道上装有滤网,防止有较大的沉积物进入煤气冷却器。

3Shell煤气化工艺

3.1Shell煤气化工艺的结构特点

(1)煤粉制备和送料系统。Shell煤气化工艺采用干煤粉进料系统。原煤的干燥和磨煤系统与常规电站基本相同,但送料系统是高压的N2气浓相输送。与水煤浆不同,整个系统必须采取防爆措施。经预破碎后进入煤的干燥系统,使煤中的水分小于2%,然后进入磨煤机中被制成煤粉。对烟煤,煤粉细度R90一般为20%~30%,磨煤机是在常压下运行,制成粉后用N2气送入煤粉仓中。然后进入2级加压锁斗系统。再用高压N2气,以较高的固气比将煤粉送至4个气化炉喷嘴,煤粉在喷嘴里与氧气(95%纯度)混合并与蒸汽一起进入气化炉反应。

(2)气化炉。由对称布置的4个燃烧器喷入的煤粉、氧气和蒸汽的混合物,在气化炉内迅速发生气化反应,气化炉温度维持在1400~1600℃,这个温度使煤中的碳所含的灰分熔化并滴到气化炉底部,经淬冷后,变成一种玻璃态不可浸出的渣排出。

粗煤气随气流上升到气化炉出口,经过一个过渡段,用除尘后的低温粗煤气(150℃左右)使高温热煤气急冷到900℃,然后进入对流式煤气冷却器。在有一定倾角的过渡段中,由于热煤气被骤冷,所含的大部分熔融态灰渣凝固后落入气化炉底部。

Shell气化炉的压力壳内布置垂直管膜式水冷壁,产生4.0MPa的中压蒸汽。向火侧有一层很薄的耐火涂层,当熔融态渣在上面流动时,起到保护水冷壁的作用。DemkolecIGCC电站的气化炉直径约5~6m,高约50多m,标高达到60多m。气化炉的运行压力约2.6~2.8MPa。

(3)煤气冷却器。粗热煤气在煤气冷却器中被进一步冷却到250℃左右。低温冷却段产生4.0MPa的中压蒸汽,这部分蒸汽与气化炉产生的中压蒸汽混合后,再与汽轮机高压缸排汽一起再热成中压再热蒸汽。高温冷却段产生13MPa的高压蒸汽,它与余热锅炉里的高压蒸汽一起过热成主蒸汽。

Demkolec电厂的煤气冷却器直径约4m,高约64m,冷却器顶部标高约74.5m,是气化岛的最高点。冷却器的压力外壳里布置有8层螺旋管圈,上下共分成5段,热煤气由上而下在螺旋管外流动与螺旋管内的水换热。每一层螺旋管圈都有一个气动锤振打清除积灰。

由于Shell气化炉组成的IGCC系统采用的是干法除尘,所以,它的黑水和灰水处理系统相对比较简单,但其主要的流程与Texaco相似,在此不再赘述。

3.2Shell煤气化工艺的性能及技术经济指标分析

(1)Shell气化炉的煤气中CO和H2含量远大于Texaco煤气,而CO2和H2O却远小于Texaco煤气。由于可燃气成分较高,其冷煤气效率较高(约80%~83%),组成的IGCC电站发电效率也较高(43%LHV)。而水煤浆进料的冷煤气效率一般仅为74%~77%。组成的IGCC效率也较低(41%LHV)。

(2)由于煤气中水分含量较少(2.0%),Shell气化炉组成的IGCC因常温净化而损失的热煤气能量较小,而水煤浆进料的煤气中一般都含有16.8%左右的水分,那么当热煤气冷却到常温时,必然损失大量的显热和潜热。水煤浆进料气化工艺对高温净化的需求更迫切。

(3)Shell气化炉的喷嘴和水冷壁寿命较长,在Demkolec电站累计运行10000h以上未见损坏,气化炉的可用率已达到95%。

(4)由于采用干法进料,气化过程的氧耗比水煤浆进料少,煤气中的CO2含量也远小于水煤浆进料的煤气。对于相同容量的气化炉,Shell气化所需的空分站可小于15%~25%。

(5)采用干灰再循环,提高了碳的转化率(可达到99%)。

(6)干法进料系统与水煤浆相比要复杂得多,操作和保护也要严格得多。进料系统的防爆和防泄漏问题十分关键。进料系统的占地和造价比水煤浆大。此外,干法进料系统的粉尘排放远大于水煤浆进料系统。

(7)由于Shell气化炉采用4个(或更多)喷嘴运行,易于在低负荷和高负荷下运行,操作的灵活性大,实现大型化的可能性大。据介绍,Shell气化炉的最低负荷可达到25%,即一个喷嘴运行。

(8)Shell气化炉运行过程中最重要的控制参数如下:气化炉出口温度;合成气冷却器进口温度;煤气成分;蒸汽的参数(流量、温度、压力);炉渣的排出量及外观状况。

(9)气化炉的变负荷率每分钟大于5%,IGCC的变负荷率每分钟接近3%。

3.3DemkolecIGCC电站中shell气化炉曾出现过的问题及解决办法

在Demkolec电站运行中,Shell气化炉及其辅助系统的运行基本正常,可用率也较高。在运行初期出现过以下问题:(1)排渣的锁斗堵塞;(2)细微炉渣影响黑水处理系统。上述2个与气化工艺有关问题的原因及解决办法与前文相同,在此不再赘述。

4Prenflo煤气化工艺

4.1Prenflo气化工艺的结构特点

(1)制粉和输送系统。与Shell煤气化工艺的进料系统相似,Prenflo气化工艺也采用干法进料系统。对制粉系统的要求是:对烟煤的煤粉细度R100为25%,且含水量小于2%(Wt);对于褐煤要求煤粉细度R100为25%,且含水量小于6%(Wt)。

(2)气化炉和煤气冷却器。Prenflo煤气化炉有4个燃烧器,对称布置,从给料系统送来的煤粉与氧气(85%纯度)和水蒸汽一起喷入汽化炉反应区进行反应,反应区的温度1500℃左右,焰心的温度高达2000℃。煤气中不含过高的碳氢化合物、焦油和酚。反应器区域的炉衬通过水冷壁来冷却,同时可产生高压饱和蒸汽,它与余热锅炉的高压蒸汽相连。

从气化反应区排出的液态渣,在集渣器的水槽中冷却并用碎渣机破碎大渣,经过闸门式锁斗排出,并与水分离,渣被送入渣场或销售,水可循环使用。粗煤气在下部的反应区里形成后向上流动,在进入气化炉上部的煤气冷却器之前,采用除尘后的冷煤气对热煤气进行急冷,目的是迫使热煤气带来的熔融态灰渣凝固而落入气化炉底部排渣口。被急冷的煤气继续上升进入第1级煤气冷却器,煤气先从冷却器的中心圆筒上升至气化炉顶部,然后折转向下,从中心圆筒与炉壁间的环形对流冷却区域从第1级冷却器的底部(即气化炉的腰部)离开进入第2级对流冷却器,第1级冷却器的环形冷却区布置有4层螺旋管换热器,热煤气在管外流动,水在管内流动,并产生高压饱和蒸汽。这是Prenflo与Shell气化炉的不同之处。

第2级冷却器的结构与Shell气化工艺的对流冷却器相似。内部也是布置多层的螺旋盘管换热管束,西班牙PuertollanoIGCC电站中的Prenflo炉第2级对流冷却器螺旋盘管共6层,上下共分3组,热煤气经过第2级冷却器后,一般被冷却到250℃左右,同时也能产生饱和蒸汽。

(3)除尘和飞灰再循环系统。冷却后的粗煤气经一级干式除尘器(陶资过滤器或旋风分离器使大部分飞灰被收集,经锁斗,用N2送回气化炉,以提高碳的转化率。粗煤气再经一级水洗涤器使煤气中的灰尘含量小于1mg/m3,然后进入脱硫系统。

4.2Prenflo气化工艺的性能及技术经济指标分析

(1)冷煤气效率可达到80%~83%,气化炉的总效率可达到95%。对美国Pittsburgh8号煤的试验结果证明85%纯度的氧气做为气化剂,煤气的热值、碳转化率、冷煤气效率、总效率与95%纯度的氧气气化相比相差不大。因此,Prenflo炉采用85%的纯度的氧气做为气化剂。Prenflo气化炉在小试验台可达到每分钟2%~15%的变负荷率,而此时煤气中的CO2以及煤气压力几乎不变。由于也采用4个燃烧器,当50%负荷时,只用2个燃烧器可以很容易地操作。

(2)西班牙PuertollanoIGCC电站中Prnflo炉的运行情况。1998年初开始用煤气发电,迄今累计运行198h,最长连续运行时间为25h,此时的负荷为80%。气化炉在75%负荷下曾运行了40h。截止1998年9月气化炉乃至整个IGCC电厂没有在100%负荷运行的记录。50%煤和50%石油焦混烧时的试验表明实际运行数据与设计值非常接近。1998年7~8月机组大修,主要检修Siemens的燃气轮机。目前机组已重新启动。

4.3在Puertollano电站中Prenflo气化炉曾出现过的主要问题及解决办法

(1)压力供料锁斗下粉不畅。在2级锁斗间有一根回流N2的管,由于管径设计太小,使N2排气不畅而导致煤粉下落不连续。解决的办法是在回流管上增加了一个文丘利抽气器,以提高N2回流的速度,从而使排气畅通,煤粉下落连续而均匀。

(2)黑水和灰水处理系统的细渣过滤问题。与Demkolec和Tampa电站的问题类似,PuertollanoIGCC电站的气化岛也出现过因细渣太多,而导致黑水含渣量大,造成黑水系统磨损堵塞的问题,解决的办法也是采取过滤的办法将黑水中的细渣除去,即可解决此类问题。

54种气化炉的综合比较

4种气化炉技术特点的综合比较见表1。

表14种气化炉的技术特点比较

技术项目TexacoDestec/DynergyShellPrenflo

进料方式湿法/水煤浆湿法/水煤浆干法/煤粉干法/煤粉

反应器形式喷流床喷流床喷流床喷流床

氧气纯度/%95959585~95

喷嘴/个13(+1)44

喷嘴的寿命/h14401440~2160>10000待考检

气化炉内衬耐火砖耐火砖水冷壁+涂层水冷壁+涂层

内衬的寿命/a23>10(待考验)>10(待考验)

冷煤气效率/%71~7674~7880~8380~83

碳转化率/%96~9898>98>98

单炉最大出力/t.d-12200~2400250020002600

示范电站的净功率/MW250.0260.6253.0300.0

最大容量气化炉的最长运行时间/h>8860>7500>1000040

示范电站最长追续运行时间/h720~1000>324>200025

示范电站的气化炉可用率/%80~8590~95(一开一备)95(待考验)

组成IGCC示范电站的效率/%设计值:41.6(HHV)

试验值:38.5(HHV)设计值:37.8(HHV)

试验值:38.8(HHV)43(LHV)

(未公布试验值)45(LHV)

(待试验)

组成的IGCC达到43%(LHV)效率的

可能性有可能

(但必须改进全热回收)容易达到容易达到能达到

存在的问题喷嘴、耐火砖寿命短,

全热回收系统和黑水

处理系统尚待改进喷嘴、耐火砖寿命短,

黑水处理系统待改进黑水系统待改进供料系统待改进

是否气化过类似于中国IGCC电站的煤种是否是否

目前IGCC电站的造价低最低较高较高

6结论

6.1美国的水煤浆进料气化工艺(Texaco和Destec)和欧洲的干法进料气化工艺(Shell和Prenflo)的单炉出力都达到了2000~2500t/d等级,并都进行了250~300MW等级的IGCC示范,4种气化炉都采用氧气喷流床气化工艺。这对于我国选择气化工艺提供了较为全面的选择范围。

6.2Texaco气化炉的运行经验和已商业化的台数最多,用于IGCC发电,气化炉的可用率也可达到80%以上。但它的喷嘴和耐火衬里的寿命较短,冷煤气效率和组成IGCC的效率目前还较低。若IGCC效率设计为43%(LHV),采用Texaco气化炉,必须使其废热锅炉和全热回收系统有较大的改进,才有可能达到。

6.3Destec气化炉虽然也是水煤浆进料,但它是2段气化,冷煤气效率比Texaco高,而且可省去辐射废热锅炉,加之火管式的对流冷却器使造价大幅度降低。若组成IGCC,许多专家认为是能够达到43%(LHV)的效率,且造价较低。但与干法进料相比,其喷嘴和耐火砖寿命较短。

6.4Shell气化炉的可用率已达到了95%,可以说已经进入商业化运行,其喷嘴和水冷壁的寿命都较长。冷煤气效率和组成IGCC效率与湿法进料气化工艺相比较高,对43%(LHV)的IGCC效率,采用Shell工艺容易达到。但它的造价与Texaco和Destec相比较高。

6.5Prenflo气化炉与Shell气化炉基本相似,只是冷却器结构有所不同,由于西班牙Puertollano示范电站的运行时间很短,Prenflo气化炉的性能尚待时间检验。

6.6煤种对气化炉的性能有很大影响,对于我国IGCC示范电站所选用的煤种,目前只有Texaco和Shell气化炉有类似煤种的气化经验,这一点对气化工艺的选择也十分重要。

6.7从4座示范电站的运行情况看,气化炉本身的可用率都很高(>85%),但与之匹配的辅助系统是制约气化岛和整个IGCC机组可用率的最大障碍。其中排渣和黑水处理系统及进料系统的问题最多,有些目前尚未解决。这一点在我们选择气化工艺承担者时应予以高度重视,尽量选择这一方面的专业厂商。

6.8根据世界上4座示范电站的经验和教训,对于我国IGCC示范电站在气化工艺选择方面应综合考虑以下几个原则问题:气化炉的最大出力是否能达到要求;是否气化过类似的煤种;最大容量的气化炉的运行时间和台数;示范运行的可用率;冷煤气效率及组成IGCC的总效率;目前还存在哪些问题;气化炉和辅助系统设计和制造者是否都是专业厂商。

7参考文献

1TheTampaIGCCProject.AReportofDOEandTampaElectricCompany,1996.12

2JohnEMcDaniel,CharlesAShelnut,TampaElectricCompanyPolkPowerStationIGCCProjectStatus.SixthAnnualCleanCoalTechnologyConference,Reno,Nevada,May,1998

3TheWabashRiverCoalGasificationRepoweringProject.AReportofDOEandWabashRiverCoalGasificationJontVenture,1996.12

4CliftonGKeeler,JackStultz,OperatingExperienceattheWabashRiverCoalGasificationRepowerProject,SixthAnnualCleanCoalTechnologyConference,Reno,Nevada,May,1998

工艺范文第4篇

1.1重介选煤

重介选煤是当前应用较为广泛的一种选煤方法,相较于其他选煤方法,重介选煤有着高效简洁的优点,并且可以对重介质的密度进行调节。当前在重介选煤中较多使用重介质旋流器和重介质分选槽为主要的分选设备,特别是在对一些陈旧选煤设备改造中,通过应用这两种设备,可以在较低的改造成本下显著提高选煤效率。同时,在我国选煤工艺中,重介质旋流器以及MPE喷射式浮选机也是较为常用的选煤重介选煤设备,这两种设备均为我国自主研发,能够较好的适应我国选煤特点。近年来,随着重介选煤技术的不断发展,其应用范围已经逐渐扩大,超过了跳汰分选这种选煤方法。

1.2延伸重选分选下限选煤

基于我国的煤矿特点,煤矿的内在灰分含量较高,如何对粗泥煤进行高效分选也是选煤工艺中的一个难点所在。传统的选煤工艺技术,无论是介质旋流器技术还是螺旋分选技术,都很难高效、优质的进行粗泥煤分选。正是在这一背景下,延伸重选分选下限选煤技术便得到了较好的应用,通过应用该技术,能够较好的实现粗粒级煤的重力分选。将重介旋流器的分选下限进行延伸,能够有效减少浮选泥煤量,从而实现对粗泥煤高效分选的目的。同时,在细粒煤的脱硫中,传统选煤技术也存在着一定的据选项,通过延伸重选分选下限的方法,也可以交换的进行细粒煤脱硫。

1.3脱泥预处理选煤

在选煤工艺中,脱泥预处理可以说是准备阶段,也是进行重介选煤前的必要阶段,通过对煤进行脱泥预处理,可以较好的提高生产效率。脱泥预处理选煤工艺流程较为简单,所使用的主要设备为脱泥筛,在进行脱泥后,将煤送入三产品重介旋流器。通过应用脱泥预处理选煤技术,还能够较好的降低重介质损失,如果不对煤进行脱泥预处理,直接进行重介选煤,其重介质的损失是交大的,损失一般在5.0~9.0kg/t之间。二通过应用脱泥预处理选煤技术,能够将重介质损失控制在2.0kg/t以内,改善效果显著。

2选煤工艺优化措施

2.1积极应用新技术和新设备

首先,在优化选煤工艺中,应当积极应用一些新技术新设备,例如一些大型化、集成化、可靠性较高的选煤设备等等。当前主要使用的选煤工艺技术,虽然基本上满足了选煤要求,但是选煤效率和选煤质量还有所不足,特别是在选煤质量方面,一些选煤设备的损耗率较高,造成了极大的浪费。积极应用新技术和新设备,也应当针对这些问题进行重点解决,在引进新技术和新设备后,针对自身的实际情况加以改造,以更好的提高选煤技术和设备的应用效果。另一方面,针对新选煤技术和选煤设备的特点,在工艺流程中进行相应的优化,合理进行设备布局,提高设备资源利用率,降低人工使用。

2.2促进选煤工艺的智能化和自动化

在选煤技术未来的发展中,智能化和自动化的选煤设备将是一个重要的发展方向,因而在选煤工艺中,也应当注重应用这些智能化和自动化程度较高的设备技术,提高选煤效率。加强信息技术和网络技术在选煤中的应用,通过选煤信息管理系统,可以对自动化的选煤工艺进行监控,实时了解选煤过程中出现的各种问题,并且进行智能化的管理优化、同时,对于选煤中的发热量、跳汰参数、浓度等重要的参数项目进行监控,建立相应的智能化处理模型,当某一参数出现异常时,可以自动进行处理。通过应用智能化的管理系统和自动化的选煤工艺,能够较好的提高选煤效率和选煤质量,降低人力资源成本。

2.3因地制宜优化选煤工艺流程

在选煤工艺中,一个重要的优化原则便是要做到因地制宜,并不是所有的先进选煤技术和选煤设备都是适用的,这就需要因地制宜,针对具体的选煤情况和特点优化相应的选煤工艺。例如在选煤工艺优化中,首先应当分选煤矿的成分特点,确定煤矿类型,这是制定选煤工艺的基础。根据煤矿类型和特点,选择相应的选煤技术和选煤设备,从而制定相应的选煤工艺。在选煤设备布局中,要充分考虑实际的生产情况,如生产场地、生产人员数量和素质等等,这些都是优化选煤工艺中的重要因素。在选煤过程中,利用选煤实验的方法,不断发现当前选煤工艺问题,从而解决问题,持续性的进行选煤工艺优化。

3结论

工艺范文第5篇

关键词:涂塑钢管制造工艺常温大口径

manufacturingtechniquesoftheplastic-coatedsteeltube

undertheroomtemperature

abstract:thebigcaliberplastic-coatedsteeltubehasagreatneedinthemarketrecently,howeverthecostisveryhighwiththeexistingtechnology.thedevelopmentofthespecialpaintmakesthemanufactureoftheplastic-coatedsteeltubebepossibleundertheroomtemperature.thistechniquerequireslesstreatmentonthesurfaceofthetubeandneedlessnessofheattreatmenttothetube,inaddition,thereisnoneedoflargemachines.tubeswithcaliberaboveφ10-3800canbepaintedbothinsideandoutside,productsreachthenationalstandard.thistechniquesmeetsthedemandoftheofthesteeltubeofbigcaliberpaintmold.thecoatcontainsnontoxicandelasticpaintwhichisoflowwaterresistanceandwhichschlepsrustandguardagainstrustandwhichisofthevirtueofkeepingcleanandunpoisonous,alsoitcandepressthegrowthofthelichenandwormeffectively.

keywords:plastic-coatedsteeltube;manufacturingtechniques;roomtemperature;bigcaliber

1.前言

钢管在传输介质时或置于大气、土壤等自然环境中,管壁都会经受不同程度的腐蚀,直接影响了管道的使用寿命。食品、饮用水管道、石油化工管道等诸多介质都不允许管壁腐蚀而影响传输介质受到污染,钢管壁防腐防护成为关键技术问题。涂塑钢管就应运而生,目前国内钢塑管是从衬塑走向了涂塑,涂塑材料大都采用塑料粉体材料,其中性能较好的是聚乙烯(pe)和环氧(ep)。但它们的施工要求高,工艺难度大,品质控制不易,设备投资大,严重影响涂塑钢管的推广与应用,而且国内目前只能生产口径小于ø250mm的涂塑钢管。在常规生产工艺中喷砂过程产生极大污染且对人体造成伤害,而加热过程能耗极大,造成大口径涂塑钢管无法生产。为有效解决大口径涂塑钢管生产难的问题,制作工艺专家组首先从涂层材料上着手,研制并应用了弹性体带锈防锈涂料,再引入防腐及卫生性能较好的防护涂料。采用了常温直接喷涂的方法,解决了大口径钢管涂塑生产难的问题。

2.常温涂塑(弹性体)钢管的制备

将常温涂塑(弹性体)钢管是如何突破原有技术难点及制造工艺进行了系统的介绍。由于外管的喷涂工艺比较常规,本文就重点介绍管内处理及喷涂的工艺。

2.1技术难点的突破

常规制造涂塑钢管的方法,首先需要对钢管进行喷砂除锈处理,其污染较大且工艺复杂。常温涂塑(弹性体)钢管采用了金属防腐中最前沿技术,带锈防锈涂料作底涂。带锈防锈涂料需要满足特殊性能:带锈防锈、附着力强、无毒、可喷涂、防腐性能好等。

另外,常规的涂塑钢管是通过对钢管高温烧成,静电粉未喷涂来实现涂料对钢管内壁的良好附着。因此,选择内喷涂材料的时,须考虑到:附着力强、无毒、耐磨、耐冲击、耐各种化学腐蚀、常温可喷涂等。

所选用的材料,均为聚氨酯类涂料,无毒且具有良好的保洁功效。材料的主要性能指标如表2.1。

表2.1涂层主要性能指标

fig.2.1filmmainperformancefigure

性能

指标

检验方法

卫生性能

实际无毒

gb/t17219

附着力(拉开法,mpa)

5

gb/t5210

柔韧性

过0.5mm棒

gb/t1732

耐冲击力

50(cm·kgf)

gb/t1732

耐磨性(750g500r失重mg)

50

gb1768

耐酸性ph=1hcl

大于50天

gb/t1763

耐碱性ph=14naoh

大于50天

gb/t1763

耐盐水性(3%nac1300c)

1000小时无变化

gb/t1763甲法

耐汽油(90#)

50天浸泡δv<0.8%

gb/t1734

耐盐雾性(3%nacl)

1000h无变化

gb/t1771

耐水性(0.3mpa30min)

一等品

jc500-92

2.2涂塑钢管的制备工艺

2.2.1钢管表面的预处理

对于新旧钢管,一般不需要专门的除锈工艺。最好选用新出厂的钢管,无需镀锌,管内有少量的锈斑也可满足要求,只要将疏松浮锈清除,清涂油污即可。即达到手工除锈st2或电动除锈sa1级要求即可。如钢管表面有油污,可用丙酮清洁表面。

2.2.2涂料的喷涂

喷涂设备包括:空压机、无气喷涂机、管内牵引机构等。动力装置为空压机,采用无气喷涂机及管内牵引机构将带锈防锈底涂喷涂于钢管内壁,厚度约30微米。待底涂固化好后,再用喷涂两遍聚氨酯面涂,每道80微米。整个涂膜总厚度约200微米。整个喷涂设备造价在几万元即可满足喷涂施工要求。

2.2.3检测处理

抽检涂塑钢管的涂层质量,涂层表面应均匀,涂层的最小厚度要达到150微米,平均厚度应在180微米以上。

2.3不同涂塑钢管制造工艺对比

与聚乙烯和环氧涂塑钢管工艺对比,由于我们采用聚氨酯涂料作底涂,降低了钢管表面处理的要求,无需喷砂除锈清除浮锈油脂即可作业;另外,无需对钢管进行加热处理,在常温下即可喷涂。做到了施工方便,减少污染,节耗能源,可现场施工,造价较低,并且性能优异,完全满足工程需要。其工艺流程对比如表2.3.

表2.3各类涂塑钢管工艺比较表

fig.2.3processoftheplastic-coatedsteeltubecomprison

性能

指标

检验方法

2.4不同涂塑钢管性能对比

聚氨酯涂层不仅性能优异,而且体系全部采用了弹性体涂料,具有涂层薄、防腐能力强、阻力系数小、带锈防锈和无毒保洁的特殊功效,能有效抑制青苔和红虫的滋生。涂层质量按cj/t120-2000[1]进行检验,完全超过国标要求,不同涂层性能指标对比,结果见表2.4。

表2.4涂层性能指标比较

fig2.4filmperformancefigurecomparison

项目

聚乙烯

环氧

聚氨酯

厚度

1.5mm

300mm

200mm

针孔试验

1500v不发生电火花击穿现象

1500v不发生电火花击穿现象

4000v不发生电火花击穿现象

附着力

≥30n/10㎜

涂层不发生剥离

5.5mpa

弯曲试验

过f2mm棒

过f2mm棒

过f0.5mm棒

压扁试验

涂层不发生脱落,断裂

涂层不发生剥落,断裂

涂层不发生脱落,断裂

冲击试验

涂层不发生脱落,断裂

涂层不发生剥落,断裂

涂层不发生剥落,断裂

卫生试验

符合gb/t17219要求

符合gb/t17219要求

实际无毒级

2.5工程应用实践

大口径涂塑(弹性体)钢管近期在深圳水务集团盐田港海边外管工程、合肥自来水公司大口径过河管道工程、杨州钢管总厂等工程中应用,效果非常理想,完全达到《给水涂塑复合钢管》国家标准cj/t120-2000的要求。

3.结论

3.1常温涂塑(弹性体)钢管与用聚乙烯和环氧涂塑的工艺相比,主要工艺特点是:无需喷砂除锈,清除浮锈即可施工;无需对钢管进行加热处理,常温即可喷涂施工;施工机具简单,可现场施工。

3.2常温涂塑钢管解决了国内大口径涂塑钢管生产成本极高的情况,填补了国内ø250mm以上直径涂塑钢管的空白。

3.3经大量的试验研究证明,常温涂塑钢管应用于自来水工程,常能有效的抑制青苔和红虫的滋生。可减少藻类及红虫在管网的大量滋生,有利于保障居民二次供水的质量。

3.4常温涂塑钢管的涂层薄,阻力系数小在0.0082以下,过水流量可大于普通涂塑钢管,也有利于节省能耗。

3.5常温涂塑钢管的防腐防护能力极强,可用于酸、碱、盐、海水、石油化工等复杂环境,涂层可耐180℃高温且高温下体积变形极小,耐磨性也极强。因此,也可用于输送含固量较高的流体物质。

3.6常温涂塑钢管属于弹性体涂层,比其他涂层更具有弹性,可适应不同情况下的应力变形。小口径涂塑钢管可直接打弯,及在卡箍连接下涂层不受影响。常规涂塑钢管,在卡箍连接方式中经常会脱落,现场又无法修补。