水煤浆提浓及提浓后对气化设备运行的影响
李晓艳，李斌，雷朝红，李培丰
（陕西神木化学工业有限公司，陕西 神木719300）
［摘 要］以配套400 kt/a甲醇装置的德士古煤气化装置为例，通过调整棒磨机钢棒的级配方式和添加剂的用量，使水煤浆浓度提高2.60%，粗煤气中的有效气（CO+H2）含量提高4.08%，年降低氧耗2.246×107 m3，降低煤耗2.246×104 t，产生经济效益2 952.495万元，且水煤浆浓度提高后对现有主要气化设备的运行未产生明显影响。
［关键词］ 德士古气化；棒磨机；钢棒级配；水煤浆；提浓；气化设备
［中图分类号］ TQ 546 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2015）05-0058-04
0 引 言
煤气化是洁净、高效利用煤炭的主要途径之一。在众多煤气化技术中，水煤浆加压气化技术因煤种适应范围较广、气化温度高、压力高、易于大型化，成为煤气化技术发展的主流［1］。制备性能优良的水煤浆是水煤浆加压气化工艺的核心，而制浆技术的核心是在保持合适的流动性、稳定性和黏度的基础上，尽量提高煤浆浓度。
现有水煤浆浓度大都在60%左右，通常情况下即使将水煤浆浓度提高0.5%也很困难。段清兵等［2］结合传统制浆工艺和制浆原料性质，自主研发的低阶煤制备高质量水煤浆专利工艺技术，可将煤浆浓度提高3%～5%。但是此法需要另外添置设备，增加了生产成本。兖矿鲁南化肥厂为提高气化用水煤浆浓度，在原水煤浆生产系统增加了一套煤浆超细磨副线，抽取原中间槽的煤浆细磨后再配浆，通过多峰值煤浆颗粒配比及黏度的优化调整，有效提高了水煤浆浓度［3］。此法是通过增加一套煤浆超细磨副线来实现水煤浆提浓的，同样增加了成本，且对于一些已经建成的装置来说，进行此项技术改造也存在一定的困难。
在原料煤种不变的情况下，另外一种提高水煤浆浓度的方式是提高添加剂性能。水煤浆添加剂一般要求成本低、性能稳定、成浆浓度高。目前国内市场中好的添加剂产品已能满足工业生产需要，综合评价国内工业添加剂产品已经处于国际先进水平，因此通过提高添加剂性能进而较大幅度提高成浆浓度已不太可能［4］。
陕西神木化学工业有限公司煤制甲醇装置采用的是德士古水煤浆加压气化技术。公司经过长期摸索实践，在不增加生产成本的基础上，创新性地通过改变棒磨机钢棒级配的方式使水煤浆浓度提高了2%左右。
1 水煤浆气化工艺流程简介
水煤浆加压气化工艺属气流床气化，水煤浆进料，以纯氧为气化剂。水煤浆气化过程主要包括磨煤、煤浆的制备和输送、气化和废热回收、灰水处理和公用工程等工序。气化压力可在2.0～8.5 MPa选择，气化温度在1 300～1 500 ℃。主要设备有磨煤机、煤浆泵、烧嘴、气化炉、激冷环、洗涤塔等［5］。
陕西神木化学工业有限公司有2套煤制甲醇装置，一期装置生产能力为200 kt/a，二期装置生产能力为400 kt/a，水煤浆提浓方法在2套装置都进行了试验，都取得了良好的效果，现以二期装置为例作一介绍。
2 水煤浆提浓方法
水煤浆气化制浆采用比较多的是棒磨机，棒磨机主要由进料部、主轴承、筒体、大小齿轮、主电动机、主减速器、底气装置、出料装置等部件组成。物料通过进料部强制给料，电动机带动装有煤、水、钢棒的筒体旋转，在离心力和摩擦力的作用下，磨出粒度分布合格的水煤浆，经滚筒筛滤去粗煤颗粒后进入出料槽。
陕西神木化学工业有限公司的棒磨机规格为φ3 800 mm×5 800 mm，磨煤能力41 466～62 200 kg/h(干煤)，电机功率1 120 kW。一般设计棒磨机钢棒分3种规格，即φ75 mm、φ65 mm、φ50 mm，钢棒材质为65Mn钢，原设计棒磨机每次添加φ75 mm、φ65 mm、φ50 mm钢棒质量比为3∶4∶3。
水煤浆提浓主要采取了以下几项措施。
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