陕西长青能源化工有限公司 陕西宝鸡 721405
摘要：德士古水煤浆气化生产技术是煤化工产业中的一个重要分支，水煤浆的品质是影响德士古气化炉稳定、高效运行重要因素。本文主要探讨了水煤浆对德士古气化炉运行的影响，并分析了几种提高水煤浆品质的思路。
关键词：水煤浆；德士古气化；影响
Preparation of high-quality coal water slurry and its effect on operation of Texaco gasifier
Zhang Penghui,Du Shunlong
(Shaanxi Changqing Energy & Chemical Co., Ltd,Baoji 721405,China)
Abstract: Texaco coal water slurry gasification production technology is an important branch of the coal chemical industry. The quality of coal water slurry is an important factor affecting the stable and efficient operation of Texaco gasifiers. This paper mainly discusses the influence of coal water slurry on the operation of Texaco gasifier, and analyzes several ideas to improve the quality of coal water slurry.
Keywords: coal water slurry; Texaco gasification; impact
1水煤浆
1.1水煤浆的制备原理
水煤浆是以煤、水和添加剂作为主要原料，在溢流型湿法棒磨机中制取的悬浊物。碎煤经过物理破碎后送至水煤浆制备工段，同时加入工艺水、添加剂等物料，在棒磨机筒体内经钢棒间的敲击、挤压研磨成具有一定粒度分布的，均匀、稳定的水煤浆。
1.2水煤浆主要控制指标
水煤浆主要控制指标包括浓度、粘度、pH、粒度以及其稳定性等。水煤浆的稳定性是通过将水煤浆静置24小时、48小时、72小时测定其析水率和有无硬沉淀来进行判断的。水煤浆主要控制指标如表1。
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2水煤浆品质对德士古气化炉运行的影响
德士古气化炉对水煤浆品质的要求是极为敏感和严苛的，一旦水煤浆的品质出现波动或是其他的不稳定情况，都可能对德士古水煤浆气化产生较大的影响。
2.1浓度的影响
煤浆浓度对德士古气化炉的操作具有很大的影响，高浓度的水煤浆会有更低的比氧耗，也就是说相同量的氧气和煤浆会产出更多的粗煤气。
一般情况下，水煤浆浓度增高时煤浆的粘度也会相应增大，煤浆的流动性会变差。所以，日常生产中，在保证煤浆流动性好易于输送的前提下，要尽量提高水煤浆的浓度，从而产生更好的经济效益。
2.2粘度的影响
德士古气化炉要求水煤浆有较低的粘度。因为当粘度太高时，会造成很多问题。首先，粘度太高会使泵的输送变得困难，水煤浆在管道中容易结块堵塞从而使设备无法正常运行；其次，高粘度的水煤浆通过棒磨机滚筒筛会变得困难，从而导致棒磨机出现溢浆现象，造成煤炭成本、劳动成本的上升，造成很大资源浪费；第三，粘度太高也会使水煤浆容易在煤浆槽中沉淀和结块，从而使煤浆泵入口堵塞、煤浆槽内壁结块，对煤浆槽搅拌器的运行产生极大的影响。
水煤浆粘度也不是越低越好。首先，粘度太低有可能会使煤浆浓度降低，使得气化炉的产气效率降低；其次，煤浆粘度低有可能会使煤浆的粒度分布不好，稳定性变差；最后，如果煤浆粘度突然太低，会破坏原有的设备内部的平衡状态，使原来粘结在煤浆槽内壁上的煤浆垮塌导致煤浆槽搅拌器或者其他设备不能正常运行。
因此，高品质的水煤浆需要较低粘度的同时，还要保证高浓度、高稳定性和较好的粒度分布。
2.3稳定性的影响
水煤浆的稳定性太差时，煤浆容易分层和结块，会使煤浆容易在煤浆槽中沉淀和结块，从而使煤浆泵入口堵塞，而且煤浆槽内壁结块会严重危及煤浆槽搅拌器的正常运行。
2.4粒度分布的影响
如果水煤浆粒度分布不好，会使烧嘴在喷射的过程中出现喷射不均匀。粒径过大的水煤浆在气化炉内不能充分的反应，造成气化炉粗渣中残碳过高。不仅浪费能源，还增大了后系统的处理难度。煤浆的粒度分布还会对成浆性产生影响。粒度分布变差无法制备出混合均匀、稳定性好的水煤浆。煤浆粒度分布是决定水煤浆浓度和流动性的重要因素，为了制备高浓度的水煤浆要求煤粒各粒径的含量要有一定的分布，使得大颗粒的间隙被小颗粒充填，减少空隙消耗的水量从而提高煤浆浓度，好的粒度分布可以使添加剂和煤炭表面很好的吸附，从而提高煤浆的稳定性。
2.5pH的影响
水煤浆的pH要求控制在7~9之间，pH太低会对煤浆管道、阀门等产生一定的腐蚀，不利于设备的长周期稳定运行；pH太高易使煤浆管道结垢堵塞。所以，水煤浆的pH必须控制在合理的范围内。
3.水煤浆品质的调整要点
3.1浓度的控制
严格控制各项工艺指标是控制煤浆浓度的有效手段，比如添加剂用量必须考虑到总的工艺水用量中。影响煤浆浓度的因素还有煤的内在水分和外在水分。如果水煤浆的浓度出现波动，可以在确认煤的含水量后，应及时调整添加剂量、进入棒磨机的工艺水量。在操作中，尽量避免棒磨机负荷的大幅调整，加减负荷时，应同步调整水和添加剂的用量。
正常操作中，要提高煤浆浓度，就是在保证不溢浆的情况下减少进水量。定期对水煤浆进行分析，根据水煤浆浓度、粘度等指标及时调整，，同时关注棒磨机的负荷和设备情况，使水煤浆具有较好的粒度分配和流动性。
3.2粘度的控制
德士古气化炉要求较低粘度的水煤浆。添加剂用量会影响水煤浆的粘度，当煤浆粘度低时，可在正常基础上适当减少用量；当煤浆粘度高时，可在正常基础上适当增大用量。但是，水煤浆的粘度也并非绝对与添加剂用量成正比，不能仅仅寄希望于通过持续调整添加剂用量来获得合适的粘度。
如果粒度分布不当造成煤浆的粘度增大或减小，可适当调整钢棒的配比和钢棒添加量来改变粒度分布，获得适合的粘度。
除了以上因素外，还应当考虑煤的内水含量的影响。
3.3粒度分布的控制
棒磨机应当根据厂家提供的数据和棒磨机的级配试验数据，获得较好煤浆指标下的钢棒填充量和级配。随着棒磨机运行时间的增加，钢棒逐渐磨损影响煤浆粒度，因此应定期按比例加入新钢棒，以使水煤浆的粒度分布达到稳定。
棒磨机的负荷也是影响煤浆粒度的一个重要因素，如果棒磨机的负荷接近或者超过其设计值，就可能使原煤不能有效研磨，造成粒度分布变差。如果磨机负荷过低，则会使棒磨机钢棒和筒体衬板螺栓等损耗加快，进而导致煤浆粒度分布变差。
为了控制煤浆粒度，制备高浓度的水煤浆，技术人员通过改造配备棒磨机的返浆管线，使得部分水煤浆返回筒体内进行再研磨，可以有效地使煤浆的粒度分布更好，制备高浓度、合理得粒度分布的水煤浆。
3.4pH的控制
煤浆制备工段配备有苛性碱添加设备，苛性碱原料运至苛性碱溶解槽中配置成一定浓度的溶液，通过苛性碱槽给料泵送至棒磨机，以提高水煤浆的pH，苛性碱的使用可以根据水煤浆pH的进行调整。
4水煤浆品质优化的前景
除了在日常生产中严格控制工艺指标、严格控制原料煤的品质从而制备合格的水煤浆之外，技术人员通过技术改造对部分水煤浆进行二次研磨也可以使煤浆粒度得分布更优、浓度更高。同时，对传统水煤浆添加剂进行更新，从而使水煤浆的浓度提高近2个百分点。在气化炉运行负荷不变的情况下，每天粗甲醇产量提高40吨左右。同时，由于煤浆品质提高，单台气化炉连续运行时间也逐步提高到120天左右，大大减少了倒炉的次数，提高了甲醇产量，减少了检修的成本和事故隐患。
5结语
水煤浆品质的优化，对德士古气化炉系统长周期安全、稳定、高效运行具有重要的意义，也对煤制甲醇生产系统的稳产高产至关重要。因此，水煤浆品质的优化具有广阔的前景。技术改造和科技创新为德士古气化炉的发展提供了坚实保障，后期在生产中技术人员还将不断探索，争取创造更大的价值。