2015年4月化肥工業(yè)45水煤漿制備過程的研究與實踐張永,李洪峰2,鄭學(xué)鵬',張釗,董浩1.山東華魯恒升化工股份有限公司山東德州253024;2.寧波萬華聚氨酯有限公司浙江寧波315800摘要通過對水煤漿制備過程的分析,介紹了球磨機(jī)、棒磨機(jī)的工作原理及優(yōu)缺點。通過實踐案例,說明了棒磨機(jī)的參欻匹配及運行狀態(tài)的改進(jìn)方法,并提岀了對磨煤杋繼續(xù)改進(jìn)和分段研磨技術(shù)開發(fā)的設(shè)想關(guān)鍵詞水煤漿制備磨煤機(jī)改進(jìn)分段研磨中圖分類號:TQ536.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1006-7779(2015)02-0045-03Study and Practice of Preparation Process of Coal-Water SlurryZhang yong, Li Hongfeng,, Zheng Xuepeng, Zhang Zhao, Dong Hao'(1. Shandong Hualu-Hengshen Chemical Co, Ltd. Shandong Dezhou 2530242. Ningbo Wanhua Polyurethane Co, Ltd. Zhejiang Ningbo 315800Abstract Through analysis of coal-water slurry preparation process, the operating principle andadvantages and disadvantages of the ball mill and the rod mill are introduced. Through practical casestudies, the improvement methods for parameters match and operation conditions of rod mill areexplained, and ideas for continuing improvement of coal mill and research and development ofsegmented grinding are proposedKeywords coal-water slurry preparation coal mill improvement segmented grinding在當(dāng)前的水煤漿氣化裝置中,無論是GE公筒體旋轉(zhuǎn)力向司和西北院設(shè)計的單燒嘴頂噴結(jié)構(gòu),還是華東理工大學(xué)設(shè)計的四燒嘴對噴結(jié)構(gòu),其煤漿的制備工序基本都采用棒磨機(jī)為主體設(shè)備,少數(shù)企業(yè)采用的球磨機(jī)、立式攪拌磨機(jī)等設(shè)備與棒磨機(jī)配合使用。而制售商品水煤漿的企業(yè),由于水煤漿的儲運時間較長,對其穩(wěn)定性要求高,所以通常采用球磨機(jī)制漿。磨煤機(jī)的工作原理1.1球磨機(jī)的工作原理球磨機(jī)以磨球為磨介,磨球以半拋落方式作自由落體運動,落至筒體底部與其他磨球發(fā)生撞圖1磨球和物料運動軌跡擊,靠球與球之間的撞擊和擠壓實現(xiàn)研磨效果所以導(dǎo)致球磨機(jī)硏磨效率低、均勻性差,煤漿中粗(圖1)。磨球的材質(zhì)可選擇高硬度、耐磨性好的粒子和超細(xì)粒子均較多,制出的煤漿粒度分布曲材料。線寬,流動性和穩(wěn)定性好,但篩分出的粗粒子廢漿化肥工業(yè)第42卷第2期效碰撞中,其設(shè)備處理能力小,單位成品煤漿的功耗高。2棒磨機(jī)的運行要求1.2棒磨機(jī)的工作原理球磨機(jī)在運行中要求一部分磨球作拋物線運棒磨杋以磨棒為磨介,磨棒在棒磨機(jī)內(nèi)以滑動;而在棒磨機(jī)的操作中,必須保證磨棒整體以滑落和滾落方式運動,宏觀表現(xiàn)與山體滑坡中的土落、滾落方式運動,所有磨棒均不允許岀現(xiàn)拋落。石流動類似(如圖2所示),其工作原理是靠棒與如果自身參數(shù)匹配不合理(如磨煤機(jī)轉(zhuǎn)速太棒之間的擠、搓、捻來實現(xiàn)硏磨效果。在選用磨棒快、提升條高度太高、裝棒數(shù)量不合適等)造成棒的材質(zhì)時,不但要考慮磨棒的耐磨性,還應(yīng)該保證磨機(jī)筒體內(nèi)的磨棒以拋落的方式運動,或安裝不其具有足夠的韌性,以避免磨棒因受到?jīng)_擊而當(dāng)(如傾斜度大),就容易引發(fā)亂棒、斷棒等故障,斷裂。而且磨棒也會快速被磨細(xì)。因為磨棒較長,在被筒體旋轉(zhuǎn)方向拋落的過程中,總會有一端先落地、一端后落地,形成小幅彈跳,磨棒頻繁承受較大的沖擊彎曲力矩作用,必然導(dǎo)致磨棒疲勞斷裂;先落地端對其他磨棒的撞擊強(qiáng)度很髙,又造成了磨棒的快速磨損正常運行狀態(tài)下,磨棒的表面呈光滑的磨砂狀,而磨棒拋落情況下的目標(biāo)表面則會在很多區(qū)域形成有較多凹坑的不光滑表面。另外,在磨棒頻繁彈跳過程中,也破壞了棒與棒之間起研磨作用的接觸線,降低了棒磨機(jī)的研磨效果。當(dāng)磨棒彈跳高度超過一定極限時,必然會破壞磨棒堆積的順向排列,造成亂棒。3現(xiàn)場實踐及改進(jìn)案例圖2磨棒和物料運動軌跡棒磨機(jī)研磨的摩擦副是一條長而且均勻的接山東華魯恒升化工股份有限公司(以下簡稱觸線,接觸線上的擠壓強(qiáng)度較低,因此,棒磨機(jī)研華魯恒升公司)大氮肥裝置在建設(shè)過程中先后安磨面積大、磨制均勻。對于適當(dāng)粒徑的煤顆粒,棒裝了8臺棒磨機(jī)。根據(jù)大氮肥裝置分批設(shè)計時對磨機(jī)研磨效率較高,出口物料中粗粒子少,制漿功棒磨機(jī)負(fù)荷的不同要求,共有3種規(guī)格,分別是耗相對較低,而且相同功率的棒磨機(jī)處理能力比Φ3200mm×5000mm,d3600mm×6000mm球磨機(jī)的高。和Φ4300mm×6000m。這些規(guī)格的棒磨機(jī)因為磨棒接觸線長,所以擠壓強(qiáng)度低,當(dāng)粒子在開車時都曾出現(xiàn)過不同程度的亂棒和斷棒情直徑小至一定程度時,粒子和粒子表層吸附的水況。為了解決這些問題,2004年和2006年分別膜的強(qiáng)度都會升高,磨棒接觸線上的擠壓強(qiáng)度就將橡膠提升條反方向安裝,并現(xiàn)場氣焊割削一部不足以再將這些微小粒子繼續(xù)磨碎。另外,在棒分鋼提升條的提升陡邊,使之形成斜坡狀,減小提磨機(jī)的接觸線上有較大粒子被擠壓硏磨的過程升力度。改裝完成后,棒磨機(jī)運行比較平穩(wěn),亂中,這些較大粒子也會形成支撐墊,2根磨棒就會棒、斷棒現(xiàn)象大幅減少,磨棒壽命明顯延長。橡膠在該粒子附近形成一定的縫隙,相對更小的粒子提升條正裝反裝結(jié)構(gòu)對比見圖3,鋼提升條割削就會從這條縫隙中漏過而不被研磨。因此,棒磨前、后截面形狀對比見圖4。機(jī)制出的煤漿中超細(xì)粒子較少,其粒度分布曲線2012年12月至2013年4月,在新安裝棒磨雖然也呈正態(tài)分布形狀,但峰值高而窄,說明煤漿機(jī)的試運行階段,發(fā)生了亂棒和斷棒傾向大、控制中的粒子直徑大多集中在較窄的范圍內(nèi),煤漿中難度大的問題。2013年4月,對棒磨機(jī)內(nèi)部進(jìn)行2015年4月張永等:水煤漿制備過程的研究與實踐47實際上,即使棒磨機(jī)提升條經(jīng)過以上的改裝之后,其提升強(qiáng)度依然相對較高。目前,行業(yè)內(nèi)有很多棒磨機(jī)采用了全鋼襯板結(jié)構(gòu)(圖5),沒有專用的提升條,從鋼襯板的形狀可明顯看出,其提升強(qiáng)度比華魯恒升公司棒磨機(jī)所用的橡膠提升條小向很多。另外,橡膠提升條的形狀、尺寸設(shè)計也可進(jìn)行改進(jìn),如寧波萬華公司棒磨機(jī)所選用的橡膠提升條就采用了雙面緩斜邊結(jié)構(gòu),其截面形狀與華魯恒升公司割削修正后的鋼提升條相近,亂棒、斷棒現(xiàn)象也大幅減少。設(shè)計安裝方問現(xiàn)場廈裝方問圖3橡膠提升條正裝、反裝結(jié)構(gòu)對比①率來1圖5全鋼襯板結(jié)構(gòu)形狀4棒磨機(jī)的改進(jìn)建議盡管棒磨機(jī)還存在一些不足,但因其功耗低、處理能力大的優(yōu)點倍受各煤氣化制漿單位青睞。從煤炭進(jìn)入棒磨機(jī)被硏磨成漿的過程來分析,棒剖削割削后磨機(jī)還存在很多改進(jìn)的空間,將現(xiàn)存缺點消減或圖4鋼提升條割削前、后截面形狀對比弱化,可使其綜合優(yōu)勢更加顯著。占裝棒總根數(shù)的30%以上;磨棒表面有很多凹坑將目前的全長度單一研磨改造為分段研磨,和擦痕,磨棒直徑平均減小5m以上。磨棒的在結(jié)構(gòu)上將棒磨機(jī)沿長度方向分為2段或3段,材質(zhì)為653Mn,熱處理方式為正火處理。對使用相當(dāng)于在目前的普通棒磨機(jī)中增加1~2(或更前、后的磨棒表面硬度進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果分別為多)塊環(huán)形帶襯隔板,將棒磨機(jī)內(nèi)腔分成2~3(或HB280和HB265,這表明磨棒在硬度方面不存在更多)個短小的腔室。根據(jù)進(jìn)料粒度需要的研磨質(zhì)量問題。但磨棒在筒體內(nèi)的拋落點明顯偏高力大小,在各腔室中分別配置不同直徑的磨棒。如果以棒磨機(jī)筒體橫截面為參考面、橫截面的圓因進(jìn)料端煤的顆粒較大,應(yīng)配置較大直徑的磨棒心為原點建立平面直角坐標(biāo)系(x軸水平),從棒向?qū)缈诙艘来螠p小磨棒直徑。相對來說,磨棒直磨機(jī)進(jìn)料端看,有的磨棒隨筒體旋轉(zhuǎn)至接近豎直徑越小,棒磨機(jī)腔室內(nèi)裝的磨棒數(shù)量就越多,磨棒點〔超過η0°)才開始拋落,在磨棒表面形成大量之間的接觸線的數(shù)量就越多,可使研磨強(qiáng)度提高。的沖擊凹坑和擦痕,磨棒兩端端面因長期鉚擊而但是隨著小直徑磨棒的質(zhì)量變輕,其研磨力量卻形成杯形坑,由此可以間接判斷磨棒在運行中拋隨著研磨強(qiáng)度的提高在下降。所以,粗磨棒一般落頻繁。適用于粗硏,細(xì)磨棒一般適用于細(xì)研2013年5月,華魯恒升公司對4臺新棒磨機(jī)分段研磨還可根據(jù)需要制成前段球磨、后段的提升條全部進(jìn)行了改裝。改裝后,磨棒異常彈棒磨的形式。為了滿足磨球和磨棒不同的運動方跳現(xiàn)象基本消除,斷棒岀現(xiàn)概率減小,研磨效果也式(拋落和滾落),磨煤機(jī)筒體需被制成不同直徑化肥工業(yè)第42卷第2期混合,使反應(yīng)充分進(jìn)行。興化公司鍋爐煙氣風(fēng)道命尤為重要。壁厚≥6mm,在鍋爐經(jīng)濟(jì)連續(xù)蒸發(fā)量工況下,風(fēng)道內(nèi)煙氣流速<15m/s,根據(jù)燃煤煤質(zhì)特點,催化5效益分析劑區(qū)域內(nèi)煙氣流速一般<5m/s該煙氣脫硝裝置采用以氣氨為還原劑的SCR3)提高氧含量可提高催化劑性能,但氧含法煙氣脫硝技術(shù),煙氣處理量185000m/h(標(biāo)量不能過高,其體積分?jǐn)?shù)一般控制在2%~3%。態(tài)),脫硝裝置進(jìn)、出口煙氣中NO,質(zhì)量濃度(以4)在SCR法煙氣脫硝裝置中,NO.脫除率NO2計)分別為560mg/m3(標(biāo)態(tài))和<100mg/m3隨著氨逃逸率的增大而增大。實際生產(chǎn)中,既要(標(biāo)態(tài)),脫硝率>82%。脫硝前、后NO.年排放保證高效的NO,脫除率,又要限制氨的逃逸率<量分別為745.92t和133.20t,按年生產(chǎn)時間3×10ˉ6,必須控制好氨的噴射量。鍋爐在經(jīng)濟(jì)連300d、NO排放費0.6元/kg計,sSCR法煙氣脫硝續(xù)蒸發(fā)量工況下,煙氣流量為456523m3h,煙氣裝置投用后,年節(jié)省環(huán)保投資費用36.76萬元。中NO,質(zhì)量濃度560mg/m3(標(biāo)態(tài)),此時氨的噴射量為31.71kg/h,即使考慮到其他各種因素的6結(jié)語影響,氨的最大噴射量也不得高于33.00kg/h,否sCR法煙氣脫硝裝置的實施屬于環(huán)保投資則會增大氨逃逸率是對原在建鍋爐進(jìn)行的改造。脫硝裝置的投運在(5)煙氣中的雜質(zhì)及攜帶的擴(kuò)散性極強(qiáng)的飛滿足環(huán)保要求的同時,還應(yīng)保證對鍋爐設(shè)備的不灰覆蓋在催化劑表面而使其中毒,將嚴(yán)重制約利影響降至最小,并能確保粉煤灰正常的綜合利SCR法煙氣脫硝裝置的正常運行,故必須加以有用,在不影響其建設(shè)、蒸汽生產(chǎn)負(fù)荷的同時,使鍋效控制,如增設(shè)吹灰裝置。興化公司采用聲波吹爐排放的煙氣中NO,含量能夠達(dá)到國標(biāo)要求。灰器清除飛灰,吹掃頻率為每10min吹掃10s,興化公司通過加大環(huán)保投資力度,不僅為自身0.45MPa壓縮空氣耗量30m3/h(標(biāo)態(tài)),從最上NO,污染指標(biāo)排放控制總量留下了裕量,為其后層催化劑開始逐層吹掃。續(xù)發(fā)展開拓了環(huán)?？臻g,而且為節(jié)能減排作出了綜上所述,脫硝率由催化劑的活性來決定,而貢獻(xiàn)。導(dǎo)致催化劑失活的原因有:①煙氣中帶有的堿金屬和重金屬吸附在催化劑的毛細(xì)孔內(nèi),與催化劑參考文獻(xiàn)表面的SO3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫化物,即化學(xué)失1]馬東祝,張玲,李樹山,等.燃煤電廠SCR煙氣脫硝技術(shù)的活,通常稱為催化劑中毒;②高溫?zé)Y(jié)、磨損、固體應(yīng)用及發(fā)展J].煤炭技術(shù),2011(3):5-72]沈濱.SCR煙氣脫硝技術(shù)[C].2007全國電力行業(yè)脫硫脫顆粒沉降、堵塞引起的物理活性破壞,導(dǎo)致催化劑硝技術(shù)協(xié)作網(wǎng)失活,但可用吹灰裝置進(jìn)行清理。SCR法煙氣[3]陸裕博淺談SCR煙氣脫硝技術(shù)的應(yīng)用1大科技,2013脫硝裝置的運行成本在很大程度上也取決于催化(1):112-113劑的壽命,故加強(qiáng)運行管理、延長催化劑的使用壽(收到修改稿日期2014-04-18)(上接第47頁)段后磨棒變短,斷棒問題減少,磨棒壽命延長。需要的向心加速度,棒磨段的提升條也需設(shè)計得分段研磨的缺點是磨棒的檢査和抽棒、加棒相對低矮些工作相對復(fù)雜,維修工作量也有一定程度的增加。分段研磨的優(yōu)點:①可根據(jù)煤顆粒的粒度變化配用粗細(xì)合適的磨棒,在滿足研磨強(qiáng)度的前提5結(jié)語下,后段可采用較細(xì)的磨棒,使磨煤機(jī)的總體研磨以上只是根據(jù)日常運行情況總結(jié)出的一些拙強(qiáng)度進(jìn)一步提高,制漿能量消耗下降;②分段研識淺見,尤其是棒磨機(jī)的改造建議尚未經(jīng)過實踐磨,尤其是后段的細(xì)研,增加了煤漿中細(xì)粒子的含測試,希望能為有實力進(jìn)行開發(fā)的單位提供一種