水煤漿制備系統提濃改造

張雪艷 仇汝臣

(青島科技大學化工學院 山東青島266042)

1 存在問題

兗礦魯南化肥廠采用四噴嘴和GE水煤漿氣化技術，以神木煤為原料，處理原煤1 920 t/d，水煤漿用量約為900 kt/a，年產800 kt尿素、200 kt甲醇。現有2套采用棒磨制漿工藝的水煤漿制備生產線(Φ3 300 mm×5 800 mm磨煤機)，由于煤漿粒度級配不合理，制得的水煤漿濃度偏低、流動性能差和霧化性能差，不僅降低了氣化效率，而且加劇了氣化爐噴嘴的磨損，增加了氣化爐的停車次數與運行成本。為此，經過深入的技術比較和探討，兗礦魯南化肥廠決定采用煤炭科學研究總院(國家水煤漿工程技術研究中心)的高效分級研磨制備水煤漿工藝技術，對原有的水煤漿制備工藝進行了改造，達到提高了水煤漿含量、改善水煤漿質量的目標。

2 改造措施

2套水煤漿制備系統設計干煤量(正常運行時)合計為80 t/h。按照高效分級研磨制漿工藝的要求，細漿制備系統的添加量為粗磨系統的10%～15%(干基)，細漿制備系統處理能力為16～20 t/h水煤漿。該項目所用5 000 L細磨機單臺處理能力為5～6 t/h水煤漿，因此，細漿系統系統應配置3～4臺細磨機。考慮到改造投資費用問題，先安裝2臺細磨機，預留第3臺細磨機的位置，再根據改造后運行結果確定安裝第3臺細磨機的具體時間。此細漿制備系統為2條制漿生產線共用。

水煤漿提濃工藝流程見圖1。來自煤漿儲槽的水煤漿和來自廢液槽的循環水經過各自的孔板流量計在管道混合器中充分混合(為了提高細磨機的磨礦效率，在管道混合器中加入一定比例的水，將水煤漿質量分數由63%調至50%)，調制合格后的粗煤漿輸送至細磨機。經研磨合格后的細煤漿自流入細磨機出口緩沖槽，然后再自流入振動篩，其篩下合格的細煤漿依靠自重力流入細漿槽，細漿槽中的水煤漿通過細煤漿泵按照設定的比例和流量送至界外磨煤機。

圖1 水煤漿提濃工藝流程

在細煤漿制備過程中，根據細磨機的運行狀態，需要穩定控制進入細磨機的水煤漿的濃度和流量，要求進入管道混合器的循環水量必須控制方便、水煤漿質量分數(62%)穩定、水煤漿計量準確，因此，在輸送管道上安裝的儀器、儀表必須滿足生產要求。

3 改造效果

改造要求為原有主體設備不變，適當增加部分設備(即1臺攪拌器、2臺管道混合器、2臺細磨機、1臺振動篩、1臺細漿槽、2臺細煤漿泵以及1臺界外磨煤機)。水煤漿制備工藝改造前、后參數對比見表1。

表1 水煤漿制備工藝改造前、后參數對比

從表1可以看出：此次改造在滿足水煤漿氣化粒度要求的前提下，能夠使水煤漿獲得較寬的粒度分布，從而明顯改善了水煤漿中煤顆粒的堆積效率，達到了提高水煤漿含量和改善水煤漿質量的目的。

改造后，水煤漿質量分數較以前提高了2%左右。以水煤漿質量分數每提高1%，1 000 m3(標態) 合成氣(CO+H2)氧耗降低約10 m3(標態)，煤耗降低約10 kg，年可節約原料煤7 500 t、增產氨醇50 t/d，并成功地停運了老棒磨機系統，實現了1臺棒磨機配3臺德士古氣化爐。