关于水煤浆中杂铁清除的研究及应用

关于水煤浆中杂铁清除的研究及应用

崔永亮 ,宋锦江

陕西长青能源化工有限公司  陕西省宝鸡市  721000

摘要:水煤浆是一种低排放,高效的代油煤基流体管道输送,它改变了煤炭燃烧的传统方式,具有显着的生态和能源效率。然而,制备时产生的杂铁对运输和使用有害,是水煤浆除铁常用方法。它具有新型智能水煤浆除铁结构特点和工作环境。实践表明,这种新型除铁装置在煤化工中行业的使用,降低了设备的维护成本和维修人员的工作量。

关键词:水煤浆;杂铁;危害;除铁

在水煤浆中,由于原煤中未经处理的小块铁的损失以及铸造过程中磨料的损失,铁被混合到水泥中。在水煤浆运输和随后的使用过程中,杂铁伴随着材料的不同生产阶段,特别是在煤化工企业的气化中,这可能导致随后的烧嘴堵塞和泵不严关闭。压力波动会影响水煤浆的稳定运行,大大降低生产效率。因此,迫切需要解决铁去除的问题。

一、水煤浆

水煤浆由煤、水添加剂组成。经过一定的处理过程后,灰分和硫含量较低,中烟尘、二氧化硫和氮氧化物的排放量低于燃料和煤的排放量。许多国家依靠长期的战略能源考虑进行研究,开发和储存作为商业上可行的煤炭技术。中国的水煤浆始于20世纪70年代末和80年代初,其他国家也是如此。直接原因是国际石油危机,迫使各国寻找新的能源来取代石油。在高新技术和环保产业中,大多数技术和产品落后于国际先进标准。随着我国水煤浆处理技术的发展，这种新型能源在我国能源战略中发挥了非常重要的作用。目前，水煤浆技术被认为是中国能源发展的关键技术之一，也是煤炭行业发展绿色燃煤技术的关键。中国是一个石油和煤炭资源丰富的国家。水煤浆技术的应用进一步改善了煤炭企业的产品结构，提高了企业的经济效益，这项技术还可以解决一些煤炭公司的环境和工艺管理问题。此外,使用工厂产生的有机废水,如造纸中使用的黑色液体,可以将废物转化为燃烧水。因此,污水处理技术现在更加现实,中国液体燃料供需矛盾将进一步加剧,对燃料环境的压力也将增加，水煤浆利用率逐步提高。随着水煤浆技术的发展,社会效益将更加明显,经济效益将得到提高,因此水煤浆应用前景非常广阔。

二、水煤浆除铁新方向

水煤浆生产由65至70%的煤,29至34%的水和化学添加剂不到1%的组成。磨煤主要采用棒磨或球磨对原煤进行粉碎,这就需要大量的铁材料。由于磨损,大量的铁进入水煤浆,使混合后难以除去铁。在煤炭和化工行业,其生产主要由磨机进行。循环后,过滤器通过滚筒去除一些较大的铁和颗粒污染物。含有铁块或少量铁的碳氢化合物沉积物预先储存在一个小煤浆槽中。从小煤浆槽中提取的水煤浆被送到低压煤浆泵中进行储存。通过加压水煤浆到0.4MPa。由于铁的高密度,铁和煤浆混合物很容易积聚在煤浆槽底底部,导致进一步堵塞。由于煤化工生产能力的不同,大企业通常在大煤浆槽前安装分料器,借助气化炉将物料输送到各种大型泥煤浆槽。在通过6.5MPa高压泥浆泵再次施加压力后,泥浆泵通过煤浆槽中的燃烧喷嘴燃烧。燃烧后,气体经历复杂的化学反应,并转化为合适的产品或中间体。

1.在运输和气化过程中去除铁的方法。在运输干煤时,有大量的铁块和螺栓块,垫片和其他小块铁块。在运输过程中移除铁的一种常用方法是使用除铁器。根据HGT20518化工粉体的通用设计规范适用于燃煤发电厂第一中卸煤后的所有输煤系统。一级除铁器安装在输送机出口和碎石机前部。使用速磨或高速磨煤机时,必须在添加增设一级除铁器。同时,根据除杂商的建议和国家标准的要求,必须满足输煤系统中三级除铁要求。对于一二级,建议使用安装在输送带上的盘或带式，通过多次翻转材料,可以有效地去除大量的铁。在进入制浆系统之前,可以添加一个高性能盘式,使其更接近材料。如果功率与带式相同,则可以实现更好的铁去除。所有铁都从输煤系统中回收,以防止其进入制浆系统。

2.杂铁清除方法。(1)杂铁清除前的位置在滚筒筛后。该位置安装确保了隔膜泵和气化炉在安装的下一阶段的稳定运行以及源头杂铁控制。此外,定位装置与地面的距离相对较短,更适合铸铁管的布置,更容易去除杂质的吸附。(2)低压煤浆泵后,管道位于大煤浆槽前部。位置宽敞,压力低,满足水煤浆分离器的加工要求。由于离心泵中的许多低压泥浆泵在现场被膜泵代替,低压泥浆泵不能保证泥浆泵和高压煤浆泵稳定运行,降低了低压煤浆泵风险。(3)在分配器和煤浆泵。材料在自由落体的情况下运输,设备不应考虑任何承压问题。与材料相比,它们产生相对较低的速度,并且可以高效加工。这也是一个相对理想的地方。除去铁混合物后,后续的高压膜泵可在清洁的环境中工作,以减少铁含量对膜的损害。在需要改造地方,只需将设备添加到现场管路中,然后通过上下法兰连接设备。在转换过程中,在工厂周围增加了一个分离器,并安装了相应的管阀。PLC监控阀门的开启和关闭,以确保进气控制。在水中焚烧废物时,去除杂质可以保证化油器的清洁,减少高温熔化时底部炉灰和铁水混合物的存在,降低灰分积累的难度。

三、设备应用现场情况

分离器煤浆杂铁已在现场安装和测试,以满足设计要求。大于杂铁2×5mm的清除大于72%,小于2×5mm的清除大于76%(见表1)。自然界中杂铁不均匀性大大改善,降低了设备故障率。工厂实现了自动化管理,满足了煤炭和化工行业当前对自动化的要求。这些设备通过DCS在现场传输数据,允许集中控制和减少人为干预。图1显示了现场的铁收集，该装置在运行过程中可以去除高危险的铁杂质,大大提高了装置的稳定运行条件。

图1水煤浆杂铁分离装置清除的杂铁

简而言之,煤化工企业水煤浆除铁是迫切需要解决的问题。分离器的引入可以很容易地解决这个问题,是一种可以推广的实用设备。现场加工减少了运输过程中各种金属对关键设备的影响,大大提高了生产效率,降低了劳动强度,实现了自动化控制,实现了当前煤炭和化工行业的自动化愿景。

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