气流床气化工艺烧嘴协同处置煤化工废水废液的分析探讨

在目前通用的水煤浆气化炉工艺烧嘴和干煤粉气化炉工艺烧嘴的基础上,分别提出了新型的工艺烧嘴结构,并对使用两种新型气化炉工艺烧嘴协同处置煤化工废水废液的相关问题进行了分析探讨,主要包括工艺烧嘴结构、煤化工废水废液对气化工艺的影响、煤化工废水废液对工艺烧嘴使用寿命的影响等几方面内容。分析研究结果表明:通过Aspen Plus工艺流程模拟软件的计算,采用新型结构的水煤浆工艺烧嘴协同处置某煤化工企业含水量较高的吡啶废水,会造成合成气中有效气含量略有降低,建议采取相应措施消除上述影响;采用新型粉煤工艺烧嘴协同处置煤化工废水废液,若废水废液处置量和原有工艺烧嘴蒸汽消耗量相当,则不会对气化工艺有明显影响。

水煤浆气化烧嘴喷口和炉砖烧蚀性的优化及应用

水煤浆加压气化工艺中工艺烧嘴的设计需与煤浆投料负荷相匹配。国内某公司6.5 MPa水煤浆加压气化装置原工艺烧嘴设计煤浆处理量73 m3/h,因下游合成气的需求变化使装置负荷需大幅改变,新方案烧嘴要求能满足75%~125%范围的负荷调节。为了评估极端负荷工况对气化装置造成的影响,针对该厂运行工况,对原烧嘴和新方案烧嘴进行了气化炉全炉燃烧数值模拟。计算结果表明:新方案优化了烧嘴在低负荷下的端面烧蚀和高负荷下的冲蚀问题,改善了高负荷下炉砖筒体和锥底的温度分布,有利于缓解炉砖的冲蚀速率。新方案实际投用后兼顾了较高的气化生产效率和宽广的负荷变化范围,验证了计算的正确性。

多元料浆气化炉烧嘴法兰缝隙超温原因分析及对策

针对多元料浆气化炉投料初期出现工艺烧嘴法兰超温问题,通过流场模拟分析、工艺烧嘴装配尺寸调整、炉口物理填充、中心氧量调整、负荷调整等思路,提出相应解决措施。

裂解炉点火升温过程NO_(x)的排放控制与优化策略

中国石油兰州石化公司460 kt/a乙烯装置裂解炉是典型的高温工业设备,其NO_(x)排放控制是实现绿色生产的重要环节。文章详细分析了裂解炉现有燃烧器进行技术改造的必要性,并对点火升温过程中NO_(x)的生成机制进行了系统研究,提出了一种基于交替间隔点火和多因素综合管控的优化策略。研究结果表明:通过改造低氮燃烧器、优化点火升温流程、分步通入低压蒸汽及调整风门开度等措施,能够有效降低裂解炉在点火升温过程中的NO_(x)排放量,实现NO_(x)的达标排放。低氮燃烧器的改造显著降低了正常生产状况下的NO_(x)排放量;而利用热量分割原理,通过交替间隔点火和多步骤低压蒸汽投用则有效减少了升温过程中NO_(x)的瞬时高排放现象。

径向分层旋流燃烧器燃烧可视化研究

通过所开发的图像采集与处理系统 ,对一台径向分层旋流燃烧器的煤气火焰进行了可视化研究 ,并应用分形理论对所提取的火焰锋面进行了定量分析。试验结果表明 ,利用分形维数可以很好地描述火焰锋面的波折程度 。

燃烧器射流图像几何参数提取的研究

提出一种燃烧器射流图像分析及特征参数提取的新方法.在实验室,通过基于示踪剂的可视化手段,获取了燃烧器出口冷态射流图像;用V isual C++语言编程,对图像进行了图像灰度变换、中值滤波、边缘检测、二值化,图像分割与轮廓提取等处理,设计并优化了燃烧器射流流场分析及特征参数提取算法,提取了射流的边缘轮廓;并实现了对描述射流特征参数的定量提取.

无烟煤水煤浆气化炉工艺烧嘴冷态数值模拟及优化

分析了无烟煤水煤浆气化炉运行情况,并对其现有工艺烧嘴进行技术改造,以提高气化炉气化效率。利用流体计算软件进行了工艺烧嘴的冷态数值模拟,根据结果确定了改造方案。工艺烧嘴优化改造后气化炉实际运行结果表明,运行数据与数值模拟结果具有一致性,气化炉气化效率有了提高,说明通过改造工艺烧嘴提高气化效率是可行的。

富氧硫磺回收工艺技术的开发与应用

富氧硫磺回收工艺是指以氧气或富氧空气代替空气增加装置处理量的一系列新型克劳斯工艺,从1985年COPE工艺首次投入工业应用以来已有30年发展历史。根据富氧空气中氧浓度的不同可以分为3种类型：低浓度富氧工艺（氧摩尔分数不超过28%）、中等浓度富氧工艺（氧摩尔分数不超过50%）与高浓度富氧工艺（氧摩尔分数从50%~接近100%）。在进行工程设计时,应按原料酸气中H_2S浓度、需分解的杂质及其浓度等原始数据选择适合的工艺。由于富氧燃烧很容易使燃烧炉达到1 400℃以上的高温,故燃烧器选型、耐火材料选择、氧浓度确定及炉温控制系统设计等皆为该工艺的设计要点。目前,我国大量加工含硫原油,煤制油与煤化工也正在蓬勃发展之中,随着GB 31570-2015《石油炼制工业污染物排放标准》的发布与实施,富氧硫磺回收工艺将会有良好的发展前景,应给予充分重视。

四喷嘴气化炉烧嘴接管关键加工工艺技术研究

根据四喷嘴气化炉烧嘴接管的结构特点与技术要求,分析烧嘴接管的装配和加工上的技术难点,将烧嘴接管的八角垫环槽精加工列为关键工序,通过工艺技术研究,选取合适的数控加工设备和设计专用非标刀具,并针对加工过程中发现的问题加以改进,最终取得了较好的加工效果。

蓄热式烧嘴传热过程数学模型

在详细分析了蓄热体和气体之间的热交换原理的基础上 ,根据能量守衡定律建立了陶瓷蜂窝体蓄热式烧嘴的不稳态传热过程数学模型 ,利用某钢厂蓄热式烧嘴的实测数据对所做模型进行了验证 ,结果表明 :所建模型是正确可信的。在此基础上对蓄热式烧嘴的结构参数和操作参数等进行了优化仿真计算 ,所做工作对同类烧嘴的优化设计有重要的指导意义。

低氮煤粉旋流燃烧器火焰特性的研究

为了研究实际炉膛中旋流燃烧器火焰的特点,采用火焰拍摄系统和抽气测温系统对一台600 MW电站锅炉上的低氮旋流燃烧器的火焰进行详细的测量,分析该低氮旋流燃烧器的火焰形状、轴向的组分和温度分布、火焰亮度及温度随标高的分布规律等.研究结果表明:该旋流燃烧器火焰的扩展角约为60°,火焰的直径从燃烧器喷口到下游呈现先增大后减小的特点,最大直径约为1.25m,在距离燃烧器喷口约1.6m处,火焰直径达到一个极小值,这是因为二次风从该位置开始混入一次风.旋流燃烧器火焰的中心区域为带粉的一次风占据,一次风中煤粉在喷入炉膛1.3m以后开始着火.旋流燃烧器喷口附近的火焰为回流区带回的挥发份与二次风接触后燃烧产生.该燃烧器火焰从内到外依次可以分为一次风区域、回流区、高温火焰区和二次风区.炉膛内燃烧器火焰的亮度和温度随标高的变化特征是先升高后降低,在第三层燃烧器标高处达到最大值.

水煤浆气化烧嘴冷却水腔应力的有限元分析

以水煤浆气化炉工艺烧嘴冷却水腔为研究对象,基于ANSYS建立了冷却水腔的三维有限元模型,结合热分析,采用热-力耦合方法,计算了烧嘴冷却水腔在纯热载荷和热-力耦合作用下的热应力分布,并对其强度进行了分析。在热分析中考虑了炉内高温烟气的辐射换热和对流换热,并考虑了冷却水的强制对流换热。计算分析结果表明,最大的热应力位于冷却水腔与烧嘴外喷嘴出口处的倒圆角处的环带,该环带处极易发生应力疲劳破坏,与实际烧嘴外喷嘴裂纹出现的位置相符度很高,验证了该数值模拟模型的正确性。

单角试验炉煤粉射流着火可视化试验研究

本文通过一个图像采集与处理系统，将单角试验炉煤粉射流着火火焰锋面从背景中分离出来。将火焰锋面到燃烧器出口的最近距离定义为着火距离，对一种烟煤的试验研究结果表明，随着煤粉浓度的提高，其平均着火距离明显缩短。具有较高稳定性的钝体燃烧器的煤粉射流着火，倾向于在分离射流的外侧首先出现。

蓄热式水煤浆气化炉烧嘴的方案研究

传统的水煤浆气化炉的启动运行,需要大量的点火燃料气进行预热,预热过程中需要保持炉膛的负压(或微正压)状态,无法使气化炉的升温和升压同时进行。提出了一种新的蓄热式水煤浆气化炉烧嘴理念,在对传统水煤浆和氧气供应系统进行必要改动的前提下,能够使水煤浆气化炉在冷态情况下实现同时升温和升压,可节约点火燃料气的消耗和开车用时。分析了新理念的理论基础,介绍了新理念具体实施的燃料气加热方案和燃气发生器方案,并对方案中的有关参数进行了仿真模拟。

旋流燃烧器燃用低热值气体燃料的三维数值模拟分析

本文借助CFD技术对低热值气体在旋流燃烧器内的燃烧过程进行数值模拟。通过改变旋流燃烧器的导流叶片安装角度、燃料-空气预热温度、过量空气系数等参数,对热值为4.2 MJ/m3的低热值气体的多个冷热态工况进行数值计算,研究燃烧器结构参数及着火条件对燃烧过程的影响。本文为低热值气体燃料的利用以及相关燃烧器具的开发提供了参考依据。

多喷嘴水煤浆气化工艺烧嘴损坏原因分析

分析了影响多喷嘴水煤浆加压气化工艺烧嘴使用寿命的主要因素,利用宏观分析、金相显微分析、扫描电镜分析和EDS能谱分析等方法,对短期损坏烧嘴和正常退出的烧嘴进行了比较,认为贯穿性裂纹产生的原因主要有:烧嘴材质与工艺介质不相容;前一使用周期时出现的裂纹损伤在修补时没有完全打磨掉,在后来的运行过程中,新出现的裂纹与原没有打磨掉的裂纹贯通等。通过采用低Ni焊丝、二次堆焊严格执行JB 4730—94Ⅲ级标准、端面5 mm±0.1 mm的加工精度、严格执行压力负荷曲线等措施,避免了工艺烧嘴的非正常损坏,烧嘴寿命达到70 d以上。

改进水煤浆气化工艺装置的一些思考

针对水煤浆气化工艺技术存在的一些问题,从工艺烧嘴的结构、材料改进及工艺技术的发展等方面提出了改进措施和建议,并对部分改进措施实施后的效果进行了分析,介绍了水煤浆的分级气化技术及相应的原料供应烧嘴(工艺烧嘴和二次补氧烧嘴)的设计方案和设计准则。

GE水煤浆气化工艺烧嘴修复与改进

简要介绍GE水煤浆气化炉工艺烧嘴的使用条件、结构特点及工作机理,归纳工艺烧嘴的烧损模式主要为外喷嘴表面材料发生龟裂、中喷嘴的冲蚀磨损及冷却盘管焊缝热应力开裂等,分析烧毁模式产生的原因,针对烧毁机理,结合实践经验,提出工艺烧嘴修复及改进的措施。

先进过程控制系统在水煤浆气化中的应用

针对四喷嘴水煤浆气化装置的实际工艺条件和操作现状,论述先进过程控制(APC)系统在水煤浆气化装置中的应用,分别讨论气化装置所涉及的两个控制器的控制策略和关键控制变量。APC投用后,控制器关键变量投用率在90%以上,提高了装置的自动化控制水平,减轻了操作人员的劳动强度,实现了装置的平稳运行和工艺指标的“卡边”控制,在煤化工气化装置中具有很好的应用前景。

中央扩散式精矿喷嘴气粒混合特性数值模拟

为解决中央扩散式精矿喷嘴生产时存在的下生料、塔体寿命缩短、氧利用率下降等问题,建立离散分散风孔型精矿喷嘴数学模型,数值模拟研究工艺风和分散风变化对喷嘴出口附近区域气粒混合流动的影响。结果表明:工艺风集中于圆环状柱体区域内流动;颗粒分散受控于分散风与工艺风动量比,动量比过小塔中心区域出现料柱、动量比过大塔近壁区域出现料环;小动量比可实现颗粒适度分散和气粒良好混合。喷嘴气粒混合仿真规律和冷模实验吻合。