Simulation Research on Coal-Water Slurry Gasification of Oil-Based Drill Cuttings Based on Fluent

In this paper,based on Fluent software,a five-nozzle gasifier reactor was established to simulate the gasification process of oil-based drill cuttings coal-water slurry.The influence of concentration and oxygen/carbon atomic ratio on the gasification process of oil-based drill cuttings coal-water slurry was investigated.The results show that when the oxygen flow is constant,the outlet temperature of gasifier decreases,the content of effective gas increases,and the carbon conversion rate decreases with the increase of concentration;When the ratio of oxygen to carbon atoms is constant,the effective gas content rises and the temperature rises with the increase of the concentration,and the carbon conversion rate reaches the maximum value when the concentration of oil-based drill cuttings coal-water slurry is 65%;When the concentration is constant,the effective gas content decreases and the outlet temperature rises with the increase of the oxygen/carbon atom ratio,and the carbon conversion rate reaches 99.80%when the oxygen/carbon atom ratio is 1.03.It shows that this method can effectively decompose the organic matter in oilbased drill cuttings and realize the efficient and cooperative treatment of oil-based drill cuttings.

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。

多元料浆气化装置改造实践与探索

总结了靖边煤油气资源综合利用一期启动项目多元料浆气化装置运行以来的改造实践和探索,包括制浆用水、气化单元和外排废水系统的改造情况及效果,介绍了项目在水煤浆提浓、低压灰水除垢、气化炉渣综合利用等方面进行的新技术应用探索及试验情况。

管输煤浆提浓制备气化水煤浆的工艺条件研究

管输煤浆需经提浓方可保证水煤浆的气化效率与经济性,因而很有必要考察不同原料配比、添加剂比例等工艺条件对制备高浓度气化煤浆的影响规律。以神渭管输煤浆脱水后的离心煤和压滤煤为原料,研究管输煤浆提浓工艺中制备压滤细煤浆的添加剂比例及最高成浆浓度、制备气化煤浆的最佳配比及添加剂添加量,通过对单独压滤细煤的成浆性实验、细浆和超细浆掺混比例实验、离心煤、压滤煤、细浆和超细浆最佳配比实验的设计,借助旋转黏度计、流动性测试仪、标准筛网等探索压滤细煤浆和气化煤浆的制备工艺条件。结果表明,在制备压滤细煤浆时,添加剂比例不得低于0.2%,干基最佳添加比例为0.5%,制得压滤细煤浆浓度为55.21%;在制备气化水煤浆时,离心粗煤、压滤细煤浆、细浆和超细浆的最佳配比为70∶20∶5∶5,干基添加剂总添加量为0.4%,在制备压滤细煤浆和制备气化煤浆时按比例为3∶5分2次加入。物料衡算表明,将浓度未53%的管输煤浆全部脱水后再按合理的级配制备为气化水煤浆,可在实现富余管输煤浆全部制备为高值气化水煤浆的同时消纳利用全部压滤细煤泥。

水煤浆加压气化装置煤浆制备单元存在的问题分析及改造措施

水煤浆加压气化装置投入运行后,煤浆制备单元存在煤浆含量偏低、高压煤浆泵和煤浆槽搅拌器经常跳车、棒磨机筒体频繁漏浆等问题。分析了问题发生的原因,采取一系列有针对性的改造措施后,彻底消除了影响煤浆制备单元稳定运行的不利因素,气化炉能耗降低,合成气中有效气体含量增加,煤浆质量分数提高了2.0%。

多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置灰水浊度的控制

分析了造成多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置灰水系统灰水浊度异常升高的原因,并制定了相应的改进措施。改进措施实施后,减缓了灰水系统结垢速率,保证了灰水系统长周期稳定运行,减轻了员工清理灰垢的工作量,同时降低了高压冲洗费用。

煤气化技术用耐火材料及发展趋势

介绍了目前煤气化技术的主要种类,以几种典型气化技术为代表列举了煤气化技术所用耐火材料的品种、性能和使用部位,着重总结了以水煤浆和粉煤为原料的气流床气化技术所用耐火材料的研究进展和发展趋势,并对煤气化炉技术用耐火材料的研究重点和发展方向进行了展望。

水煤浆加压气化装置的技术改进

介绍渭河煤化工集团水煤浆加压气化装置的流程,总结装置开车8年来运行中存在的主要问题,通过技术改造实现了装置的长周期运行。

利用TEXACO水煤浆加压气化工艺改造中型化肥厂

采用先进的煤炭转化技术来发展我国的现代煤化工和洁净的煤技术发电,以及改造我国现有的以煤为原料的固定层煤气化工艺的化肥厂,已显得极为迫切。本文仅对以煤为原料的中型化肥厂,采用德士古气化工艺改造方案进行探讨。

水煤浆气化制甲醇装置改造运行总结

简述了水煤浆合成气制甲醇的工艺流程,介绍了甲醇生产装置监控的重点,详细介绍了甲醇生产系统改造情况,包括:甲醇扩产改造、操作优化改造、大气污染优化改造、系统节能改造。通过采取这些生产操作控制措施,可达到增产节能、适应市场需求、实现经济效益最大化的目的。

压力、煤浆浓度、氧煤比对水煤浆气化的影响

研究了水煤浆气化技术操作参数的优化途径;分析了气化压力、煤浆浓度、氧煤比(氧碳比、氧浆比)对碳转化率、产气率、冷煤气效率、合成气有效组分含量等水煤浆气化参数的影响;对各参数之间的最佳搭配进行了优化;确定了各个量的最佳操作值,为气化装置低能耗、高效益运行提供依据。

水煤浆加压气化主要技术与装备进展

简述了国内工业化应用较多的4种水煤浆加压气化技术,介绍了水煤浆加压气化技术的关键设备,通过对水煤浆加压气化技术中工艺烧嘴、气化炉耐火衬里、自动控制系统等关键技术装备的研究,影响装置长期稳定运行的一些瓶颈问题将逐步得到解决。

对Texaco气化工艺的认识及炉温度的控制

Texaco水煤浆加压气化技术是目前工业化运行较好的第二代煤气化技术。由于在同样的工程条件下所表现出的工艺结果复杂多样,为此通过对气化炉中所发生的化学反应、流体力学分布和温度场以及传热过程进行分析,加深对水煤浆加压气化工艺的认识。气化炉温度的控制是工艺操作的关键,控制的原则是控制灰渣黏度达到25～40Pa·s,而实质是控制氧碳原子比。根据企业操作数据分析,气化炉温度的控制参数为:进料的O/C比一般应控制在0.9～0.95之间;气化炉压差应控制在0.05～0.06MPa;CH4含量控制在0.0008～0.001(体积分率),CO2控制在18%～20%(体积分数);6mm左右理想尺寸的渣应占20%～30%(质量分数),且为圆形玻璃体;破渣机的压力指示值为2%～3%。在这些条件下,可达到合适的气化炉温度,获得高的有效气产率,并保证稳定运行。

多喷嘴气化炉常见问题的判断技巧及处理措施

根据多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置投料以来出现的渣口堵塞、洗涤冷却水管堵塞、气化炉合成气出口积灰堵塞、锁斗冲洗水罐液位反弹和高压煤浆泵垫缸等常见问题,总结出简易的判断方法并提出相应的处理措施。经不断攻关、改进,装置实现了105%负荷常态化运行,碳转化率由98%提高至99%。

气流床煤气化工艺技术的分析评价

介绍了国际上先进的气流床煤气化工艺技术特点,重点评述我国具有自主知识产权的多喷嘴对置式水煤浆气化装置的运行情况。

水煤浆加压气化技术的发展途径探讨

介绍了水煤浆加压气化技术的改进及发展,指出了未来进一步提高其技术竞争力的途径。

多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉烧嘴冷却水系统存在的问题分析与处理

针对多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置烧嘴冷却水泵的电气回路配置、DCS工艺联锁、烧嘴冷却水泵启动方式等出现的问题进行了原因分析,并实施了相应的整改和优化措施。通过近1年的生产实际运行检验,效果显著,没有因为烧嘴冷却水问题导致气化炉烧嘴损坏或造成停车事故,确保了气化炉的长周期稳定运行。

基于反应动力学的煤气化技术模拟与分析

针对煤气化技术中具有代表性的固定床加压气化技术和水煤浆加压气化技术,以真实的煤热解产物分布实验数据为依据,考虑气化炉内发生的主要物理化学过程,通过ASPEN PLUS软件进行详细分区模拟,建立了基于反应动力学的煤气化模型。结果表明,基于反应动力学的煤气化技术模拟能真实反映气化炉内实际运行情况。

水煤浆加压气化炉耐火材料的研制和使用

详细介绍了新型耐火材料Ｃｒ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２的研制情况，证实了该耐火材料在水煤浆加压气化炉上应用的各方面性能、使用寿命、经济情况均比法国进口的炉砖好，可以取代进口材料。

鲁南化肥厂水煤浆加压气化装置灰水系统阻垢处理研究

鲁南化肥厂水煤浆加压气化装置灰水为高硬、高碱度、高pH值严重结垢型水质,且工艺过程为高温、高压,故灰水系统存有严重结垢障碍,严重影响了合成氨的生产。化工部天津化工研究院工业水处理工程技术中心采用本中心研制生产的阻垢分散剂TS—1213有效地解决了灰水系统的结垢问题。