兖矿鲁南化肥厂80万t/a尿素、20万t/a甲醇采用四喷嘴和GE水煤浆气化技术,以神木煤为原料,处理原煤能力1920 t/d,年用水煤浆量约为90万t。现有2套水煤浆制备生产线(磨煤机3.3 m×5.8 m),水煤浆制备工艺采用棒磨制浆工艺。目前,由于煤浆粒度级配不合理,使得水煤浆浓度偏低,且煤浆流动性和雾化性能差,不但降低了气化效率,而且加剧了气化炉喷嘴的磨损,增加了气化炉的停车次数与运行成本。经过深入的技术比较和探讨,该厂决定采用煤炭科学研究总院(国家水煤浆工程技术研究中心)的高效分级研磨制备水煤浆的工艺技术,对现有制备工艺进行改造。改造规模:2套水煤浆制备系统设计干煤量合计80 t/h;按照分级研磨制浆工艺的要求,细浆系统的添加量为粗磨系统的10%~15%(干基),细浆系统能力为16~20 t/h水煤浆。目前,该项目所用5000 L细磨机单台处理能力为5~6 t/h水煤浆,因此,细浆系统选用细磨机应为3~4台。兖矿鲁南化肥厂考虑改造投资,决定选择先安装细磨机2台,预留第3台的位置,根据改造后运行结果再确定安装第3台设备的具体时间,此细浆制备系统为两条制浆生产线共用。
工艺流程:来自煤浆储槽的水煤浆和来自废液槽的循环水经过各自的孔板流量计在管道混合器中充分混合(为了提高细磨机的磨矿效率,在管道混合器中加入一定比例的水,将煤浆的浓度由63%调至50%),调制合格后的粗浆输送至细磨机。经研磨合格后的细浆自流入细磨机出口缓冲槽,然后再自流入振动筛,其筛下合格的细浆自重流入细浆槽。细浆槽的水煤浆通过细浆泵按照设定的比例和流量送入磨煤机。
在细浆制备过程中,根据细磨机的运行状态,需要稳定控制好进入细磨机的水煤浆浓度和流量,要求进入管道混合器的水煤浆流量和浓度、水的流量必须启动、停止方便,煤浆质量稳定、计量准确。
此次改造在满足水煤浆气化粒度要求的前提下,能够使煤浆获得较宽的粒度分布,从而明显改善煤浆中煤颗粒的堆积效率,达到提高煤浆浓度、改善水煤浆质量的目的。使用以后,同期的煤浆浓度较以前提高2%左右(煤浆浓度每提高1%,1 m3合成气氧耗降低0.01 m3,煤耗降低10 g,年节约原料煤7500 t),日增产氨醇50 t,并成功退出了老棒磨机系统,达到了1台棒磨机供应3台德士古气化炉的目的。