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分级研磨气化煤浆提浓技术的实践应用

文档作者：火双红，张壶，肖建华，张富国，乔帅文档来源：河南心连心化肥有限公司四分公司		点击数：	更新时间： 2022年08月28日
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第5期 煤质技术 2015年9月
分级研磨气化煤浆提浓技术的实践应用
火双红，张 壶，肖建华，张富国，乔 帅
(河南心连心化肥有限公司四分公司， 河南新乡453000)
摘 要：简单介绍了分级研磨气化煤浆提浓技术，结合新增设备、设备布置探讨了水煤浆提浓技术
在项目中的实践应用，并从水煤浆指标及主要气化指标等对煤浆提浓技术进行现场考核及效益分
析。分析结果表明：采用分级研磨气化水煤浆提浓技术后，神华煤的煤浆浓度可由59．59 提高至
62．82 ，即与常规单磨机制浆技术相比，煤浆浓度可提高3．23 ，煤浆流变性、稳定性和雾化性
能均有明显的改善；煤浆浓度提高后， 气化炉比煤耗可降低14．5 kg／kNm。，比氧耗降低16．1
Nm。／kNm。，有效合成气比例提高2．59 ，有效气产量增加5 914 Nm。／h，尿素增产可达4．18万
t／a。
关键词：水煤浆；分级研磨；煤浆提浓技术；煤气化；气化效率
中图分类号：TQ534 文献标识码：B 文章编号：1007—7677(2015)05—0055—04
Industry application of gasification coal water m ixture concentrage
technology by grade grinding
HU0 Shuang—hong，ZHANG Yao，XIAo Jian—hua，ZHANG Fu—guo，QIAO Shuai
(Fourth Branch of Henan Xin Lian Xin Fertilizer Corporation Ltd．，Xinxiang 453000，China)
Abstract：This paper briefly introduced the technology of grade grinding gasification coal water mixture concentrage，combining
with the additional equipment and equipment deployment，the practical application in project of coal water mixture concentrage
technology was discussed，the spot check and profit analysis of coal water mixture concentrage technology were done from aspects
such as coal water mixture indicators and main gasification indicators． Analysis results showed that by using the gasification coal
water mixture concentrage by grinding stage technology．the concentration of Shenhua coal could be increased from 59． 59 to
62．82 ．Compared with single mill pulping technology，3． 23％ of coal slurry concentration could be increased，rheology，
stability and atomization performance could all be significantly improved；after the increase of concentration of coal water mixture，
gasification furnace coal consumption could be redu'ced by 1 4．5 ke／kNm。．oxygen consumption could be reduced by 1 6．1 Nm。／
kNm。。effective synthesis gas proportion could be increased by 2． 59 ，the effective gas yield could be increased by 5914 Nm。／
h，firea production could be improved to 41． 8 thousand t／a．
Key words：CWM ；grade grinding；coal water mixture concentrage technology；coal gasification；gasification efficiency
0 前 言
河南心连心化肥有限公司是国家大型化肥生产
基地，该公司四分公司(以下简称四分公司)对原
料结构进行调整，即其项目研究采用水煤浆气化技
术，年用浆量达100万t／a。制浆系统采用煤科院
国家水煤浆工程技术研究中心(以下简称水煤浆中
心)研发的分级研磨气化水煤浆提浓技术及装备，
由3条 3．8 x 5．8 1TI棒磨机(2开1备)和3台
CYM5000L型的超细研磨机组成。采用分级研磨
提浓技术进行气化煤浆提浓，旨在降低水煤浆气化
所需的比煤耗和比氧耗，提高气化炉的有效气成分
和产量及降低生产成本。目前，煤浆提浓项目已成
功通过四分公司的现场考核验收，采用提浓技术后
其平均煤浆浓度可由59．59 9／6提高至62．82 ，最
高煤浆浓度可达63．96％ ，现简述如下。
1 分级研磨气化煤浆提浓技术简介
分级研磨气化水煤浆提浓技术是水煤浆中心针
对低阶煤内水高、O／C比大、制浆浓度低等显著
特点而研发的新一代水煤浆制备技术，该技术将
“选择性粗磨” 和“超细研磨” 进行有机组合，合
理优化水煤浆粒度级配，实现水煤浆中煤颗粒的高
效堆积[1]，与常规单磨机制浆工艺相比，煤浆浓度
可提高3个百分点以上。目前，该技术已经成功应
用于兖矿鲁化、伊泰煤制油、新奥新能等13家煤
化工企业，在建及投产总规模达2 400余万 a[2]。
表1为分级研磨气化水煤浆提浓技术的推广应用情
况表； 图1为分级研磨级配制浆技术工艺流
程图。
55
第5期 煤质技术 2015年9月
图1 分级研磨级配制浆技术工艺流程图
2 项目实施的主要内容
2．1 新增设备
分级研磨气化水煤浆提浓技术与常规单磨机制
浆技术相比，增加了细浆制备单元 ]，主要包括配
浆泵、粗浆罐、进浆泵、细磨机、细浆罐、细浆泵
和仪表阀门等配套设备。四分公司制浆系统采用分
级研磨提浓技术，与常规技术相比主要增加的设备
详见表2。
2．2 设备布置
CYM 一5000C3超细研磨机为大型立式磨机，
底部进料、顶部出料，占地面积相对较小，四分公
56
表2 分级研磨技术主要增加设备表
司根据分级研磨提浓技术的工艺流程，将超细煤浆
制备单元整体合理地布置在磨煤厂房内部，粗细浆
第5期 煤质技术 2015年9月
罐、螺杆泵布置在0．0平面，三台超细研磨机安装
在两台棒磨机之间，充分利用磨煤厂房的高度和航
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车的起吊优势，设备检修简单方便。主要设备布置
如图2所示。
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图2 分级研磨提浓技术主要设备布置图
3 煤浆提浓技术现场考核验收及效益分析
3．1 原料煤的煤质分析数据
四分公司以神华配煤(张家峁和哈拉沟等)为
制浆原料，煤样采集点为入棒磨机前皮带秤，其煤
质分析数据详见表3。
3．2 水煤浆主要指标对比
水煤浆主要指标对比详见表4。
表3 原料煤的煤质分析数据
四分公司煤浆制备系统采用分级研磨气化水煤
浆提浓技术，超细研磨制备出的超细煤浆平均粒径
为10 m～20 m，按一定的比例加入棒磨机的入
表4 水煤浆主要指标对比表
口和出口端，可充分填充棒磨机出料煤浆的颗粒孔
隙，粒度分析数据结果表明：0．045 mm以下的颗
粒含量由31．21 提高至35．58 ，细颗粒含量增
加4．37 ，提高了细颗粒的填充效率；0．35 mm
～ 1 mm 的颗粒含量由10．14 提高至18．77 ，
0．075 mm～0．35 mm 的颗粒含量由50．52 降至
38．30 ，中粒径颗粒含量显著降低，煤浆的粒度
级配得到优化，煤浆堆积效率有明显提高 ]，因此
在保证添加剂比例和煤浆粘度基本不变的情况下，
使煤浆浓度由59．59 提高至62．82 ，煤浆流变
性、稳定性和雾化性能均得到明显改善。由于受现
场棒磨机钢棒配比及填装量无法调整的限制，棒磨
机出料煤浆的粒度分布无法有效控制，若通过优化
调整钢棒配比和填装量，可进一步提高煤颗粒的填
充效率及拓宽水煤浆粒度分布，使其成更为明显的
双峰级配，煤浆浓度尚有较大的提升空间。
3．3 主要气化指标对比
煤浆浓度的提高，使得煤浆带入气化炉中的水
分减少。减少的该部分水若进入气化炉，须由液相
(温度约40℃ ～60℃)被加热成1 300℃ ～1 400
℃的高温蒸气。此过程所需要的热量来自部分煤和
有效气的完全燃烧反应，需消耗一定量的煤、氧气
和有效气体(CO+H。)。提高进入气化炉的水煤
浆浓度后，可有效减少进入气化炉内的水分，提高
气化炉的能量利用效率。煤浆提浓前后主要气化指
标见表5。
57
第5期 煤质技术 2015年9月
4 结 论
分级研磨气化水煤浆提浓技术在四分公司的应
用结果表明：采用分级研磨气化水煤浆提浓技术
后，神华煤的煤浆浓度可由59．59 提高至
62．82 9／6，煤浆流变性、稳定性和雾化性能均有明
显的改善。煤浆浓度提高后，气化炉比煤耗可降低
14．5 kg／kNm。，比氧耗降低16．1 NmVkNm。；有
效合成气比例由81．04％ 提高至83．63％ ，提高
2．59个百分点；有效气产量由176 722 Nm。／h提
高至182 636 Nm。／h，增加5 914 Nma／h，尿素增
产可达4．18万 a，经济效益十分显著。
参考文献：
[1]
E2]
[3]
何国锋，詹 隆，王燕芳． 水煤浆技术发展与应用
I-M]．北京：化学工业出版社，2011．
段清兵， 梁兴， 张胜局， 等． 提高神华煤气化水
煤浆浓度的可行性研究[J]． 洁净煤技术，2009，
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刘尚利， 孙海勇， 段清兵， 等． 分级研磨级配制浆
技术的研究及应用[J]．化学工程，2015，43(1)：
61—64．
作者简介：火双红(1987一)，女，河南新乡人，助理工程师
目前在河南心连心化肥有限公司从事安全生产管理工作。
(收稿日期：2015—09—18)
(上接第52页)
能，另一方面通过鉴定可发现采样装置具体的问题
所在，可帮助使用者有针对性地进行设备改进或性
能完善。
(4)可最大程度地减少对电厂安全生产的影响。
新的试验方法不受所需单一煤种的限制，而原偏倚
试验对单一煤种的要求限制了试验的顺利进行，如
前所述，电厂入炉煤一般为混煤，而新试验方法的
分步试验不需要单一煤种，制样系统的参比样为计
算而得，不需要电厂为了配合试验而供应单一煤种
的煤炭。试验过程几乎不影响电厂的既定生产安排，
人员的安全、设备的安全也有了根本的保障。
新的试验方法可更好地复原采样机的实际运行
工况，试验的结果也可以真实地反映采样装置在实
际工况下的综合性能，即该试验结果可客观公正地
反映设备的实际情况。新偏倚试验方法与现有试验
方法的比较详见表1。
4 结 语
以上介绍的偏倚试验方法创造性地提出了分步
试验的新途径，希望可以此更好地规范偏倚试验过
程，为客观、公正地评价机械采样装置偏倚性能提
出了新思路和方法，也希望业内同仁对以上的新偏
倚试验方法提出更多的建议。
58
表1 新偏倚试验方法与现有试验方法的比较
参考文献：
[1] GB／T 19494．1—2o04，煤炭机械化采样第1部分：
采样方法[s]．
E2] GB／T 19494．2一zo04，煤炭机械化采样第2部分：
煤样的制备[s]．
[3] GB／T 19494．3—2O04，煤炭机械化采样第3部分：
精密度测定和偏倚试验IS]．
E4] DL／T 747—20l0，发电用煤机械采制样装置性能验
收导则Es]．
[5] 林木松，李 智，张宏亮，等．动力燃料计量与检
验技术[M]．北京：中国电力出版社，2011．
作者简介：王良东(1971一)，男，江西九江人，高级工程师
目前在国电集团公司煤检中心主要从事技术研究工作。
(收稿日期：2015—08—17)

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