水煤浆制备系统提浓改造

张雪艳 仇汝臣

(青岛科技大学化工学院 山东青岛266042)

1 存在问题

兖矿鲁南化肥厂采用四喷嘴和GE水煤浆气化技术，以神木煤为原料，处理原煤1 920 t/d，水煤浆用量约为900 kt/a，年产800 kt尿素、200 kt甲醇。现有2套采用棒磨制浆工艺的水煤浆制备生产线(Φ3 300 mm×5 800 mm磨煤机)，由于煤浆粒度级配不合理，制得的水煤浆浓度偏低、流动性能差和雾化性能差，不仅降低了气化效率，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。为此，经过深入的技术比较和探讨，兖矿鲁南化肥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工艺技术，对原有的水煤浆制备工艺进行了改造，达到提高了水煤浆含量、改善水煤浆质量的目标。

2 改造措施

2套水煤浆制备系统设计干煤量(正常运行时)合计为80 t/h。按照高效分级研磨制浆工艺的要求，细浆制备系统的添加量为粗磨系统的10%～15%(干基)，细浆制备系统处理能力为16～20 t/h水煤浆。该项目所用5 000 L细磨机单台处理能力为5～6 t/h水煤浆，因此，细浆系统系统应配置3～4台细磨机。考虑到改造投资费用问题，先安装2台细磨机，预留第3台细磨机的位置，再根据改造后运行结果确定安装第3台细磨机的具体时间。此细浆制备系统为2条制浆生产线共用。

水煤浆提浓工艺流程见图1。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，将水煤浆质量分数由63%调至50%)，调制合格后的粗煤浆输送至细磨机。经研磨合格后的细煤浆自流入细磨机出口缓冲槽，然后再自流入振动筛，其筛下合格的细煤浆依靠自重力流入细浆槽，细浆槽中的水煤浆通过细煤浆泵按照设定的比例和流量送至界外磨煤机。

图1 水煤浆提浓工艺流程

在细煤浆制备过程中，根据细磨机的运行状态，需要稳定控制进入细磨机的水煤浆的浓度和流量，要求进入管道混合器的循环水量必须控制方便、水煤浆质量分数(62%)稳定、水煤浆计量准确，因此，在输送管道上安装的仪器、仪表必须满足生产要求。

3 改造效果

改造要求为原有主体设备不变，适当增加部分设备(即1台搅拌器、2台管道混合器、2台细磨机、1台振动筛、1台细浆槽、2台细煤浆泵以及1台界外磨煤机)。水煤浆制备工艺改造前、后参数对比见表1。

表1 水煤浆制备工艺改造前、后参数对比

从表1可以看出：此次改造在满足水煤浆气化粒度要求的前提下，能够使水煤浆获得较宽的粒度分布，从而明显改善了水煤浆中煤颗粒的堆积效率，达到了提高水煤浆含量和改善水煤浆质量的目的。

改造后，水煤浆质量分数较以前提高了2%左右。以水煤浆质量分数每提高1%，1 000 m3(标态) 合成气(CO+H2)氧耗降低约10 m3(标态)，煤耗降低约10 kg，年可节约原料煤7 500 t、增产氨醇50 t/d，并成功地停运了老棒磨机系统，实现了1台棒磨机配3台德士古气化炉。