Compartir banco de preguntas de gasificación

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I. Preguntas de respuesta 1. ¿Qué es el concepto de índice de moliendabilidad (índice de moliendabilidad de Hardness)? ¿Cuál es la relación entre el índice de molienda y el índice de Hardness en lo que respecta a la trituración y molienda del carbón? ¿Cuanto mayor es el índice de Harsh, más se ahorra energía? Respuesta: El índice de molienda es una medida de la resistencia al desgaste de la calidad del carbón durante el proceso de molienda. Al determinar en el laboratorio el índice de molienda del carbón (es decir, el índice de Hardgrove), se toman 1 gramo de muestra de carbón bituminoso y 5 gramos de muestra de carbón antracítico. Estas muestras se mezclan bien y luego se carbonizan bajo condiciones estrictamente controladas. El coque resultante se somete a pruebas de molienda en un tambor especial, con el fin de determinar su resistencia al desgaste. Este valor se expresa mediante un índice; cuanto mayor sea el índice, más fácil será moler el carbón, lo que significa que su dureza es baja y, por lo tanto, es más fácil convertirlo en una pasta de carbón de calidad adecuada. De esto se puede deducir que, cuanto mayor sea el índice de Haas, mayor será la cantidad de producto que sale de la molinería; además, en términos de producción por unidad de tiempo, también se consume menos energía. 2. ¿Cuál es el índice de contenido de sólidos en la lecha de carbón recomendado por Texaco? ¿Qué efectos tienen los niveles demasiado altos o demasiado bajos en el transporte, almacenamiento y gasificación de la pulpa de carbón? Respuesta: La cantidad de sólidos recomendada por Texaco para la pulpa de carbón es del 60,5 al 63%. Un contenido excesivo de sólidos en la pulpa de carbón, es decir, una mayor concentración de esta, favorece una mayor eficiencia en el proceso de gasificación. Sin embargo, en ese caso la viscosidad de la pulpa de carbón es alta y su fluidez es deficiente, lo que dificulta su transporte mediante bombas. Además, durante su almacenamiento, tiende a sedimentarse y a formar capas. Cuando la concentración de la pulpa de carbón es demasiado baja, esto facilita su transporte mediante bombas y su almacenamiento. Sin embargo, la cantidad de componentes activos que llegan al horno de gasificación disminuye (es decir, el carbón en estado seco). Además, la caloría generada también disminuye, ya que la evaporación del agua absorbe una gran cantidad de calor, lo que a su vez reduce la eficiencia de la gasificación. 3. ¿Cuál es la función de los aditivos? Describa sus propiedades físicas Respuesta: La función de los aditivos es mejorar la fluidez y estabilidad de la lechada de carbón y agua. Como surfactantes, tienen tres funciones: a) humedecer las partículas de carbón para facilitar su combinación con el agua ； b) Dispersar las partículas de carbón gelatinosas más grandes ； c) Proporcionar iones catiónicos como iones de equilibrio en la membrana hidratada, desempeñando una función electrolítica. Sus propiedades físicas son las siguientes: el aditivo tiene una función de dispersión; permite regular la hidrofilicidad y la carga eléctrica de la superficie de los granos de carbón. Además, reduce la fuerza de atracción entre las moléculas de agua y los iones en la superficie de los granos de carbón, lo que permite que el agua acumulada en dicha superficie se derrame. 4. ¿Cuáles son las unidades de viscosidad? ¿Cómo realizan la conversión? Respuesta: La unidad de viscosidad se deriva de la ley de Newton. Su unidad física es el poise, y su símbolo es P. La ley de viscosidad de Newton establece que la tensión de cizallamiento entre capas de fluido es igual al producto de la viscosidad del fluido y del gradiente de velocidad. Según esta ley, la unidad de viscosidad llamada poise es bastante grande; los valores de viscosidad de las sustancias expresados en esta unidad son muy bajos. (Por ejemplo: a 20°C, la viscosidad del agua es de 0,0102 po). Por lo tanto, generalmente se expresa en 1/100 de po; el centipoí (CP) es la unidad de viscosidad. Otras unidades importantes de viscosidad son el pa·s, unidad internacional; el kgf·s/m², unidad de ingeniería; y el cm²/s. La relación de conversión es la siguiente: 1 pa·s = 10 P = 10³ CP; 1 kgf·s/m² = 98,1 P = 9810 CP. ¿Qué es la viscosidad? ¿Cuál es la viscosidad del agua a 20°C? La cantidad física que describe el grado de viscosidad de un fluido se denomina viscosidad. Ella representa una propiedad física del fluido. La definición de viscosidad también puede deducirse de la ley de viscosidad de Newton. El significado físico de la viscosidad es el de generar una tensión de cizallamiento debido a la gradiente de velocidad por unidad de área, y solo se manifiesta cuando el fluido está en movimiento. Al analizar los fluidos en estado estacionario, no es necesario tener en cuenta este factor de viscosidad. La viscosidad es una de las propiedades físicas de los fluidos, y su valor se determina mediante experimentos. A 20°C, la viscosidad del agua (en unidades físicas) es de 1.02 CP. 6. ¿Por qué no se deben permitir que objetos como piezas de hierro, trozos de madera, tubos o alambres entren en la entrada de la molina? Respuesta: La molina funciona gracias a la fricción entre los materiales a ser molidos, así como a los materiales que son lanzados por el interior del cilindro para triturarlos. Si se mezclan piezas de hierro o alambres, no solo no se pueden triturar, sino que además aceleran el desgaste de los materiales a ser pulidos, dañando también las placas de revestimiento. Los materiales flexibles como los bloques de madera son muy flexibles; los impactos y la fricción no pueden triturarlos. Las piedras son materiales duros y es difícil triturarlas; en cambio, los tubos son más fáciles de manejar. Al mezclarse con barras de acero, la fricción y los impactos pueden provocar explosiones. Además, las sustancias difíciles de moler mencionadas pueden obstruir la malla del tambor del molino al entrar en él; por lo tanto, se debe evitar que dichas sustancias se mezclen con el material a moler. 7. ¿Cuál es el valor máximo de viscosidad del slurry de carbón recomendado por Texaco? Respuesta: La viscosidad máxima del slurry de carbón recomendada por Texaco es de 1400 cP. 8. ¿Cuál es la velocidad de flujo del slurry de carbón que recomienda Texaco para los tuberías destinadas a transportar dicho slurry? ¿Por qué? Respuesta: Texaco recomienda que la velocidad del flujo de la lecha de carbón en los tuberías sea de 0,6 a 0,9 metros por segundo. Porque cuando la velocidad del flujo de la pulpa de carbón es inferior a 0,6 metros por segundo, tiende a formarse carbón en gránulos. Por otro lado, cuando la velocidad es más alta, el desgaste en las tuberías que transportan la pulpa de carbón es muy severo. 9. ¿Por qué es necesario que los operadores controlen estrictamente la concentración de la pulpa de carbón, y por qué hay que evitar que se introduzcan partículas sólidas grandes en el sistema? Respuesta: El proceso de gasificación de Texaco requiere que la concentración de la leche de carbón sea del 63%, lo cual constituye uno de los parámetros esenciales para esta fase de procesamiento. Este valor influye en la calidad de la gasificación, en su eficiencia, en las condiciones de operación y en el transporte de la leche de carbón. Cualquier variación en este valor puede causar inestabilidad en el proceso de producción; por eso, es necesario mantener este parámetro dentro de los límites establecidos. Si hay sólidos de gran tamaño que se mezclan con el sistema, es fácil que se obstruyan las entradas y salidas de la bomba de slurry, las válvulas y los tuberías relacionados con el slurry, así como las toberas del horno de gasificación. Además, esto acelera el desgaste del sistema de slurry y provoca una combustión incompleta, lo que reduce la eficiencia de la gasificación. 10. ¿Cuál es la velocidad de flujo del gas O2 recomendada por Texaco? Respuesta: Texaco exige que el O2 fluya a bajas velocidades. Cuando la presión del O2 supera los 40 kg/cm², su velocidad máxima de flujo no debe exceder los 12 m/s. Se debe evitar que las válvulas de retención de O2 sufran daños por impactos, así como que se produzca un suministro inestable de oxígeno al horno de gasificación. La velocidad de flujo mínima también debe ser mayor o igual a la velocidad mínima recomendada por el fabricante de las válvulas de retención. 11. ¿Qué aspectos hay que tener en cuenta durante las pruebas del sistema O2, así como al iniciar y detener su funcionamiento? Respuesta: Las tuberías de suministro de oxígeno, una vez montadas, deben ser purgadas con nitrógeno seco y sometidas a pruebas de estanqueidad y presión. Durante las pruebas, se debe aplicar agua y jabón sin grasa en todas las conexiones y componentes. No deben formarse burbujas en un plazo de 1 minuto. Al probar o poner en funcionamiento el sistema de suministro de oxígeno, es necesario abrir las válvulas gradualmente, ajustando poco a poco el caudal. Está estrictamente prohibido abrir y cerrar las válvulas de forma brusca, para evitar una compresión adiabática o velocidades de flujo excesivas. En el caso de tuberías que se utilizan a largo plazo, antes de arrancar el vehículo es necesario retirar válvulas, codos, uniones en T y otros componentes tubulares. Se debe verificar si hay desgaste o adelgazamiento, así como la presencia de polvo de hierro. En caso de detectar tales problemas, es preciso reemplazarlos y limpiarlos de inmediato. 12. ¿Por qué los quemadores necesitan serpentines de agua de refrigeración? ¿Cuál es su función? Respuesta: Dado que la boquilla se encuentra dentro del horno, la temperatura del ambiente de trabajo es de aproximadamente 1450 °C. Si no hay otro medio de enfriamiento, la boquilla se quema rápidamente; por eso se utiliza agua dulce como fluido de refrigeración. La función del serpentín de agua de enfriamiento es proteger la parte superior de la boquilla, evitando que esta se dañe debido a la radiación térmica a altas temperaturas. 13. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del extractor de arranque y del tanque de separación? Respuesta: (1) El extractor de arranque está compuesto por una boquilla de vapor, un tubo de reducción de diámetro, una cámara de mezcla y un tubo de ampliación. El vapor de trabajo, a alta presión, sale a gran velocidad a través de las boquillas de vapor, a una velocidad de 1000 a 1400 m/s. La energía potencial estática de este vapor se convierte en energía cinética; por lo tanto, se genera una presión negativa en la cámara de expansión, lo que permite que el gas combustible sea aspirado hacia adentro. El gas aspirado se mezcla con el vapor en la cámara de mezclado, y posteriormente entra en la cámara de expansión. Allí, su velocidad disminuye gradualmente, mientras que la presión aumenta. La energía cinética se convierte nuevamente en energía potencial estática, y finalmente el vapor es expulsado por la salida de presión. (1) Los gases resultantes de la mezcla de vapor del tanque de separación con los gases de combustión (humos) entran en dicho tanque en dirección tangencial a su interior. Al entrar, el flujo de aire gira a lo largo de las paredes internas del recipiente, formando un movimiento en espiral. Debido a la fuerza centrífuga, cuando el gas choca con las paredes del recipiente, parte del vapor se enfría y se convierte en agua (gracias al enfriamiento de las paredes). Este agua fluye hacia el fondo del recipiente, mientras que el gas combustible se separa y sale por el tubo central del recipiente, lográndose así la separación entre gas y líquido. 14. Una vez que se haya logrado encender la llama del quemador, ¿cómo se debe regular el flujo de oxígeno y de la mezcla de carbón que entra al horno? Respuesta: Según la reacción de oxidación parcial del carbono para formar CO (2C + O2 = 2CO + Q), la cantidad teórica de oxígeno necesaria es una proporción de 1:1 entre átomos de oxígeno y carbono. Por lo tanto, cuando la relación entre oxígeno y carbón es demasiado alta, una parte del carbono se quema por completo, generando CO2. Esto provoca un aumento de la temperatura, lo que a su vez aumenta el contenido de CO2 en el gas de combustión y disminuye la eficiencia del mismo. Si es demasiado bajo, la reacción no es suficiente, lo que también conduce a una menor tasa de conversión del carbono. Pero en la reacción real existen influencias y restricciones mutuas entre otras reacciones, así como pérdidas de calor, por lo que la relación oxígeno-carbón suele ser ligeramente superior al valor teórico. Según la teoría mencionada, al aumentar la carga de gasificación, es necesario que la relación entre oxígeno y carbón se acerque tanto como sea posible al valor teórico, a fin de mantener una temperatura de operación más estable. Cuando es necesario aumentar la cantidad de combustible, primero se debe incrementar el flujo de slurry de carbón y, posteriormente, el flujo de oxígeno (lo contrario ocurre cuando se reduce la carga). De esta manera, se evita que la relación entre oxígeno y carbón sea demasiado alta, lo cual podría causar un sobrecalentamiento del horno de gasificación. 15. ¿Por qué se deben instalar termopares en la superficie del horno de vaporización? ¿Cuántos puntos se midieron en total? ¿Qué indica un aumento local de la temperatura? Respuesta: El propósito de los termopares en la superficie de instalación del horno de gasificación es monitorear la temperatura de la superficie del cuerpo del horno. Si la temperatura de la superficie es demasiado alta, esto provoca cambios en la estructura interna del material del horno de gasificación; como resultado, disminuyen las tensiones y la resistencia del mismo. En casos graves, esto puede causar que el horno de gasificación explote. El termopar en la superficie de un solo horno de gasificación tiene una longitud de 1200 pies. El alambre de Φ3mm tiene aproximadamente 30 zonas de medición de temperatura. El aumento local de la temperatura se debe a la caída de los ladrillos refractarios y a su instalación inadecuada. Cuando los ladrillos refractarios se caen, la resistencia térmica en ese punto disminuye, lo que aumenta la cantidad de calor transmitido y provoca un aumento de la temperatura. Si la instalación no se realiza correctamente, la entrada de aire alrededor de las paredes del horno también puede causar un aumento de temperatura. 16. ¿Cuál es el tamaño de la abertura para los escorias en el horno de gasificación? ¿Qué factores causan obstrucciones en la abertura de los escorias del horno de gasificación? ¿Por qué fenómeno se puede determinar? ¿Una vez que se descubra cómo manejarlo? Respuesta: El tamaño de la abertura para los escorias en el horno de gasificación es de 625 mm ； La causa de la obstrucción en la abertura por donde sale la escoria es que la temperatura de operación del horno de gasificación es demasiado baja, lo que hace que la viscosidad de la escoria aumente (la viscosidad de la ceniza es inversamente proporcional a la temperatura). Por un lado, el flujo de gas sintético que contiene escoria choca contra los bordes del orificio por donde fluye la escoria, lo que provoca su acumulación en esa zona. Por otro lado, la escoria que choca contra los ladrillos refractarios situados en la cara expuesta al fuego también fluye hacia ese orificio, acumulándose allí hasta que este se obstruye. Este fenómeno puede determinarse mediante el manómetro PDI203 (o PDI253). Cuando se produce obstrucción, la diferencia de presión aumenta. En tal caso, se pueden tomar las siguientes medidas: (1) Aumentar la relación entre oxígeno y carbón, elevar la temperatura del horno y reducir la viscosidad de las cenizas ； (2) Reducir adecuadamente la presión de operación del horno de gasificación, alargar la llama y elevar la temperatura en la zona de la salida de escorias, para favorecer la fusión y caída de las escorias acumuladas (generalmente no se utiliza). 17. ¿Cuáles son los requisitos en cuanto a la verticalidad, horizontalidad y concéntrica cuando se construyen ladrillos? Respuesta: Para garantizar la calidad de montaje de los materiales refractarios del horno de gasificación, durante la construcción se exige que cada capa de ladrillos esté en el mismo nivel y perpendicular al centro del horno. También se verifica la circularidad de la superficie interna de cada capa de ladrillos, de modo que su punto central coincida con la línea central del horno. Requisitos específicos: verticalidad de ±5 mm/m, horizontalidad de ±4 mm/m, y máxima concéntrica de 5 mm/m. 18. ¿Cuál es la función del baño de agua en la cámara de enfriamiento rápido? Respuesta: El baño de agua en la cámara de enfriamiento tiene dos funciones: (1) Cuando el gas sintético a alta temperatura entra en la cámara de enfriamiento, entra en contacto directo con el agua fría. Esto hace que las escorias presentes en el flujo de gas se solidifiquen y se depositen en el fondo de la cámara de enfriamiento. Al mismo tiempo, el gas sintético a alta temperatura también se enfría. (2) Se proporciona vapor saturado al sistema de conversión de CO (el vapor que se genera cuando el agua de enfriamiento se calienta), lo que permite ahorrar energía. Este es también uno de los grandes vantajes del proceso de enfriamiento por inyección de vapor. I. Llenar los espacios en blanco
1. Los cinco parámetros de proceso que están estrechamente relacionados con el funcionamiento de la válvula del tanque de almacenamiento en el sistema lógico de control del tanque: (Presión en el tanque ≤ 0,28 MPa), (Diferencia de presión en el tanque ≤ 0,18 MPa), (Nivel de líquido en el tanque de agua de lavado bajo), (Nivel de líquido en el tanque de agua de lavado alto), (Nivel de líquido en el tanque de almacenamiento lleno). 2. La válvula de seguridad del cilindro de bloqueo solo se cierra automáticamente en caso de estado de emergencia (es decir, cuando el nivel de líquido en la cámara de enfriamiento es muy bajo). 3. Al inspeccionar la boquilla de combustión, se debe prestar especial atención a las mediciones (el desgaste de las piezas resistentes a la abrasión de la boquilla y el estado del serpentín de agua de refrigeración). La vida útil normal de la boquilla de combustión es de (3 meses). 4. El propósito de añadir agua de reabastecimiento al tanque de separación de la bomba de vacío es (compensar las pérdidas de agua) y (reducir la temperatura del líquido de separación que se utiliza como agua de reabastecimiento para la bomba de vacío). 5. Las funciones del tanque de sellado con agua en la antorcha son: (función de sellado), (función de separación gas-líquido) y (función de amortiguación y reducción de presión). 6. Factores que afectan la viscosidad de la pulpa de carbón: (cantidad de aditivos), (distribución del tamaño de las partículas de la pulpa de carbón), (concentración de la pulpa de carbón). 7. La temperatura de operación del horno de gasificación está determinada por (la temperatura correspondiente a la viscosidad óptima de la escoria en el horno de gasificación). 8. La presión de operación en la última etapa de destilación por evaporación está determinada por la presión correspondiente a la temperatura del tanque de sedimentación. 9. El propósito del interruptor de derivación en la configuración del sistema de seguridad es (permitir la reparación de los componentes de detección que presentan fallos, sin afectar el funcionamiento de la gasificación). 10. Requisitos de tamaño de las partículas del carbón en bruto antes de su trituración: ≤10 mm. Requisitos de tamaño de las partículas de la caliza antes de su trituración: ≤30 mm. 13. Función del sellador de la antorcha: (evitar que entre aire en la antorcha); (separar los líquidos condensados presentes en los gases de escape).
14. Los factores que pueden causar el cierre automático de la bomba de pulpa de carbón durante la producción normal son: (señal de parada); (parada manual); (parada del horno de gasificación); (presión de aire de control muy baja); (apagón); (presión de lubricante muy baja); (fallas en el fluido de accionamiento); (presión alta en la salida de la bomba). 15. Principios de regulación de la temperatura durante el precalentamiento del horno de gasificación: (Aumento de temperatura: primero aumentar el volumen de extracción, luego aumentar el volumen de gas) ； Disminución de la temperatura: primero se reduce la cantidad de gas, y luego la cantidad de extracción). 16. Principios para aumentar o disminuir la carga en el horno de gasificación: (Aumento de carga: primero se añade la leche de carbón, y luego la cantidad de oxígeno) ； Reducción de carga: primero se reduce la cantidad de oxígeno, y luego la de pulpa de carbón). 17. Factores principales que afectan la concentración de la pulpa de carbón: (cantidad de aditivos utilizados), (contenido de humedad intrínseca en el carbón) y (distribución de tamaños de partículas). II. Preguntas y respuestas 1. ¿Cuál es el índice de control de la humedad superficial del carbón que entra en la molinería? ¿Qué efecto tiene un exceso de humedad en la superficie sobre el proceso de molienda? Respuesta: Indicadores de control de la humedad en la superficie del carbón al entrar en el molino de carbón