Teilen von Gassifizierungs-Fragenbanken

Thread Content

I. Fragen und Antworten 1. Erklären Sie den Begriff des Abnutzungsindex (Härte-Abnutzungsindex) Wie steht der Abriebindex, also der Haas-Index, in Beziehung zur Zerkleinerung und Mahlung von Kohle? Je höher der Ha-Index, desto stromsparender? Antwort: Der Abriebindex ist ein Maß für die Widerstandsfähigkeit des Rohkohlestoffs gegen Abnutzung während des Mahlvorgangs. Bei der Bestimmung des Zerkleinerbarkeitsindex von Kohle im Labor – also des Hardgrove-Index – werden 1 Gramm Anthrazitproben sowie 5 Gramm Bituminkohleproben miteinander vermischt. Anschließend wird die Mischung unter streng definierten Bedingungen kohlenisiert. Der entstehende Kokskohle wird anschließend in einem speziellen Trommelgerät getestet, um seine Abnutzungsresistenz zu ermitteln. Dieser Wert wird als Index angegeben. Je höher der Index ist, desto leichter lässt sich die Kohle zerkleinen – das bedeutet, dass die Härte der Kohle gering ist und sie daher leichter in eine geeignete Kohlesuspension umgewandelt werden kann. Daraus lässt sich schließen, dass je größer der Ha-Index ist, desto mehr Material verlässt die Mühle, also desto höher die Produktionsmenge ist. In Bezug auf die Produktionsmenge pro Zeiteinheit bedeutet dies außerdem einen geringeren Stromverbrauch. 2. Welcher Feststoffgehalt für Kohlestrom wird von Texaco empfohlen? Welche Auswirkungen haben zu hohe oder zu niedrige Werte auf den Transport, die Lagerung sowie die Gasifizierung von Kohlebrei? Antwort: Der von Texaco empfohlene Feststoffgehalt des Kohlebrennstoffs liegt bei 60,5–63 %. Ein zu hoher Feststoffgehalt im Kohlebrei, also eine höhere Konzentration des Kohlebreis, trägt dazu bei, die Gaserzeugungseffizienz zu steigern. Allerdings ist der Kohlebrei in diesem Fall sehr zähflüssig und hat eine schlechte Fließeigenschaften. Dadurch ist sein Transport mit Pumpen schwierig, und beim Lagern neigt er dazu, sich abzuscheiden und in Schichten zu trennen. Wenn die Konzentration der Kohlebutter zu niedrig ist, wird die Förderung durch die Pumpe sowie die Lagerung der Kohlebutter erleichtert. Allerdings sinkt die Menge an wirksamen Bestandteilen, die in den Gasifizierer gelangen – also das trockene Kohlepulver. Dadurch sinkt auch die Heizwertleistung. Zudem nimmt das Verdunsten des Wassers viel Wärme auf, wodurch die Effizienz der Gasifizierung abnimmt. 3. Welche Funktion haben Zusatzstoffe? Beschreiben Sie ihre physikalischen Eigenschaften Antwort: Die Funktion der Zusatzstoffe besteht darin, die Fließfähigkeit und Stabilität des Wasserkohlebreis zu verbessern. Als Tenside haben sie drei Funktionen: a) Sie sorgen dafür, dass die Kohlekörner benetzt werden, wodurch eine bessere Verbindung mit Wasser möglich wird ； b) Die größeren, gelartigen Kohlenpartikel sollten zerstäubt werden ； c) Es werden Kationen bereitgestellt, die als Gleichgewichtsionen der Hydratfilms fungieren und eine elektrolytische Wirkung entfalten. Seine physikalischen Eigenschaften sind wie folgt: Das Additiv hat eine dispergierte Wirkung; es kann die Hydrophilie sowie die Ladungseigenschaften der Kohlenkörner regulieren. Zudem verringert es die Wechselwirkungen zwischen den Ionen sowie der Hydratfilmschicht auf der Oberfläche der Kohlenkörner, wodurch das auf der Oberfläche der Kohlenkörner gebundene Wasser austritt. 4. Welche Einheiten gibt es für die Viskosität? Wie führen sie die Umrechnung durch? Antwort: Die Einheit der Viskosität wird aus dem Newtonschen Gesetz abgeleitet. Die physikalische Einheit ist das Poise, das mit dem Symbol P bezeichnet wird. Das Newtonsche Viskositätsgesetz besagt, dass der Scherstress zwischen Fluidschichten gleich dem Produkt aus der Viskosität des Fluids und dem Geschwindigkeitsgradienten ist. Nach diesem Gesetz ist die Viskositätseinheit Poise relativ groß; mit ihr werden Stoffe beschrieben, deren Viskositätswert sehr gering ist. (Zum Beispiel: Bei 20°C beträgt die Viskosität von Wasser 0,0102 Po). Deshalb wird sie in der Regel als 1/100 eines Po ausgedrückt – dabei wird das Centipoise (CP) als Einheit für die Viskosität verwendet. Weitere wichtige Einheiten für die Viskosität sind die internationale Einheit Pa•S sowie die technischen Einheiten kgf•s/m² und cm²/s. Die Umrechnungsbeziehungen lauten: 1 Pa•S = 10 P = 10³ CP; 1 kgf•s/m² = 98,1 P = 9810 CP. Was ist Viskosität? Wie hoch ist die Viskosität von Wasser bei 20°C? Die physikalische Größe, die die Zähigkeit eines Fluids beschreibt, wird als Viskosität bezeichnet. Sie gibt eine physikalische Eigenschaft des Fluids an. Die Definition der Viskosität kann auch aus dem Newton’schen Gesetz der Viskosität abgeleitet werden. Die physikalische Bedeutung der Viskosität besteht darin, dass sie die Schubspannung ist, die erforderlich ist, um einen Einheitsgeschwindigkeitsgradienten im strömenden Fluid zu erzeugen. Sie tritt nur auf, wenn das Fluid in Bewegung ist; bei der Analyse der Gesetze ruhender Fluide muss man die Viskosität daher nicht berücksichtigen. Viskosität ist eine der physikalischen Eigenschaften von Flüssigkeiten, deren Wert experimentell bestimmt wird. Bei 20 °C beträgt die Viskosität von Wasser (in physikalischen Einheiten) 1,02 CP. 6. Warum dürfen beim Eingang der Mühle keine Eisenstücke, Holzstücke, Rohre, Drähte usw. mit hineinkommen? Antwort: Die Mühle zerkleinert die Materialien durch Reibung zwischen den zu zerkleinernden Stoffen sowie durch die von der Mühlenwand aufgewirbelten Stoffe. Wenn Eisenstücke oder -drähte hinzukommen, können sie nicht zerkleinert werden. Zudem beschleunigen sie die Abnutzung des zu bearbeitenden Materials und können außerdem die Schutzplatten beschädigen. Weiche Materialien wie Holzblöcke sind sehr flexibel; Stoße und Reibung können sie nicht zermahlen. Steine sind harte Materialien, die schwer zu zermahlen sind. Röhren hingegen sind leichter zu handhaben; wenn sie sich mit den Stahlstäben vermischen, kann durch die Reibung und den Stoß eine Explosion entstehen. Außerdem können die oben genannten schwer zermahlbaren Stoffe nach dem Eintreten in den Trommelsieb des Mahlwerks das Sieb verstopfen; daher sollte vermieden werden, dass solche Stoffe in das Mahlwerk gelangen. 7. Welchen maximalen Wert für die Viskosität des Kohlebrennstoffs empfiehlt Texaco? Antwort: Die von Texaco empfohlene maximale Viskosität des Kohlebrennstoffs beträgt 1400 cP. 8. Welche Durchflussgeschwindigkeit des Kohlebrennstoffs wird von Texaco für die Rohrleitungen empfohlen? Warum? Antwort: Texaco empfiehlt eine Strömungsgeschwindigkeit des Kohlebrennstoffs in den Rohrleitungen von 0,6 bis 0,9 Metern pro Sekunde. Denn wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Kohlesuspension unter 0,6 Metern pro Sekunde liegt, neigt sie dazu, Kohlepartikel abzuscheiden. Bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten wiederum entsteht eine starke Abnutzung an den Rohrleitungen für die Kohlesuspension. 9. Warum müssen die Bediener die Konzentration der Kohlebrühe streng kontrollieren und verhindern, dass große Feststoffpartikel in das System gelangen? Antwort: Das Gassynergieprozessverfahren von Texaco erfordert eine Kohleslurry-Konzentration von 63 %. Dies ist einer der strengen Anforderungen dieses Prozesses. Er beeinflusst die Qualität der Gassynergieerzeugung, die Effizienz des Prozesses, die Betriebsbedingungen sowie den Transport des Kohleslurrys. Schwankungen in dieser Konzentration führen unweigerlich zu Instabilitäten in der Produktion. Deshalb muss die Konzentration stets im erforderlichen Bereich gehalten werden. Falls grobe Feststoffpartikel in das System gelangen, können die Ein- und Auslässe der Kohleschlammpumpe, Ventile sowie die Kohleschlammleitungen und die Düsen des Gasgewinnungsofens verstopfen. Zudem wird der Verschleiß im Kohleschlammsystem beschleunigt; außerdem kommt es zu einer unvollständigen Verbrennung und zu einer geringen Gasgewinnungseffizienz. 10. Welche Durchflussrate für O2-Leitungen empfiehlt Texaco? Antwort: Texaco verlangt, dass das O2 bei niedriger Geschwindigkeit fließen soll. Wenn der Druck des O2 über 40 kg/cm2 liegt, darf die maximale Fließgeschwindigkeit 12 m/s nicht überschreiten. Vermeiden Sie Schäden an den Klappenelementen der O2-Rückschlagventile sowie eine unregelmäßige Sauerstoffzufuhr zum Vergasungsofen. Die minimale Strömungsgeschwindigkeit sollte mindestens der vom Hersteller des Rückschlagventils empfohlene Wert sein. 11. Welche Aspekte müssen bei der Erprobung sowie beim Starten und Stoppen des O2-Systems berücksichtigt werden? Antwort: Die fertig montierten Sauerstoffleitungen müssen mit trockenem Stickstoff entlüftet sowie auf Dichtigkeit und Druck getestet werden. Während des Tests sollte man an allen Rohrverbindungen und Anschlüssen seifenhaltiges Wasser auftragen. Innerhalb von 1 Minute dürfen keine Blasen entstehen. Bei der Inbetriebnahme des SauerstoffleitungsSystems sollten die Ventile langsam geöffnet werden, um den Durchfluss schrittweise zu regulieren. Es ist strengstens verboten, die Ventile schnell zu öffnen oder zu schließen – dadurch könnte eine adiabatische Kompression oder eine zu hohe Fließgeschwindigkeit entstehen. Bei Rohrleitungen, die über einen langen Zeitraum genutzt werden, müssen vor der Inbetriebnahme Ventile, Biegungen, Treppen usw. entfernt werden. Es muss geprüft werden, ob es Anzeichen von Abnutzung oder Ansammlung von Eisenpartikeln gibt. Sollten solche Probleme festgestellt werden, müssen sie umgehend repariert oder ersetzt werden. 12. Warum benötigen Brenner Kühlwasserköpfe – und welche Funktion haben sie? Antwort: Da die Brenner in den Ofen hineinragen, beträgt die Temperatur der Arbeitsumgebung etwa 1450 °C. Ohne andere Kühlmöglichkeiten würden die Brenner sehr schnell durchbrennen. Deswegen wird weiches Wasser als Kühlwasser verwendet. Die Funktion der Kühlwasserschlangen besteht darin, den Brennerkopf vor Schäden durch hohe Wärmestrahlung zu schützen. 13. Beschreiben Sie den Arbeitsprinzip des Startpumpens sowie des Trennbehälters Antwort: (1) Der Ansauger besteht aus einem Dampfnadel, einem Verjüngungsröhrchen, einer Mischkammer sowie einem Erweiterungsröhrchen. Die Arbeitsdampfstrahlen strömen unter hohem Druck durch die Dampfdüsen mit einer Geschwindigkeit von 1000–1400 m/s heraus. Die statische Druckenergie wird dabei in kinetische Energie umgewandelt. Dadurch entsteht im Erweiterungsräumchen ein Unterdruck, der das Brenngas anzieht. Das eingesaugte Gas vermengt sich im Mischraum mit dem Dampf und tritt anschließend in den Erweiterungsräumchen ein. Dort nimmt die Geschwindigkeit allmählich ab, der Druck steigt entsprechend an. Die kinetische Energie wird wieder in statische Druckenergie umgewandelt, bevor der Dampf über den Auslass abgegeben wird. (1) Das Gas, das entsteht, wenn der Dampf aus dem Separator mit dem Verbrennungsgas (Abgas) vermischt wird, tritt tangential zur Innenwand des Separators in diesen ein. Nach dem Eintreten strömt die Luft im Behälter entlang der Innenwände in spiralförmiger Richtung nach unten. Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft prallt das Gas gegen die Wand des Behälters. Dadurch kühlt ein Teil des Dampfs ab und verwandelt sich in Wasser – dies geschieht aufgrund der Abkühlung der Wand. Das Wasser fließt entlang der Wand zum Boden des Behälters, während das Brenngas getrennt wird und über den zentralen Rohr im Behälter abgeleitet wird. Auf diese Weise wird eine Trennung von Gas und Flüssigkeit erreicht. 14. Nachdem die Zündung des Brenners erfolgreich war, wie sollte man den Sauerstoff- sowie den Kohleslurry-Zufluss in den Ofen regulieren? Antwort: Aus der Reaktion der teilweisen Oxidation von Kohlenstoff zu CO geht hervor (2C + O2 = 2CO + Q), dass das theoretische Mengenverhältnis von Sauerstoff zu Kohlenstoff 1:1 sein sollte. Daher ist das Verhältnis von Sauerstoff zu Kohle zu hoch; ein Teil des Kohlenstoffs verbrennt vollständig und erzeugt CO2. Dadurch steigt die Temperatur, wodurch der CO2-Gehalt im Gas ansteigt und die Effizienz des kühlen Gases sinkt. Ist er zu niedrig, ist die Reaktion unzureichend, was ebenfalls zu einer verringerten Umsetzungsrate von Kohlenstoff führt. Doch in der tatsächlichen Reaktion gibt es wechselseitige Einflüsse und Beschränkungen durch andere Reaktionen sowie Wärmeverluste usw., wodurch das Sauerstoff-Kohlenstoff-Verhältnis in der Regel etwas höher ist als der theoretische Wert. Nach der oben genannten Theorie sollte bei einer Erhöhung der Vergasungslast das Verhältnis von Sauerstoff zu Kohle so weit wie möglich dem theoretischen Wert entsprechen, um eine stabile Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten. Wenn eine Erhöhung der Menge notwendig ist, sollte zunächst die Menge an Kohlesuspension erhöht werden, anschließend die Menge an Sauerstoff – bei einer Verringerung der Last geschieht das umgekehrt. Dadurch kann verhindert werden, dass aufgrund eines zu hohen Verhältnisses von Sauerstoff zu Kohle die Temperatur im Gasifizierer zu hoch wird. 15. Warum müssen in Vergasungsofen Oberflächen-Thermoelemente installiert werden? Wie viele Punkte wurden insgesamt gemessen? Was zeigt eine lokale Temperaturerhöhung an? Antwort: Der Zweck der Montage von Temperatursonden an der Oberfläche des Vergasungsöfens besteht darin, die Oberflächentemperatur des Ofengehäuses zu überwachen. Wenn die Oberflächentemperatur zu hoch ist, führt dies zu Veränderungen in der inneren Struktur des Materials des Vergasungsofens. Dadurch sinkt die Zugfestigkeit, und im schlimmsten Fall kann es zum Platzen des Vergasungsofens kommen. Die Oberflächen-Thermoelemente eines einzelnen Gasifizierungsofens sind 1200 Fuß lang. Φ3mm Draht, etwa 30 Temperaturmessbereiche. Die lokale Temperaturerhöhung wird durch das Abfallen und die unsachgemäße Montage von Feuersteinen verursacht. Wenn Feuersteine abfallen, nimmt der Gesamtwiderstand gegen Wärmeleitung an der betreffenden Stelle ab, wodurch die Wärmemenge, die übertragen wird, zunimmt und es zu einer Temperatursteigerung kommt. Bei einer falschen Installation kann das Eindringen von Gas in die Ofenwand ebenfalls zu einem Temperaturanstieg führen. 16. Wie groß sind die Abmessungen des Schlackenauslasses im Vergasungsofen? Welche Faktoren führen zu einer Verengung des Schlackenauslasses im Vergasungsofen? Anhand welcher Phänomene wird das beurteilt? Was tun, sobald man es entdeckt hat? Antwort: Die Größe des Auslasses für den Gaserhitzungs-Schlacke beträgt 625 mm ； Der Grund für die verstopfte Schlackenauslassöffnung ist: Die Betriebstemperatur des Gasifizierungsofens ist zu niedrig, wodurch die Viskosität der Schlacke zunimmt (die Viskosität von Asche ist umgekehrt proportional zur Temperatur). Einerseits trifft der mit Schlacke angereicherte Synthesegas beim Durchfluss durch den Schlackenauslass auf die Umgebung des Auslasses und sammelt sich dort an. Andererseits fließt auch die auf die feuerbeständigen Ziegel an der Brennfläche treffende Schlacke nach unten und sammelt sich am Schlackenauslass – bis dieser schließlich verstopft ist. Dieses Phänomen kann mit dem Differenzdruckmesser PDI203 (oder PDI253) erkannt werden. Bei Verstopfungen erhöht sich der Druckunterschied. Sollte das auftreten, können folgende Maßnahmen ergriffen werden: (1) Das Verhältnis von Sauerstoff zu Kohle erhöhen, die Ofentemperatur steigern sowie die Viskosität des Asches verringern ； (2) Die Betriebsdruck des Gaskessels sollte angemessen reduziert werden, um die Flamme zu verlängern, die Temperatur an der Schlackeöffnung zu erhöhen und so das Ansammeln von Schlacke zu fördern, damit diese schmilzt und abfließt (in der Regel wird dies nicht angewandt). 17. Welche Anforderungen gelten bei dem Verlegen von Ziegeln hinsichtlich der Vertikalität, Horizontalität und Konzentrisität? Antwort: Um die Qualität des Zusammenbaus der feuerfesten Materialien im Gaskenerator sicherzustellen, muss während der Bauarbeiten jede Ziegelreihe in derselben Horizontalen liegen und senkrecht zur Mitte des Gaskombinats ausgerichtet sein. Zudem ist die Rundheit der inneren Oberfläche jeder Ziegelreihe zu überprüfen; deren Mittelpunkt muss mit der Mittellinie des Gaskombinats übereinstimmen. Konkrete Anforderungen: Vertikalität ±5 mm/m, Horizontalität ±4 mm/m, maximale Konzentrisität ±5 mm/m. 18. Welche Funktion hat das Wasserbad im Abkühlraum? Antwort: Das Wasserkühlsystem im Abkühlraum hat zwei Funktionen: (1) Wenn das hochtemperierte Synthesegas in den Abkühlraum gelangt, kommt es in direkten Kontakt mit dem Kühlwasser. Dadurch erstarrt der im Gas enthaltene Schlamm und sinkt an den Boden des Abkühlraums. Gleichzeitig wird auch das hochtemperierte Synthesegas gekühlt. (2) Es wird gesättigter Dampf für das CO-Umwandlungssystem bereitgestellt – Dampf, der entsteht, wenn das Kühlmittel erhitzt wird. Dadurch wird Energie eingespart; das ist ebenfalls ein großer Vorteil des Kühlvorgangs. I. Fill-in-the-blanks
1. Die fünf Prozessparameter, die im Logiksystem des Lockhoppers eng mit der Betätigung der Lockhopper-Ventile zusammenhängen: (Lockhopper-Druck ≤ 0,28 MPa), (Druckunterschied im Lockhopper ≤ 0,18 MPa), (niedriger Füllstand im Spülwassertank), (hoher Füllstand im Spülwassertank), (Lockhopper ist vollständig gefüllt). 2. Das Sicherheitsventil des Lockhoppers schließt sich nur im Notfall (d.h. bei einem zu niedrigen Flüssigkeitsstand im Quenchtank) automatisch. 3. Bei der Überprüfung der Brenner sollte besonders auf die Messungen geachtet werden (Verschleiß der Abnutzungsteile des Düsenkopfs sowie Zustand der Kühlmittelröhren). Die normale Betriebsdauer der Brenner beträgt 3 Monate. 4. Der Zweck des Nachfüllens von Wasser in den Trenntank der Vakuumpumpe besteht darin, den Wasserverlust auszugleichen sowie die Temperatur der Flüssigkeit zu senken, die als Nachfüllwasser für die Vakuumpumpe verwendet wird. 5. Die Funktion des Wassersperrensystems in der Fackel besteht darin: eine Wassersperre zu bilden, Gas und Flüssigkeit voneinander zu trennen sowie einen Druckabfall abzufedern. 6. Faktoren, die die Viskosität der Kohlesuspension beeinflussen: (Menge der Zusatzstoffe), (Korngrößenverteilung der Kohlesuspension), (Konzentration der Kohlesuspension). 7. Die Betriebstemperatur des Vergasungsofens wird durch die Temperatur bestimmt, bei der die optimale Schmelzviskosität des Asches im Vergasungsofen vorliegt. 8. Der Betriebsdruck in der letzten Verdampfungsstufe wird durch den Druck bestimmt, der der Temperatur im Setzbecken entspricht. 9. Der Zweck des Umleiters bei der Einstellung des Sicherheitssystems ist es, defekte Detektorelemente zu ersetzen, ohne die Funktion der Vergasung zu beeinträchtigen. 10. Anforderungen an die Korngröße des vorzerkleinerten Rohkohles (≤10 mm); Anforderungen an die Korngröße des vorzerkleinerten Kalksteins (≤30 mm). 13. Funktion des Funkenlöschers: Verhinderung des Eindringens von Luft in die Fackel sowie Trennung des Kondensats aus den Abgasen.
14. Faktoren, die während des normalen Betriebs dazu führen können, dass die Hochdruck-Pumpen für Kohlebrei ausfallen: Signal zum Anhalten der Pumpen, manuelles Anhalten, Ausfall des Gasifizierungsofens, zu niedriger Druck des Steuerluftsystems, Stromausfall, zu niedriger Druck des Schmieröls, Fehler im Antriebsfluid sowie zu hoher Druck am Pumpenausgang. 15. Prinzipien der Temperaturregulierung beim Vorheizen des Vergasungsofens: (Temperaturerhöhung: Zunächst die Absaugmenge erhöhen, anschließend die Menge an Gas) ； Temperatursenkung: Zuerst die Gasmenge verringern, anschließend die Absaugmenge. 16. Prinzipien für das Anheben und Senken der Belastung im Vergasungsofen: (Anheben der Belastung: Zuerst wird Kohleschlamm zugegeben, anschließend die Sauerstoffmenge.) ； Lastreduzierung: Zuerst wird die Sauerstoffmenge verringert, anschließend die Kohlebrühe. 17. Hauptfaktoren, die die Konzentration der Kohlepaste beeinflussen: (Menge der Zusatzstoffe), (innere Feuchtigkeitsgehalt der Kohle), (Korngrößenverteilung). II. Frage-Antwort-Fragen
1. Wie hoch sollten die Kennwerte für den Oberflächenfeuchtigkeitsgehalt des Kohlestoffs sein, der in die Mahlanlage gelangt? Welchen Einfluss hat zu viel Oberflächenfeuchtigkeit auf den Mahlprozess? Antwort: Kontrollwerte für die Oberflächenfeuchtigkeit des Kohlestoffs, der in den Kohlezerkleinerer eingegeben wird