انتشار مجموعه سؤالات گازیسازی
Thread Content
۱. سؤالات پاسخی۱. مفهوم شاخص خردشدنی (شاخص هاردینگ) را توضیح دهید؟ رابطه بین شاخص خردشوندگی، یعنی شاخص هاردی، و فرآیند خرد کردن و آسیاب کردن زغالسنگ چیست؟ آیا هرچه شاخص هاردی بالاتر باشد، مصرف انرژی کمتر میشود؟ پاسخ: شاخص خردشوندگی، معیاری برای سنجش میزان مقاومت کک در برابر خرد شدن در فرآیند آسیابکردن است. هنگام اندازهگیری شاخص خردشوندگی زغالسنگ (یعنی شاخص هاردلوف) در آزمایشگاه، از ۱ گرم نمونه زغالسنگ سیاه و ۵ گرم نمونه زغالسنگ بیدود استفاده میشود؛ این نمونهها پس از مخلوط شدن کامل، تحت شرایط دقیقاً مشخصشده کربنیزه میشوند. سپس کک حاصل در یک دستگاه چرخشی خاص قرار داده شده و ضریب مقاومت آن در برابر خردشدگی اندازهگیری میشود؛ این ضریب هرچه بالاتر باشد، به معنای خردشدن آسانتر زغالسنگ است؛ یعنی سختی زغالسنگ کمتر بوده و به راحتی میتوان آن را به شکل سس زغالسنگ مناسب تبدیل کرد. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که هرچه شاخص هاردینگ بالاتر باشد، مقدار خروجی آسیاب، یعنی تولید، بیشتر خواهد بود؛ همچنین از نظر تولید در واحد زمان، مصرف انرژی نیز کمتر خواهد بود. ۲. شاخص میزان مواد جامد در سس زغالسنگ توصیهشده توسط تکساکو چقدر است؟ سطح بالا یا پایین، چه تأثیری بر انتقال، ذخیرهسازی و گازسازی سیال زغالسنگ دارد؟ پاسخ: میزان ذرات جامد در سس زغالسنگ توصیهشده توسط تکساکو، بین ۶۰.۵ تا ۶۳٪ است. میزان مواد جامد در سس زغال، یعنی غلظت سس زغال، در صورت بالا بودن، به بهبود بازدهی فرآیند گازسازی کمک میکند؛ اما در این حالت، چسبندگی سس زغال زیاد شده و روانی آن کاهش مییابد، که این امر منجر به مشکلاتی در انتقال آن توسط پمپها میشود. همچنین، در هنگام نگهداری، این سس به راحتی رسوب کرده و لایهبندی میشود. در صورتی که غلظت سس زغالسنگ خیلی پایین باشد، این امر به انتقال سس زغالسنگ توسط پمپ و نگهداری آن کمک میکند؛ اما مقدار مواد مؤثر ورودی به کوره گازسازی (یعنی زغالسنگ خشک) کاهش مییابد، انرژی حرارتی نیز کمتر میشود. همچنین، تبخیر رطوبت مقدار زیادی گرما را مصرف میکند و در نتیجه باعث کاهش کارایی فرآیند گازسازی میشود. ۳. کاربرد افزودنیها چیست؟ ویژگیهای فیزیکی آنها را توضیح دهید پاسخ: کارکرد افزودنیها، بهبود جریانپذیری و پایداری سس آب-زغال است؛ این مواد به عنوان فعالکنندههای سطحی سه کارکرد دارند: الف) مرطوب کردن دانههای زغال تا اتصال آنها به آب آسانتر شود ; ب) پراکندن دانههای بزرگتر زغال ژلاتینی ; ج) ارائه کاتیونها به عنوان یونهای تعادلی در لایه هیدراته، برای ایفای نقش الکترولیتی. ویژگیهای فیزیکی آن به شرح زیر است: این افزودنی دارای خاصیت پراکندگی است؛ میتواند خواص هیدروفیلی و بار الکتریکی سطح دانههای زغال را تنظیم کند، نیروهای بین لایه هیدراته روی سطح دانهها و یونها را کاهش دهد و باعث میشود آب موجود روی سطح دانهها خارج شود. ۴. واحدهای چسبندگی چه هستند؟ آنها چگونه تبدیل میکنند؟ پاسخ: واحد چسبندگی از قوانین نیوتن استنباط میشود؛ واحد فیزیکی آن «پوئیز» است که با نماد P نشان داده میشود. قانون چسبندگی نیوتن میگوید که تنش برشی بین لایههای سیال، برابر است با حاصلضرب چسبندگی سیال در شیب سرعت. بر اساس این قانون، واحد چسبندگی «پواز» مقدار بالایی دارد و مقادیر چسبندگی موادی که با آن بیان میشوند، بسیار کم است. (برای مثال: در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد، چسبندگی آب برابر با ۰.۰۱۰۲ پوز است)، بنابراین معمولاً این مقدار به صورت ۱/۱۰۰ پوز بیان میشود و «سانتیپوز» (CP) به عنوان واحد چسبندگی استفاده میگردد. سایر واحدهای اصلی چسبندگی شامل واحد بینالمللی Pa•S، واحد مهندسی kgf•s/m² و واحد cm²/s میباشند. روابط تبدیل به این صورت است: ۱ Pa•S = ۱۰ P = ۱۰³ CP؛ kgf•s/m² = ۹۸.۱ P = ۹۸۱۰ CP. چسبندگی چیست؟ چسبندگی آب در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد چقدر است؟ مقدار فیزیکی که نشاندهنده میزان چسبندگی یک سیال است، چسبندگی نامیده میشود. این مقدار ویژگیهای فیزیکی سیال را بیان میکند؛ همچنین میتوان تعریف چسبندگی را از قانون چسبندگی نیوتن استخراج کرد. معنای فیزیکی چسبندگی، ایجاد تنش کششی ناشی از گرادیان سرعت در جریان مایعات است؛ این پدیده تنها زمانی رخ میدهد که مایع در حال حرکت باشد. هنگام تحلیل قوانین مربوط به مایعات در حالت سکون، نیازی به در نظر گرفتن عامل چسبندگی نیست. چگالی، یکی از ویژگیهای فیزیکی سیالات است که مقدار آن از طریق آزمایش تعیین میشود. چسبندگی آب در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد (به واحدهای فیزیکی) برابر با ۱.۰۲ CP است. ۶. چرا نباید قطعات آهنی، تکههای چوب، لولهها، سیمها و موارد مشابه وارد ورودی آسیاب شوند؟ پاسخ: آسیاب از طریق اصطکاک بین موادی که در حال آسیاب شدن هستند و همچنین موادی که توسط بدنه آسیاب به بالا پرتاب میشوند، مواد را خرد میکند. اگر قطعات یا سیمهای آهنی وارد شوند، نه تنها نمیتوان آنها را خرد کرد، بلکه باعث افزایش فرسودگی موادی میشوند که در حال سنگزنی هستند و همچنین به صفحات پوششی آسیب میرسانند. مواد انعطافپذیر مانند تکههای چوب، انعطافپذیری خوبی دارند و ضربه و اصطکاک نمیتواند آنها را خرد کند. سنگ مادهای سخت است و خرد کردن آن دشوار است، *لوله* اما آسان است؛ با ورود به داخل، در اثر اصطکاک و برخورد با میله فولادی، به راحتی میتواند منجر به انفجار شود. علاوه بر این، مواد سختخردشوی ذکر شده پس از ورود به الک چرخ دستگاه آسیاب، الک را مسدود میکنند؛ بنابراین باید از ورود این مواد به داخل دستگاه آسیاب جلوگیری شود. ۷. حداکثر مقدار چسبندگی سس زغالی که تکساکو توصیه میکند، چقدر است؟ پاسخ: حداکثر چسبندگی مایع زغال سنگ توصیهشده توسط تکساکو، ۱۴۰۰ cP است. ۸. سرعت جریان خمیر زغالسنگ برای لولههای مربوط به خمیر زغالسنگ، طبق توصیههای تکساکو، چقدر است؟ چرا؟ پاسخ: شرکت تکساکو سرعت جریان خمیر زغال در لولههای انتقال خمیر زغال را بین ۰٫۶ تا ۰٫۹ متر بر ثانیه توصیه میکند. زیرا وقتی سرعت جریان محلول زغالسنگ کمتر از ۰.۶ متر بر ثانیه باشد، تمایل به تشکیل دانههای زغالسنگ وجود دارد؛ در حالی که در سرعتهای بالاتر، فرسایش لولههای حامل محلول زغالسنگ بسیار شدید میشود. ۹. چرا اپراتورها باید غلظت سس زغال را بهطور دقیق کنترل کنند و از ورود ذرات جامد بزرگ به سیستم جلوگیری نمایند؟ پاسخ: فرآیند گازسازی تکساکو نیازمند غلظت ۶۳ درصدی محلول زغالسنگ است که یکی از شاخصهای بسیار مهم در این فرآیند محسوب میشود. این غلظت بر کیفیت گازسازی، بازدهی فرآیند، شرایط عملیاتی و همچنین انتقال محلول زغالسنگ تأثیر میگذارد؛ نوسانات در این غلظت قطعاً منجر به عدم پایداری شرایط تولید خواهد شد، بنابراین لازم است که این شاخص در محدوده مشخصشده کنترل شود. اگر ذرات جامد بزرگی وارد سیستم شوند، میتوانند ورودی و خروجی پمپ محلول زغال، شیرها و لولههای مربوط به محلول زغال، همچنین شعلههای کوره گازسازی را مسدود کنند. این امر همچنین باعث افزایش سایش در سیستم محلول زغال میشود و باعث میگردد سوختن کامل نشود و بازدهی گازسازی پایین باشد. ۱۰. سرعت جریان لوله O2 توسط تکساکو چقدر است؟ پاسخ: تکساکو میخواهد که O2 در سرعت پایین جریان داشته باشد؛ هنگامی که فشار O2 بیشتر از ۴۰ کیلوگرم بر سانتیمتر مربع باشد، حداکثر سرعت جریان آن نباید بیشتر از ۱۲ متر بر ثانیه باشد. برای جلوگیری از آسیب ناشی از برخورد صفحات شیر بازگشت O2 و همچنین تأمین اکسیژن نامنظم به کوره گازسازی، سرعت جریان باید حداقل برابر یا بیشتر از حداقل سرعت جریان توصیهشده توسط تولیدکننده شیر بازگشت باشد. ۱۱. هنگام آزمایش و راهاندازی/خاموش کردن سیستم O2، به چه مسائلی باید توجه کرد؟ پاسخ: لولههای اکسیژن پس از مونتاژ، باید با نیتروژن خشک تمیز شده و تحت آزمایش عدم نشت و فشار قرار گیرند. هنگام آزمایش، باید روی تمام اتصالات و قطعات لولهای، آب صابون بدون چربی مالیده شود؛ در عرض ۱ دقیقه نباید حبابی ایجاد شود. هنگام آزمایش سیستم انتقال اکسیژن، باید دریچهها به آرامی باز شوند و جریان به تدریج تنظیم گردد. باز و بسته کردن ناگهانی دریچهها کاملاً ممنوع است تا از فشردهسازی انرژی یا جریان بیش از حد در لحظه جلوگیری شود. در مورد لولههایی که برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفتهاند، پیش از راهاندازی خودرو، باید شیرها، پیچها، ترکیبات سهراهی و سایر قطعات لولهای را جدا کرد و بررسی کرد که آیا علائم فرسودگی، نازک شدن یا تجمع ذرات آهن وجود دارد یا خیر؛ در صورت یافتن چنین مشکلاتی، باید به موقع آنها را تعویض و تمیز کرد. ۱۲. چرا در شعلهزنها سیستم لولهکشی آب خنککننده وجود دارد و کاربرد آن چیست؟ پاسخ: چون شعلهزن در داخل کوره قرار دارد و دمای محیط کاری حدود ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد است، در صورت عدم وجود روش سرمایشی دیگر، شعلهزن به سرعت ذوب میشود؛ بنابراین از آب نرم به عنوان آب سرمایش استفاده میشود. کارکرد سیمپیچ آب خنککننده، محافظت از قسمت سر برشر است تا از آسیب ناشی از تابش حرارتی با دمای بالا در امان بماند. ۱۳. اصل کارکرد پمپ استخراج و مخزن جداسازی را توضیح دهید؟ پاسخ: (۱) دستگاه مکش راهاندازیشونده: این دستگاه از نازل بخار، لوله کاهنده قطر، محفظه مخلوطسازی و لوله گستردهکننده تشکیل شده است. بخار کاری تحت فشار بالا، از طریق نازل بخار با سرعت ۱۰۰۰ تا ۱۴۰۰ متر بر ثانیه پرتاب میشود؛ انرژی فشاری آن به انرژی جنبشی تبدیل میگردد. در نتیجه، فشار منفی در حفره گسترشیافته ایجاد شده و گاز سوخت وارد میشود. گاز ورودی در اتاق مخلوطسازی با بخار مخلوط شده و سپس وارد اتاق گسترشیافته میشود؛ در اینجا سرعت به تدریج کاهش یافته و فشار افزایش مییابد. انرژی جنبشی دوباره به انرژی فشاری تبدیل شده و سپس از خروجی فشاری خارج میگردد. (۱) گاز حاصل از جداسازی بخار و گازهای احتراقی (گازهای دودی)، در جهت خط مماس داخلی مخزن جداسازی وارد آن میشود. پس از ورود، جریان هوا در داخل محفظه در امتداد دیوارههای داخلی به صورت چرخشی به سمت پایین حرکت کرده و جریانی مارپیچی ایجاد میکند. به دلیل نیروی گرانش مرکزگرا، هنگام برخورد گاز با دیواره ظرف، بخشی از بخار به دلیل سرمایش دیواره، به آب تبدیل شده و در امتداد دیواره به سمت ته ظرف جریان مییابد؛ در حالی که گاز سوختی جدا شده و از لوله مرکزی ظرف خارج میشود تا از این طریق جداسازی گاز و مایع انجام شود. ۱۴. پس از روشن شدن مشعل، چگونه باید جریان اکسیژن و سس زغالسنگ وارد شده به کوره تنظیم شود؟ پاسخ: بر اساس واکنش اکسیداسیون جزئی کربن تا تشکیل CO (۲C + O₂ = ۲CO + Q)، مقدار نظری اکسیژن باید نسبت ۱ به ۱ بین اتمهای اکسیژن و کربن باشد. بنابراین، نسبت اکسیژن به زغال بیش از حد است؛ بخشی از کربن به طور کامل سوخته و CO2 تولید میشود. این امر باعث افزایش دما میگردد و در نتیجه میزان CO2 در گاز زغالی افزایش یافته و کارایی گاز زغالی سرد کاهش مییابد. اگر مقدار آن خیلی کم باشد، واکنش بهخوبی رخ نمیدهد و این امر منجر به کاهش نرخ تبدیل کربن میشود. اما در واکنشهای واقعی، به دلیل تأثیرات متقابل و محدودیتهای واکنشهای دیگر و همچنین اتلاف گرما، نسبت اکسیژن به زغال معمولاً کمی بالاتر از مقدار تئوری است. بر اساس نظریه فوق، هنگام افزایش بار گازسازی، باید نسبت اکسیژن به زغال را تا حد امکان به مقدار نظری نزدیک کرد تا دمای عملیاتی پایدارتری حفظ شود. هنگامی که نیاز به افزایش مقدار وجود دارد، ابتدا جریان سس زغالسنگ افزایش یافته و سپس جریان اکسیژن (در هنگام کاهش بار، برعکس)؛ این کار میتواند از افزایش بیش از حد نسبت اکسیژن به زغالسنگ و در نتیجه گرمای بیش از حد در کوره گازسازی جلوگیری کند. ۱۵. چرا در کوره تبدیل به بخار، سنسورهای دمای سطحی نصب میشوند؟ در مجموع چند نقطه اندازهگیری شده است؟ افزایش دمای موضعی چه مشکلی را نشان میدهد؟ پاسخ: هدف از نصب دماسنج سطحی در کوره گازسازی، پایش دمای سطح بدنه کوره است. اگر دمای سطح بیش از حد باشد، باعث تغییر در ساختار داخلی مواد تشکیلدهنده کوره گازسازی میشود؛ در نتیجه تنش کاهش یافته و استحکام آن کاهش مییابد. در موارد شدید، این امر میتواند منجر به انفجار کوره گازسازی شود. طول سنسور حرارتی روی هر کوره گازساز، ۱۲۰۰ فوت است. سیم فلزی با قطر ۳ میلیمتر، حدود ۳۰ ناحیه اندازهگیری دما دارد. افزایش دمای موضعی ناشی از جدا شدن آجرهای مقاوم در برابر حرارت و نصب نادرست آنها است؛ هنگامی که آجرهای مقاوم در برابر حرارت جدا میشوند، مقاومت حرارتی در نقطه جداشدن کاهش یافته و میزان انتقال حرارت افزایش مییابد، که منجر به افزایش دما میشود. در صورت نصب نادرست، ورود گاز به دیواره کوره نیز میتواند باعث افزایش دما شود. ۱۶. اندازه دریچه خروج سرباره گازیساز چقدر است؟ چه عواملی باعث انسداد ورودی خاکستر در کوره گازسازی میشوند؟ با چه پدیدهای قضاوت میشود؟ وقتی راه مقابله با آن پیدا شد، چه کار میکنیم؟ پاسخ: اندازه دریچه خاکستر گازیسازی ۶۲۵ میلیمتر است ; دلیل انسداد ورودی خاکستر، دمای پایین عملیات کوره گازسازی و افزایش چسبندگی خاکستر است (چسبندگی خاکستر معکوسهمانند دما است). از یک سو، جریان گاز سنتز شده حاوی خاکستر، هنگام عبور از دریچه خاکستر، به دیوارههای اطراف آن برخورد کرده و باعث تجمع آن میشود؛ از سوی دیگر، خاکستری که به آجرهای مقاوم در برابر حرارت برخورد میکند نیز به سمت پایین جریان یافته و در دریچه خاکستر تجمع میکند، تا اینکه دریچه مسدود شود. میتوان این پدیده را با استفاده از دستگاه اندازهگیری فشار تفاضلی PDI203 (یا PDI253) تشخیص داد. در هنگام انسداد، تفاوت فشار افزایش مییابد؛ در صورت بروز آن، میتوان اقدامات زیر را انجام داد: (۱) افزایش نسبت اکسیژن به زغال، افزایش دمای کوره، و کاهش چسبندگی خاکستر ; (۲) کاهش مناسب فشار عملیاتی کوره گازسازی، دراز شدن شعله و افزایش دمای ناحیه مخرج خاکستر، تا خاکسترهای تجمعیافته ذوب شده و سرازیر شوند (معمولاً از این روش استفاده نمیشود). ۱۷. هنگام مونتاژ آجر، چه الزاماتی در خصوص عمودی بودن، افقی بودن و هممرکزی وجود دارد؟ پاسخ: برای اطمینان از کیفیت مونتاژ مواد مقاوم در برابر حرارت در کوره گازسازی، در طول فرآیند ساخت، الزام است که هر لایه از آجرها در یک سطح یکسان قرار گیرند و عمود بر مرکز کوره باشند؛ همچنین باید صافی سطح داخلی هر لایه از آجرها بررسی شود تا نقطه مرکزی آنها با خط مرکزی کوره همخطا باشد. الزامات دقیق: زاویه عمودی ±۵ میلیمتر بر متر، زاویه افقی ±۴ میلیمتر بر متر، و حداکثر هممرکزی ۵ میلیمتر بر متر. ۱۸. کاربرد حمام آبی در اتاق سردسازی چیست؟ پاسخ: حمام آبی اتاق خنکسازی دو کارکرد دارد: (۱) پس از ورود گاز سنتز شده با دمای بالا به اتاق خنکسازی، با آب خنک در تماس مستقیم قرار میگیرد؛ در نتیجه، خاکسترهای موجود در جریان گاز منجمد شده و در کف اتاق خنکسازی رسوب میکنند. در عین حال، گاز سنتز شده با دمای بالا نیز خنک میشود. (۲) تأمین بخار اشباع (بخار حاصل از گرم شدن آب خنککننده) برای سیستم تبدیل CO، که منجر به صرفهجویی در انرژی میشود؛ این نیز یکی از مزایای بزرگ فرآیند خنککردن است. ۱. پر کردن خلأها: ۱. پنج پارامتر فرآیندی که در سیستم منطقی مخزن قفلشونده، ارتباط تنگاتنگی با عملکرد شیرهای مخزن قفلشونده دارند (فشار مخزن قفلشونده ≤ ۰.۲۸ MPa)، (تفاوت فشار در مخزن قفلشونده ≤ ۰.۱۸ MPa)، (سطح مایع در مخزن آب شستشو پایین است)، (سطح مایع در مخزن آب شستشو بالا است)، (سطح مایع در مخزن قفلشونده پر است). ۲. شیر ایمنی مخزن قفلشده تنها در صورت (وضعیت حاد، یعنی سطح مایع در اتاق خنککننده بسیار پایین)، به طور خودکار بسته میشود. ۳. بررسی اجزای حرارتی باید با تمرکز بر اندازهگیریها انجام شود (وضعیت فرسودگی قطعات مقاوم در نازل و وضعیت سیستم خنککننده). عمر مفید عادی شعلهزن، (۳ ماه) است. ۴. هدف اضافه کردن آب به مخزن جداسازی پمپ خلأ، (جبران اتلاف آب) و (کاهش دمای مایع جداشده برای استفاده به عنوان آب تأمینکننده پمپ خلأ) است. ۵. کاربردهای مخزن آببندی فانوس: (عملکرد آببندی)، (جداسازی گاز و مایع)، (کاهش فشار). ۶. عوامل مؤثر بر چسبندگی سس زغال: (میزان افزودنیها)، (توزیع اندازه ذرات سس زغال)، (غلظت سس زغال). ۷. دمای عملیاتی کوره گازسازی توسط (دمای متناظر با چسبندگی بهینه خاکستر در کوره گازسازی) تعیین میشود. ۸. فشار عملیاتی مرحله آخر تبخیر، توسط (فشار متناظر با دمای مخزن رسوبگیری) تعیین میشود. ۹. هدف از تنظیم کلید میانخط سیستم ایمنی، (تعمیر اجزای تشخیصی خراب شده، بدون اینکه به عملکرد گازسازی اثری برسد) است. ۱۰. الزامات اندازه ذرات زغال سنگ خام پیشخرد شده (≤۱۰ میلیمتر)؛ الزامات اندازه ذرات سنگ آهک پیشخرد شده (≤۳۰ میلیمتر). ۱۳. عملکرد درپوش مولتونباک (جلوگیری از ورود هوا به مولتونباک) (جداسازی مایعات متراکم موجود در گازهای خروجی)
۱۴. عواملی که ممکن است در فرآیند تولید عادی باعث قطع کار پمپ سس زغالسنگ با فشار بالا شوند عبارتند از: (سیگنال فرمان توقف) (توقف دستی) (قطع کار کوره گازسازی) (فشار هوای ابزارآلات بسیار پایین) (قطع برق) (فشار روغن لغزشی بسیار پایین) (خرابی مایع محرک) (فشار خروجی پمپ بالا). ۱۵. اصول تنظیم دما هنگام گرمکردن کوره گازسازی: (افزایش دما: ابتدا میزان خروجی هوا را افزایش داد، سپس میزان گاز را) ; کاهش دما: ابتدا مقدار گاز را کاهش دهید، سپس میزان مکش را. ۱۶. اصول افزایش و کاهش بار در کوره گازسازی: (افزایش بار: ابتدا مخلوط زغالسنگ را افزایش داد، سپس مقدار اکسیژن را) ; کاهش بار: ابتدا مقدار اکسیژن و سپس مایع زغالسنگ کاهش مییابد. ۱۷. عوامل اصلی تأثیرگذار بر غلظت سس زغالسنگ: (میزان افزودنیها)، (میزان رطوبت ذاتی در زغالسنگ)، (توزیع اندازه ذرات). ۲. سؤالات پاسخی
۱. شاخص کنترل رطوبت سطحی زغالسنگ وارد شده به آسیاب چقدر است؟ وجود رطوبت بیش از حد روی سطح، چه تأثیری بر فرآیند آسیابکردن دارد؟ پاسخ: شاخص کنترل رطوبت سطحی زغالسنگ ورودی به آسیاب زغالسنگ