Compartilhamento de banco de questões de gasificação

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I. Perguntas e respostas 1. Explique o conceito de índice de abrasividade (índice de abrasividade de Hardness) Qual é a relação entre o índice de moagem e o índice de Hardness, no que diz respeito à trituração do carvão? Quanto maior o índice de Haas, maior a economia de energia? Resposta: O índice de abrasividade refere-se a uma medida da resistência do carvão bruto à abrasão durante o processo de moagem. Nos laboratórios, para determinar o índice de moagem do carvão (ou seja, o índice de Hardgrove), toma-se 1 grama de amostra de carvão bituminoso e 5 gramas de amostra de carvão antracítico. Essas amostras são misturadas adequadamente e, em condições rigorosamente controladas, submetidas ao processo de carbonização. O coque resultante é então submetido a testes de resistência à abrasão em um tambor especial. O índice obtido indica o grau de resistência do coque à abrasão; quanto maior o índice, maior a facilidade com que o carvão pode ser moído, ou seja, menor é a dureza do carvão, tornando-o mais fácil de ser transformado em uma pasta de carvão de qualidade adequada. Portanto, pode-se concluir que, quanto maior o índice de Haas, maior será a produção obtida a partir do moinho. Além disso, em termos de produção por unidade de tempo, também há uma economia de energia. 2. Qual é o índice de teor de sólidos no slurry de carvão recomendado pela Texaco? Qual é o impacto de valores excessivamente altos ou baixos no transporte, armazenamento e gaseificação da pasta de carvão? Resposta: A Texaco recomenda que o teor de sólidos no slurry de carvão esteja entre 60,5% e 63%. Um teor elevado de sólidos no slurry de carvão, ou seja, uma maior concentração do mesmo, contribui para melhorar a eficiência da gasificação. No entanto, nesse caso, a viscosidade do slurry é alta, o que dificulta seu transporte por meio de bombas. Além disso, durante o armazenamento, o slurry tende a se depositar e formar camadas. Quando a concentração da pasta de carvão é muito baixa, isso facilita o transporte pela bomba e o armazenamento da pasta de carvão. No entanto, a quantidade de componentes efetivos que chegam ao forno de gasificação (ou seja, o carvão em estado seco) diminui, o valor calorífico também diminui, e a evaporação da água absorve uma grande quantidade de calor, o que reduz a eficiência da gasificação. 3. Qual é a função dos aditivos? Descreva suas propriedades físicas Resposta: A função dos aditivos é melhorar a fluidez e a estabilidade da pasta de carvão e água. Como surfactantes, eles têm três funções: a) umedecer as partículas de carvão, facilitando assim a combinação entre o carvão e a água ； b) Disperdir os grãos de carvão em estado gelatinoso de maior tamanho ； c) Fornecer cátions que atuem como íons de equilíbrio na membrana hidratada, desempenhando uma função eletrolítica. Suas propriedades físicas são as seguintes: o aditivo possui um efeito de dispersão; ele consegue ajustar a capacidade hidrofílica da superfície dos grãos de carvão, bem como sua carga elétrica. Além disso, reduz a força de atração entre as moléculas de água presentes na superfície dos grãos de carvão e os íons, permitindo que a água retida na superfície dos grãos seja eliminada. 4. Quais são as unidades de viscosidade? Como é que eles fazem a conversão? Resposta: A unidade de viscosidade é derivada da lei de Newton. A unidade física é o pascal, representado pelo símbolo P. A lei da viscosidade de Newton estabelece que a tensão de cisalhamento entre camadas de fluido é igual ao produto da viscosidade do fluido pelo gradiente de velocidade. De acordo com esta lei, a unidade de viscosidade chamada poise é bastante grande; valores de viscosidade de substâncias expressos nessa unidade são, portanto, muito pequenos. (Por exemplo: a 20°C, a viscosidade da água é de 0,0102 po). Por isso, geralmente se usa 1/100 de po como unidade de medida da viscosidade; o centipoise (CP) é uma unidade de viscosidade. Outras unidades importantes de viscosidade são o padrão internacional Pa•S, a unidade de engenharia kgf•s/m² e a unidade cm²/s. A relação de conversão é: 1 Pa•S = 10 P = 10³ CP; 1 kgf•s/m² = 98,1 P = 9810 CP. O que é viscosidade? Qual é a viscosidade da água a 20°C? A grandeza física que descreve o grau de viscosidade de um fluido é chamada de viscosidade. Ela representa uma propriedade física do fluido. A definição de viscosidade também pode ser obtida a partir da lei da viscosidade de Newton. O significado físico da viscosidade é o de promover o fluxo do fluido, gerando um esforço de cisalhamento em função da gradiente de velocidade. Ela só se manifesta quando o fluido está em movimento; portanto, ao analisar fluidos em repouso, não é necessário levar em consideração o fator viscosidade. A viscosidade é uma das propriedades físicas dos fluidos, e seu valor é determinado por meio de experimentos. A viscosidade da água a 20°C (em unidades físicas) é de 1,02 CP. 6. Por que não se pode permitir que peças de ferro, pedaços de madeira, tubos, fios de ferro, etc., entrem na entrada do moinho? Resposta: O moinho funciona por meio da fricção entre os materiais a serem moídos, além dos materiais que são lançados para cima pelo corpo do moinho, a fim de esmagar esses materiais. Se peças de ferro ou fios de ferro se misturarem, eles não só não serão moídos, como também acelerarão o desgaste do material a ser moído, além de danificar as placas de revestimento. Materiais flexíveis como blocos de madeira têm boa flexibilidade; impactos e atritos não conseguem esmagá-los. As pedras são materiais duros e difíceis de serem esmagadas; já os tubos são mais fáceis de serem destruídos. Quando misturados com barras de aço, eles geram atrito e impacto, o que pode causar explosões. Além disso, essas substâncias difíceis de moer, ao entrarem no peneiro do cilindro do moinho, podem obstruir a malha do peneiro. Portanto, deve-se evitar que essas substâncias entrem no moinho. 7. Qual é o valor máximo de viscosidade do slurry de carvão recomendado pela Texaco? Resposta: A Texaco recomenda que a viscosidade do slurry de carvão não exceda 1400 cP. 8. Qual é a velocidade de fluxo do slurry de carvão recomendada pela Texaco para os tubos de transporte desse slurry? Por quê? Resposta: A Texaco recomenda que a velocidade do fluxo do slurry em tubulações seja de 0,6 a 0,9 metros por segundo. Isso porque, quando a velocidade do fluxo da pasta de carvão é inferior a 0,6 metros por segundo, tende a ocorrer a formação de grânulos de carvão. Já em velocidades mais altas, o desgaste dos tubos que transportam a pasta de carvão fica muito grave. 9. Por que os operadores precisam controlar rigorosamente a concentração da pasta de carvão e evitar que partículas sólidas grandes se misturem ao sistema? Resposta: O processo de gaseificação da Texaco exige que a concentração da pasta de carvão seja de 63%. Este é um dos indicadores críticos para o processo de gaseificação. Ele afeta a qualidade da gaseificação, a eficiência do processo, as condições operacionais e o transporte da pasta de carvão. Quaisquer flutuações nesse valor certamente causarão instabilidade na produção. Portanto, é necessário controlar rigorosamente esse valor dentro dos limites exigidos. Se houver partículas sólidas grandes misturadas ao sistema, isso pode causar obstruções nas entradas e saídas da bomba de slurry, nas válvulas e nos tubos de transporte do slurry, bem como nos bicos de queima do forno de gaseificação. Além disso, isso acelera o desgaste do sistema de slurry, além de causar uma queima incompleta e uma eficiência de gaseificação reduzida. 10. Qual é a velocidade de fluxo do gás O2 recomendada pela Texaco? Resposta: A Texaco exige que o O2 flua a baixas velocidades. Quando a pressão do O2 ultrapassa 40 kg/cm2, sua velocidade máxima de fluxo não deve passar de 12 m/s. Evite que as válvulas antirretrocesso de O2 sejam danificadas devido ao impacto, bem como que haja interrupções no fornecimento de oxigênio para o forno de vaporização. A velocidade do fluxo deve ser igual ou maior que a velocidade mínima recomendada pelo fabricante da válvula antirretrocesso. 11. Quais são os pontos que devem ser levados em consideração durante os testes e a partida/parada do sistema O2? Resposta: Os tubos de oxigênio, após serem montados, devem ser purificados com nitrogênio seco e submetidos a testes de estanqueidade e pressão. Durante os testes, deve-se aplicar solução de sabão sem gordura em todas as conexões e tubulações. Não devem surgir bolhas em um período de 1 minuto. Ao testar ou ligar o sistema de fornecimento de oxigênio, é necessário abrir as válvulas lentamente, ajustando gradualmente o fluxo de ar. É estritamente proibido abrir ou fechar as válvulas rapidamente, para evitar compressão adiabática ou velocidades de fluxo excessivas. Em tubulações que são utilizadas por um longo período de tempo, é necessário remover válvulas, curvas, trevos e outros componentes antes de ligar o veículo. É preciso verificar se há desgaste ou afinamento nas paredes dos tubos, bem como a presença de partículas de ferro acumuladas. Caso algo seja detectado, é necessário substituir ou limpar esses componentes imediatamente. 12. Por que o bico de queima precisa de um serpentino de água de resfriamento? Qual é a função dele? Resposta: Como o bico de queima fica dentro do forno, a temperatura do ambiente de trabalho é de aproximadamente 1450°C. Sem outro método de resfriamento, o bico de queima seria destruído rapidamente. Por isso, utiliza-se água macia como fluido de resfriamento. A função do serpentino de água de resfriamento é proteger a parte superior do queimador, evitando que ele seja danificado pela radiação térmica de alta temperatura. 13. Descreva o princípio de funcionamento do bombador de partida e do tanque de separação? Resposta: (1) O extrator de partida é composto por um bico de vapor, um tubo de redução de diâmetro, uma câmara de mistura e um tubo de ampliação. O vapor de trabalho, sob alta pressão, é ejetado através de bocais de vapor a uma velocidade de 1000 a 1400 m/s. A energia potencial estática desse vapor é convertida em energia cinética. Isso gera uma pressão negativa no interior da câmara de expansão, o que permite que o gás combustível seja aspirado para dentro. O gás aspirado se mistura com o vapor na câmara de mistura, e em seguida entra na câmara de expansão. Lá, a velocidade diminui gradualmente, enquanto a pressão aumenta. A energia cinética é então convertida novamente em energia potencial estática, sendo posteriormente expelida pela saída de pressão. (1) O gás resultante da mistura de vapor do tanque de separação com os gases de combustão (gases de escape) entra no tanque de separação na direção tangencial ao seu interior. Ao entrar, o fluxo de ar desce ao longo da parede interna do recipiente, formando um movimento em espiral. Devido à força centrífuga, quando o gás colide com as paredes do recipiente, parte do vapor é resfriada e se transforma em água (devido ao resfriamento das paredes). Essa água flui em direção ao fundo do recipiente, enquanto o gás combustível é separado e expelido pelo tubo central do recipiente, alcançando assim o objetivo da separação entre gás e líquido. 14. Após o sucesso na ignição do queimador, como se deve ajustar o fluxo de oxigênio e da pasta de carvão que entra no forno? Resposta: A partir da reação de oxidação parcial do carbono para formar CO (2C + O2 = 2CO + Q), pode-se concluir que a quantidade teórica de oxigênio necessária é uma proporção de 1:1 entre átomos de oxigênio e carbono. Portanto, quando a proporção de oxigênio em relação ao carvão é muito alta, parte do carbono queima completamente, gerando CO2. Isso faz com que a temperatura aumente, o que resulta em um aumento na concentração de CO2 no gás produzido, reduzindo assim a eficiência do gás frio. Se for muito baixo, a reação não é suficiente, o que também leva a uma redução na taxa de conversão do carbono. Mas, na reação real, existem influências e restrições mútuas de outras reações, além de perdas de calor, entre outros fatores; geralmente, a relação oxigênio-carvão é ligeiramente maior que o valor teórico. De acordo com a teoria acima, ao aumentar a carga de gaseificação, é necessário manter a relação entre oxigênio e carvão o mais próxima possível do valor teórico, a fim de se obter uma temperatura de operação mais estável. Quando é necessário aumentar a quantidade de combustível, primeiro deve-se aumentar o fluxo de pasta de carvão e, em seguida, o fluxo de oxigênio (o contrário acontece quando a carga é reduzida). Dessa forma, evita-se que a proporção entre oxigênio e carvão fique excessiva, o que poderia causar superaquecimento no forno de gaseificação. 15. Por que é necessário instalar termopares na superfície do forno de vaporização? Quantos pontos foram medidos no total? O aumento da temperatura local indica qual problema? Resposta: O propósito dos termopares instalados na superfície do forno de gasificação é monitorar a temperatura da superfície do corpo do forno. Se a temperatura da superfície for excessivamente alta, isso pode causar alterações na estrutura interna do material do forno de vaporização. Isso leva à redução da resistência do material, e, em casos graves, pode até causar a explosão do forno de vaporização. O termopar na superfície de cada forno de gasificação tem 1200 pés de comprimento. O fio metálico de Φ3mm possui aproximadamente 30 zonas de medição de temperatura. O aumento local da temperatura é causado pela descolagem dos tijolos refratários e por sua instalação inadequada. Quando os tijolos refratários se descolam, a resistência térmica no local diminui, o que faz com que a quantidade de calor transmitido aumente, resultando em um aumento da temperatura. Se a instalação for feita de maneira incorreta, a passagem de ar para a parede do forno também pode causar um aumento da temperatura. 16. Qual é o tamanho da abertura para a escória no forno de vaporização? Quais fatores causam obstruções na saída de escória do forno de gasificação? Por meio de que fenômeno se faz o julgamento? Assim que descobrirem como lidar com isso? Resposta: O tamanho da abertura para escória no forno de gasificação é de 625 mm ； A causa da obstrução da saída de escória é a temperatura de operação do forno de gasificação ser muito baixa, o que faz com que a viscosidade da escória aumente (a viscosidade da cinza é inversamente proporcional à temperatura). Por um lado, o fluxo de ar sintético que contém escória, ao passar pelo orifício de descarga da escória, colide com as superfícies ao redor desse orifício, causando acúmulo. Por outro lado, a escória que colide com os tijolos refratários localizados na face voltada para o fogo também flui em direção ao orifício de descarga, causando mais acúmulo, até que o orifício fique obstruído. Esse fenômeno pode ser detectado por meio do medidor de diferença de pressão PDI203 (ou PDI253). Quando há obstrução, a diferença de pressão aumenta. Nesse caso, podem ser adotadas as seguintes medidas: (1) Aumentar a proporção entre oxigênio e carvão, elevar a temperatura do forno e reduzir a viscosidade da cinza ； (2) Reduzir adequadamente a pressão de operação do forno de gasificação, alongando a chama e elevando a temperatura na região onde se encontra o resíduo, para que este derreta e escorra (geralmente não é utilizado). 17. Ao assentar tijolos, quais são as exigências em relação à verticalidade, horizontalidade e concentricidade? Resposta: Para garantir a qualidade da montagem dos materiais refratários do forno de gasificação, é necessário que, durante a construção, cada camada de tijolos esteja no mesmo nível e perpendicular ao centro do forno. Além disso, deve-se verificar a circularidade da superfície interna de cada camada de tijolos, de modo que seu ponto central coincida com a linha central do forno de gasificação. Requisitos específicos: verticalidade de ±5 mm/m, horizontalidade de ±4 mm/m, e máxima concentricidade de 5 mm/m. 18. Qual é a função do banho de água na câmara de resfriamento rápido? Resposta: O banho de água da câmara de resfriamento tem duas funções: (1) Quando o gás sintético a alta temperatura entra na câmara de resfriamento, ele entra em contato direto com a água fria. Isso faz com que as escórias presentes no fluxo de ar se solidifiquem e se depositem no fundo da câmara de resfriamento. Ao mesmo tempo, o gás sintético a alta temperatura também é resfriado. (2) Fornecer vapor saturado ao sistema de conversão de CO (o vapor gerado quando a água de resfriamento é aquecida), o que permite economizar energia. Essa também é uma das grandes vantagens do processo de resfriamento por refrigeração. I. Preenchimento de lacunas
1. Os cinco parâmetros de processo que estão intimamente relacionados ao funcionamento da válvula do reservatório em um sistema lógico de controle: pressão no reservatório ≤ 0,28 MPa; diferença de pressão no reservatório ≤ 0,18 MPa; nível baixo do tanque de água de lavagem; nível alto do tanque de água de lavagem; nível cheio do reservatório. 2. A válvula de segurança do lockbox só se fecha automaticamente em caso de situação de emergência (ou seja, quando o nível do líquido na câmara de resfriamento está muito baixo). 3. Ao verificar o bico de queima, é necessário prestar atenção especial às medições (como o desgaste das peças resistentes ao desgaste do bico e a condição dos serpentines de água de resfriamento). A vida útil normal do queimador é de (3 meses). 4. O objetivo de adicionar água ao tanque de separação da bomba de vácuo é (compensar a perda de água) e (reduzir a temperatura da água utilizada como reabastecimento para a bomba de vácuo). 5. As funções do reservatório de água do chaminé são: (função de vedação), (função de separação de gás e líquido) e (função de amortecimento da pressão). 6. Fatores que afetam a viscosidade da pasta de carvão: (quantidade de aditivos), (distribuição granulométrica da pasta de carvão), (concentração da pasta de carvão). 7. A temperatura de operação do forno de gasificação é determinada pela temperatura correspondente à melhor viscosidade do escória gerada pelo forno de gasificação. 8. A pressão de operação no último nível de destilação é determinada pela pressão correspondente à temperatura do tanque de sedimentação. 9. O propósito do interruptor de desvio nas configurações do sistema de segurança é (permitir a reparação dos componentes de detecção que apresentam falhas, sem afetar o funcionamento da vaporização). 10. Requisitos de granulometria para o carvão bruto após a trituração preliminar (≤10 mm). Requisitos de granulometria para a calcária após a trituração preliminar (≤30 mm). 13. Função do selador do queimador: impedir que o ar entre no queimador e separar o líquido condensado presente nos gases de escape.
14. Fatores que podem causar a parada da bomba de slurry a alta pressão durante a produção normal: sinal de parada, parada manual, parada do forno de gasificação, pressão baixa de ar de controle, falta de energia elétrica, pressão baixa do óleo lubrificante, falha no fluido de acionamento e pressão alta na saída da bomba. 15. Princípios de regulação da temperatura durante o pré-aquecimento do forno de vaporização: (Aumento da temperatura: primeiro aumentar a quantidade de ar extraído, e depois aumentar a quantidade de gás) ； Redução da temperatura: primeiro, diminuir a quantidade de gás; depois, reduzir o volume de sucção). 16. Princípios de aumento e redução da carga no forno de vaporização: (Aumento da carga: primeiro, adicionar a pasta de carvão; em seguida, aumentar a quantidade de oxigênio) ； Redução de carga: primeiro reduza a quantidade de oxigênio, e depois a quantidade de pasta de carvão). 17. Principais fatores que afetam a concentração da pasta de carvão: (quantidade de aditivos utilizados), (teor de umidade intrínseca do carvão) e (distribuição granulométrica). II. Perguntas e respostas 1. Qual é o índice de controle da umidade superficial do carvão que entra no moinho? Qual é o impacto de um teor excessivo de umidade na superfície no processo de moagem? Resposta: Indicadores de controle da umidade na superfície do carvão ao entrar no moinho de carvão