Chia sẻ kho đề lý thuyết khí hóa

Thread Content

I. Câu hỏi trắc nghiệm
1. Hãy giải thích khái niệm về chỉ số mài mòn (Chỉ số mài mòn của Hardness) Chỉ số mài mòn, tức là mối quan hệ giữa chỉ số Haas và quá trình nghiền vỡ than, là gì? Chỉ số Ha càng lớn thì tiết kiệm điện càng nhiều hay không? Đáp: Chỉ số khả năng mài mòn là thước đo mức độ chịu mài mòn của than nguyên trong quá trình nghiền. Khi đo chỉ số khả năng nghiền của than trong phòng thí nghiệm (tức là chỉ số Hardgrove), người ta lấy 1 gram mẫu than đen và 5 gram mẫu than không khói, trộn chúng lại với nhau. Sau đó, các mẫu này được xử lý bằng quá trình carbon hóa trong điều kiện được quy định chặt chẽ. Than được tạo ra từ quá trình này sau đó được đưa vào máy nghiền để kiểm tra độ bền chống mài mòn của nó. Giá trị của chỉ số này càng cao thì than càng dễ bị nghiền, tức là độ cứng của than càng thấp, và than sẽ dễ dàng được chuyển thành hỗn hợp than có chất lượng tốt hơn. Từ đó có thể suy ra rằng, chỉ số Ha càng lớn thì lượng sản phẩm được tạo ra từ máy nghiền cũng càng nhiều. Đồng thời, so với lượng sản phẩm tạo ra trong một đơn vị thời gian nhất định, việc sử dụng điện cũng sẽ ít hơn. 2. Chỉ số hàm lượng chất rắn trong hỗn hợp than mà Texaco khuyến nghị là bao nhiêu? Việc nồng độ quá cao hoặc quá thấp sẽ ảnh hưởng như thế nào đến việc vận chuyển, lưu trữ và khí hóa bùn than? Đáp: Tiêu chuẩn hàm lượng chất rắn trong hỗn hợp than mà Texaco đề xuất là 60,5–63%. Nếu hàm lượng chất rắn trong hỗn hợp than quá cao, tức là nồng độ của hỗn hợp than tăng lên, thì điều này sẽ giúp nâng cao hiệu suất khí hóa. Tuy nhiên, lúc này độ nhớt của hỗn hợp than sẽ tăng lên, khiến tính lưu động của nó kém đi; điều này gây khó khăn trong việc bơm vận chuyển hỗn hợp này. Ngoài ra, hỗn hợp này cũng dễ bị lắng đọng và tạo thành các tầng khi được lưu trữ. Khi nồng độ hỗn hợp than quá thấp, điều này sẽ giúp việc vận chuyển hỗn hợp than và lưu trữ nó trở nên dễ dàng hơn. Tuy nhiên, lượng chất có ích có thể được đưa vào lò khí hóa (tức là lượng than khô) sẽ giảm xuống; độ nhiệt của hỗn hợp than cũng giảm theo. Ngoài ra, việc bay hơi nước cũng chiếm một lượng lớn nhiệt lượng, khiến hiệu suất khí hóa giảm sút. 3. Vai trò của các chất phụ gia là gì? Hãy mô tả các tính chất vật lý của chúng Đáp: Chức năng của chất phụ gia là cải thiện tính lưu động và độ ổn định của hỗn hợp nước và than. Là chất hoạt động bề mặt, nó có ba chức năng chính: a) Làm ẩm các hạt than, giúp việc kết hợp than với nước diễn ra dễ dàng hơn ； b) Làm cho các hạt than có kết cấu dạng keo lớn bị phân tán ； c) Cung cấp các ion dương để đóng vai trò là ion cân bằng trong màng thủy hóa, từ đó tạo ra hiệu ứng điện phân. Các tính chất vật lý của nó như sau: Chất phụ gia có tác dụng phân tán; nó có thể điều chỉnh khả năng hút nước và điện tích trên bề mặt các hạt than. Đồng thời, chất phụ gia giúp giảm lực tác động giữa các ion và lớp màng nước trên bề mặt hạt than, từ đó giúp nước bị giữ lại trên bề mặt hạt than được thoát ra ngoài. 4. Các đơn vị đo độ nhớt là gì? Họ chuyển đổi như thế nào? Đáp: Đơn vị đo độ nhớt được suy ra từ định luật Newton. Đơn vị vật lý là Pascal, ký hiệu là P. Định luật độ nhớt của Newton cho rằng ứng suất cắt giữa các lớp chất lỏng bằng tích của độ nhớt của chất lỏng và gradient vận tốc. Theo định luật này, đơn vị độ nhớt Poise khá lớn; những chất có giá trị độ nhớt được biểu diễn bằng đơn vị này thì có độ nhớt rất thấp. (Ví dụ: Ở nhiệt độ 20℃, độ nhớt của nước là 0,0102 poise). Vì vậy, người ta thường dùng 1/100 của poise để biểu thị độ nhớt; đơn vị này được gọi là centipoise (CP). Các đơn vị đo độ nhớt khác bao gồm đơn vị quốc tế Pa•s, đơn vị kỹ thuật kgf•s/m², và đơn vị cm²/s. Mối quan hệ chuyển đổi như sau: 1 Pa•s = 10 P = 10³ CP; 1 kgf•s/m² = 98,1 P = 9810 CP. Vậy độ nhớt là gì? Độ nhớt của nước ở nhiệt độ 20℃ là bao nhiêu? Độ nhớt là đại lượng vật lý mô tả mức độ cản trở chuyển động của chất lỏng. Nó phản ánh các tính chất vật lý của chất lỏng. Định nghĩa về độ nhớt cũng có thể được suy ra từ định luật độ nhớt của Newton. Ý nghĩa vật lý của độ nhớt là tạo ra ứng suất cắt do sự chuyển động của chất lỏng, gây ra sự thay đổi về vận tốc theo mỗi đơn vị chiều dài. Độ nhớt chỉ xuất hiện khi chất lỏng chuyển động; khi phân tích chất lỏng đang đứng yên thì không cần xét đến yếu tố độ nhớt này. Độ nhớt là một trong các tính chất vật lý của chất lỏng, và giá trị của nó được xác định thông qua thí nghiệm. Ở nhiệt độ 20℃, độ nhớt của nước (đơn vị vật lý) là 1,02 CP. 6. Tại sao không được để các vật thể như sắt, gỗ, ống kim loại, dây sắt… lọt vào đầu vào của máy nghiền? Trả lời: Máy nghiền hoạt động dựa trên sự ma sát giữa các vật liệu cần được nghiền, cùng với lực tác động từ thân máy để nghiền nát chúng. Nếu có sắt hoặc dây sắt lẫn vào, không những chúng không thể được nghiền nát mà còn làm tăng tốc độ mài mòn của vật cần xử lý, đồng thời gây hư hại cho các tấm lót. Các vật liệu mềm như khúc gỗ có độ mềm tốt, nên chúng không thể bị nghiền nát do tác động của lực va chạm và ma sát. Đá là vật chất cứng nên khó nghiền nát, *ống thì dễ**, khi lẫn vào sẽ ma sát và tạo ra xung lực với thanh thép, dễ gây nổ. Ngoài ra, các chất khó nghiền kể trên khi vào bộ lọc của máy nghiền sẽ gây tắc nghẽn mạng lưới lọc; vì vậy cần tránh để các chất này lọt vào máy nghiền. 7. Giá trị tối đa của độ nhớt của hỗn hợp than mà Texaco khuyến nghị là bao nhiêu? Đáp: Giá trị tối đa của độ nhớt dòng bùn than mà Texaco khuyến nghị là 1400 cP. 8. Tốc độ dòng chảy của hỗn hợp than trong ống dẫn mà Texaco khuyến nghị là bao nhiêu? Tại sao? Đáp: Theo khuyến nghị của Texaco, tốc độ dòng chảy của bùn than trong ống dẫn nên nằm trong khoảng 0,6–0,9 mét/giây. Bởi vì khi tốc độ dòng chảy của hỗn hợp than thấp hơn 0,6 mét/giây, các hạt than sẽ có xu hướng tách ra; còn khi tốc độ dòng chảy cao, việc mài mòn ống dẫn hỗn hợp than sẽ trở nên nghiêm trọng. 9. Tại sao người vận hành cần kiểm soát chặt chẽ nồng độ hỗn hợp than, đồng thời ngăn không cho các hạt rắn có kích thước lớn lọt vào hệ thống? Đáp: Quy trình khí hóa than của Texaco yêu cầu nồng độ hỗn hợp than phải ở mức 63%. Đây là một trong những chỉ số quan trọng được đặt ra trong quy trình khí hóa; nó ảnh hưởng đến chất lượng khí được tạo ra, hiệu suất khí hóa, các điều kiện vận hành, cũng như việc vận chuyển hỗn hợp than. Những biến động về nồng độ này chắc chắn sẽ gây ra sự bất ổn trong quá trình sản xuất. Do đó, cần kiểm soát chặt chẽ giá trị này trong phạm vi yêu cầu. Nếu có các hạt rắn lớn lẫn vào hệ thống, chúng sẽ dễ gây tắc nghẽn ở các cửa vào/ra của máy bơm bùn than, các van, cũng như các đường ống dẫn bùn than và vòi đốt trong lò khí hóa. Điều này còn làm tăng tốc quá trình mài mòn của hệ thống bùn than, đồng thời khiến quá trình đốt cháy không hoàn toàn, từ đó làm giảm hiệu suất khí hóa. 10. Tốc độ dòng chảy của ống O2 mà Texaco khuyến nghị là bao nhiêu? Đáp: Texaco yêu cầu O2 phải chảy ở tốc độ thấp. Khi áp suất của O2 vượt quá 40kg/cm2, tốc độ dòng chảy tối đa của nó không được vượt quá 12m/s. Tránh tình trạng các van chặn khí O2 bị hư hỏng do va đập, đồng thời ngăn chặn việc cung cấp khí không ổn định cho lò khí hóa. Tốc độ dòng chảy tối thiểu cũng phải lớn hơn hoặc bằng tốc độ dòng chảy tối thiểu mà nhà sản xuất van khuyến nghị. 11. Khi thử nghiệm hệ thống O2 và khi khởi động/đình chỉ hoạt động của hệ thống này, cần lưu ý những vấn đề gì? Đáp: Đối với các ống dẫn oxy sau khi được lắp đặt xong, cần phải dùng khí nitơ khô để thổi sạch không khí bên trong, đồng thời tiến hành kiểm tra độ kín và áp suất của chúng. Trong quá trình thử nghiệm, cần phải bôi hỗn hợp xà phòng không chứa dầu lên các chi tiết ống và các điểm kết nối. Không được xuất hiện bọt khí trong vòng 1 phút. Khi kiểm tra hoặc vận hành hệ thống cung cấp oxy, cần mở van một cách từ từ, điều chỉnh dòng chảy từng bước một. Tuyệt đối không được mở hoặc đóng van một cách đột ngột, để tránh tình trạng nén khí quá mức hoặc dòng chảy quá lớn trong thời gian ngắn. Đối với các đường ống được sử dụng trong thời gian dài, trước khi khởi động máy, cần tháo bỏ các phụ kiện như van, khúc nối, chi tiết ba đường ống ra. Cần kiểm tra xem có dấu hiệu mòn, hao mòn hay sự tích tụ của bột sắt hay không; nếu phát hiện ra điều đó, cần thay thế và vệ sinh chúng ngay lập tức. 12. Tại sao bộ phận đốt lửa lại cần có ống dẫn nước làm mát? Chức năng của chúng là gì? Đáp: Bởi vì đầu đốt nằm bên trong lò, nên nhiệt độ môi trường làm việc vào khoảng 1450°C. Nếu không có phương pháp làm mát nào khác, đầu đốt sẽ nhanh chóng bị cháy thủng. Vì vậy, người ta sử dụng nước mềm làm chất làm mát. Chức năng của ống luồng nước làm mát là bảo vệ phần đầu của bộ đốt, nhằm ngăn chặn việc bộ đốt bị hư hại do bức xạ nhiệt ở nhiệt độ cao. 13. Hãy giải thích nguyên lý hoạt động của bộ máy hút chất lỏng và bồn tách chất Đáp: (1) Thiết bị hút khí gồm các bộ phận như vòi phun hơi nước, ống thu hẹp đường kính, buồng trộn khí và ống mở rộng đường kính. Hơi nước dùng để vận hành được đẩy ra ngoài với tốc độ cao, từ 1000 đến 1400 m/s, dưới áp suất lớn thông qua các vòi phun hơi nước. Năng lượng áp suất tĩnh của hơi nước được chuyển thành năng lượng động, do đó tạo ra áp suất âm trong buồng mở rộng. Áp suất âm này giúp hút khí nhiên liệu vào bên trong. Khí được hút vào sẽ trộn lẫn với hơi nước trong buồng trộn, sau đó chuyển vào buồng mở rộng. Tại đây, tốc độ của khí giảm dần, áp suất tăng lên; năng lượng động lại được chuyển thành năng lượng áp suất tĩnh. Cuối cùng, khí sẽ được thải ra ngoài qua cửa thoát khí. (1) Khí được tạo ra từ sự kết hợp giữa hơi nước trong bình tách và khí đốt (khí thải) sẽ đi vào bình tách theo hướng tiếp tuyến bên trong bình tách. Khi chảy vào bên trong, dòng khí sẽ quay theo thành bên trong của thùng chứa, tạo thành dạng dòng chảy hình xoắn ốc. Do tác động của lực ly tâm, khi khí va chạm với thành buồng chứa, một phần hơi nước sẽ bị làm lạnh thành nước (do thành buồng chứa bị làm lạnh). Nước này sẽ chảy dọc theo thành buồng xuống phía dưới. Trong khi đó, khí nhiên liệu sẽ được tách ra và thoát ra ngoài qua ống ở giữa buồng chứa, nhờ đó mục đích tách khí và chất lỏng được thực hiện. 14. Sau khi việc đốt lửa bằng bộ đốt diễn ra thành công, làm thế nào để điều chỉnh lượng oxy và dòng chảy của hỗn hợp than được đưa vào lò? Đáp: Từ phản ứng oxy hóa một phần carbon để tạo thành CO (2C + O2 = 2CO + Q), có thể thấy rằng lượng oxy cần thiết về mặt lý thuyết là tỷ lệ 1:1 giữa số nguyên tử oxy và số nguyên tử carbon. Do đó, tỷ lệ oxy so với than quá cao; một phần carbon bị đốt cháy hoàn toàn tạo thành CO2. Điều này khiến nhiệt độ tăng lên, từ đó làm tăng hàm lượng CO2 trong khí gas, và làm giảm hiệu suất của khí gas lạnh. Nếu mức độ quá thấp, phản ứng sẽ không diễn ra đầy đủ, điều này cũng khiến tỷ lệ chuyển hóa carbon giảm xuống. Nhưng trong quá trình phản ứng thực tế, có sự tương tác và ảnh hưởng lẫn nhau giữa các phản ứng khác nhau, cùng với các yếu tố như mất nhiệt, vì vậy tỷ lệ oxy so với than thường cao hơn một chút so với giá trị lý thuyết. Theo lý thuyết trên, khi tăng tải trọng khí hóa, cần cố gắng giữ tỷ lệ oxy và than càng gần giá trị lý thuyết càng tốt, nhằm duy trì nhiệt độ vận hành ổn định. Khi cần tăng lượng nhiên liệu, trước tiên hãy tăng lưu lượng bùn than, sau đó mới tăng lưu lượng oxy (ngược lại khi giảm tải). Điều này giúp tránh tình trạng tỷ lệ oxy so với than quá cao, gây ra hiện tượng nhiệt độ trong lò khí hóa tăng quá mức. 15. Tại sao lại cần lắp đặt cảm biến nhiệt bề mặt trong lò khí hóa? Tổng cộng có bao nhiêu điểm được đo? Sự tăng nhiệt độ ở một vùng cụ thể cho thấy vấn đề gì? Đáp: Mục đích của việc lắp đặt cảm biến nhiệt trên bề mặt lò khí hóa là để theo dõi nhiệt độ bề mặt vỏ lò khí hóa. Nếu nhiệt độ bề mặt quá cao, điều này sẽ khiến cấu trúc bên trong vật liệu của lò khí hóa thay đổi, làm giảm độ bền của vật liệu. Trong trường hợp nghiêm trọng, điều này có thể dẫn đến việc lò khí hóa nổ tung. Độ dài của cặp nhiệt kế trên bề mặt mỗi lò khí hóa là 1200 feet. Dây kim loại đường kính Φ3mm có khoảng 30 vùng đo nhiệt độ. Sự tăng nhiệt độ ở một vùng cụ thể là do việc các gạch chịu lửa bị rơi ra và việc lắp đặt không đúng cách gây ra. Khi các gạch chịu lửa bị rơi ra, điện trở nhiệt ở vị trí đó sẽ giảm, dẫn đến việc lượng nhiệt truyền qua khu vực đó tăng lên, từ đó gây ra sự tăng nhiệt độ. Nếu lắp đặt không đúng cách, việc khí lọt vào thành lò cũng có thể gây ra sự tăng nhiệt độ. 16. Kích thước cửa xả xỉ của lò khí hóa là bao nhiêu? Những yếu tố nào gây ra tình trạng cổ ống lưu giữ xỉ trong lò khí hóa bị tắc? Dựa vào hiện tượng nào để đánh giá? Một khi phát hiện ra làm thế nào để xử lý? Đáp: Kích thước cửa thoát xỉ của lò khí hóa là 625mm ； Nguyên nhân khiến lỗ thoát xỉ bị tắc là do nhiệt độ vận hành của lò khí hóa quá thấp, khiến độ nhớt của xỉ tăng lên (độ nhớt của xỉ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ). Một mặt, dòng khí tổng hợp chứa cặn nóng khi đi qua lỗ thoát cặn sẽ va vào vùng xung quanh lỗ này, gây ra hiện tượng tích tụ cặn. Mặt khác, cặn nóng va vào các viên gạch chịu lửa ở mặt tiếp xúc với ngọn lửa cũng sẽ chảy xuống và tích tụ tại lỗ thoát cặn, cho đến khi lỗ thoát cặn bị tắc nghẽn. Có thể xác định hiện tượng này thông qua máy đo chênh lệch áp suất PDI203 (hoặc PDI253). Khi xảy ra tình trạng tắc nghẽn, sự chênh lệch áp suất sẽ tăng lên. Khi điều này xảy ra, có thể áp dụng các biện pháp sau: (1) Tăng tỷ lệ giữa oxy và than, nâng nhiệt độ lò lên, đồng thời giảm độ nhớt của tro ； (2) Hạ áp suất vận hành của lò khí hóa xuống mức phù hợp, làm cho ngọn lửa dài ra, từ đó nâng cao nhiệt độ ở vị trí lỗ thoát cặn; điều này giúp cặn bị nóng chảy và chảy xuống (phương pháp này thường không được sử dụng). 17. Khi xây gạch, có những yêu cầu nào về độ thẳng đứng, độ ngang, độ trùng tâm, v.v.? Đáp: Để đảm bảo chất lượng lắp đặt vật liệu chịu nhiệt trong lò khí hóa, trong quá trình thi công yêu cầu mỗi lớp gạch phải nằm trên cùng một mặt phẳng và vuông góc với trục tâm của lò khí hóa. Đồng thời cần kiểm tra độ tròn của bề mặt trong của các lớp gạch, sao cho điểm trung tâm của chúng trùng với đường trục tâm của lò khí hóa. Yêu cầu cụ thể: độ thẳng đứng là ±5mm/m, độ nghiêng ngang là ±4mm/m; độ đồng tâm tối đa là 5mm/m. 18. Chức năng của bể nước trong buồng làm lạnh cấp tốc là gì? Đáp: Bể nước dùng để làm mát có hai chức năng: (1) Khi khí tổng hợp ở nhiệt độ cao đi vào bể làm mát, chúng sẽ tiếp xúc trực tiếp với nước lạnh. Nhờ đó, các chất rắn lẫn trong dòng khí sẽ bị đông cứng và lắng xuống đáy bể làm mát. Đồng thời, khí tổng hợp ở nhiệt độ cao cũng được làm mát. (2) Cung cấp hơi nước bão hòa cho hệ thống chuyển đổi CO (hơi nước được tạo ra khi nước làm mát bị gia nhiệt), từ đó giúp tiết kiệm năng lượng. Đây cũng là một ưu điểm lớn của quy trình làm mát bằng hơi nước. I. Điền vào chỗ trống:
1. Năm thông số kỹ thuật có mối liên hệ mật thiết với hoạt động của van trong hệ thống logic điều khiển bồn chứa: (Áp suất trong bồn chứa ≤ 0,28 MPa), (Chênh lệch áp suất trong bồn chứa ≤ 0,18 MPa), (Mực nước trong bồn rửa thấp), (Mực nước trong bồn rửa cao), (Mực nước trong bồn chứa đã đầy). 2. Van an toàn của buồng khóa chỉ tự động đóng lại khi (xảy ra sự cố, tức là mức chất lỏng trong buồng làm lạnh quá thấp). 3. Khi kiểm tra bộ phận đốt, cần chú ý đặc biệt đến việc đo lường mức độ mài mòn của các bộ phận tiếp xúc với chất lỏng đốt, cũng như tình trạng của các ống dẫn nước làm mát. Tuổi thọ bình thường của đầu đốt là (3 tháng). Mục đích của việc bổ sung nước vào bồn chứa của máy bơm chân không là để bù lại lượng nước bị mất, đồng thời giúp hạ nhiệt độ của chất lỏng dùng làm nước bổ sung cho máy bơm chân không. Chức năng của khoang chứa nước trong hệ thống đốt là: tạo lớp chặn nước, tách khí và chất lỏng, cũng như giúp giảm áp suất. 6. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của hỗn hợp than: (lượng chất phụ gia sử dụng), (phân bố kích thước hạt của hỗn hợp than), (nồng độ của hỗn hợp than). 7. Nhiệt độ vận hành của lò khí hóa được xác định bởi nhiệt độ tương ứng với độ nhớt lý tưởng của chất thải từ lò khí hóa. 8. Áp suất vận hành ở giai đoạn sấy hơi cuối cùng được xác định bởi (áp suất tương ứng với nhiệt độ của bể lắng). 9. Mục đích của công tắc vòng qua trong hệ thống an toàn là để sửa chữa các bộ phận cảm biến bị hỏng, mà không ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của hệ thống. 10. Yêu cầu về kích thước hạt của than nguyên liệu sau khi được nghiền sơ bộ: ≤10mm. Yêu cầu về kích thước hạt của đá vôi sau khi được nghiền sơ bộ: ≤30mm. 13. Chức năng của bộ đóng kín dòng khí trong lò đốt: ngăn không cho không khí tràn vào lò đốt; tách các chất lỏng ngưng tụ có trong khí thải ra khỏi dòng khí.
14. Các yếu tố có thể khiến máy bơm bùn than hoạt động bị gián đoạn trong quá trình sản xuất bình thường bao gồm: tín hiệu dừng máy; việc dừng máy bằng tay; sự cố xảy ra với lò gas hóa; áp suất khí cung cấp quá thấp; mất điện; áp suất dầu bôi trơn quá thấp; sự cố với chất lỏng dùng để vận hành máy bơm; áp suất tại đầu ra của máy bơm quá cao. 15. Nguyên tắc điều chỉnh nhiệt độ khi làm nóng lò khí hóa: (Tăng nhiệt độ: trước tiên tăng lượng khí được hút vào, sau đó mới tăng lượng khí gas) ； Giảm nhiệt độ: Trước tiên giảm lượng khí gas, sau đó giảm lượng khí được hút vào). 16. Nguyên tắc điều chỉnh công suất của lò khí hóa: (Tăng công suất: Trước tiên thêm hỗn hợp than vào, sau đó mới tăng lượng oxy cung cấp) ； Giảm tải: Trước tiên giảm lượng oxy, sau đó mới giảm lượng bùn than). 17. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến nồng độ hỗn hợp than: (lượng chất phụ gia sử dụng), (hàm lượng nước tự nhiên trong than), (phân bố kích thước hạt). II. Câu hỏi trắc nghiệm 1: Chỉ số kiểm soát độ ẩm bề mặt của than khi đưa vào máy nghiền là bao nhiêu? Khi hàm lượng nước trên bề mặt quá cao, điều đó ảnh hưởng như thế nào đến quy trình nghiền? Đáp: Chỉ số kiểm soát hàm lượng nước trên bề mặt than khi đưa vào máy nghiền than