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氣動隔膜泵在煤直接液化BSU 裝置上的運用
發布時間：2011/2/28 9:50:31 | 閱讀次數：1179次
煤炭直接液化工藝中制備合格的煤漿十分重要, 將直接影響煤漿在
高壓系統的輸送、煤漿預熱和煤液化反應結果。煤炭直接液化連續
試驗裝置(BSU ) 使用的煤漿固體含量一般在40% 以上。為防止固體
沉降, 在煤漿制備時煤漿罐除有攪拌外, 還通過低壓煤漿泵實現循
環。由于煤漿固體物中含黃鐵礦等硬質物料, 低壓煤漿泵的磨損十
分嚴重。
1 常見的幾種煤漿泵及存在的問題
在BSU 裝置上使用過的煤漿泵有: 帶各種內襯材質的隔膜泵和旋
轉活塞泵等。普遍問題是磨損嚴重、壽命短, 一般使用壽命不超過
30 d, 最短4d。根據煤液化煤漿特點, 雖然對這些泵做了針對性的
改進, 但使用效果均不明顯。
2 W arrenrupp 氣動雙隔膜泵在BSU 裝置上使用
在2003 年2 月對BSU 裝置進行改造時, 把低壓系統的3 臺煤漿泵全
部換成美國W arrenrupp 公司生產的Sandp iper 系列氣動雙隔膜泵。
泵體材料: 316SS 不銹鋼; 隔膜/球閥材料: 特氟隆(PTFE) 塑料,
能耐各種腐蝕, 質量擔保期為5a。
3 使用中存在的問題
隔膜材質是影響氣動隔膜泵壽命的最主要因素之一。根據輸送介質
特性選擇合適隔膜, 一般都能達到廠家設計的使用壽命。而在BSU
裝置上使用的氣動隔膜泵, 除了要考慮隔膜的材質外, 其進、出口
閥的材質同樣重要。
初始運行期間, 由于對氣動泵材質的抗磨性與耐腐蝕性了解不足,
曾完全依賴廠家經驗。按廠家所述, 氣動泵的壽命至少在5a 以上,
可實際上只運行了20 d 就發現氣動泵工作異常, 氣動泵壓縮頻率變
快, 無流量和壓力輸出。打開閥腔發現, 其中一路入口閥只有閥座
而沒有閥球; 在另一路入口彎管處找到已經變得很小的閥球。閥球
是被煤漿磨損變小后經入口閥座掉入彎管的。這不僅使自身側入口
閥無法關嚴, 而且還堵塞了另一側入口管, 使另一側也無法吸入煤
漿。由于泵腔中的煤漿不流動, 導致煤粉在隔膜腔沉淀, 泵無法正
常工作。另外還發現, 其它幾個閥球和閥座都不同程度出現磨損,
閥球普遍被磨小。閥座的密封面由于煤漿的定向流動也由最初的圓
形沖刷成橢圓形, 在閥座的徑向對稱弧線上形成兩個月牙形切面。
見附圖。
4 對W arrenrupp 氣動雙隔膜泵改進
針對已發現的問題, 重點對氣動隔膜泵的閥座和閥球進行了改造。
閥座由原來的聚四氟乙烯材質換成經特殊加工的耐磨金屬材質, 閥
球也由原來的聚四氟乙烯換成陶瓷材料。據溶煤產物具有多種官能
團, 具有工農醫等方面應用潛力和探索性試驗。如Faison[9] 提出
被木質素真菌所溶解的煤物質可望像聚合木質素那樣在工業上用于
抗氧劑、表面活性劑、樹脂或黏合劑成分; 商業上作離子交換樹脂
或吸收劑用; 農業上用作土壤調節劑, 改善植物根的吸收作用; 醫
學上可作為免疫輔藥等。目前溶煤產物的探索性應用試驗如韓威[8]
的研究表明, 生物溶煤產物具有明顯的刺激蒜苗生長和降低水煤漿
表觀粘度的作用。
溶煤產物的另一重要應用是, 由于我國石油、然氣儲量較少, 石油
緊缺, 利用微生物溶煤技術把較低經濟價值的褐煤轉化成較高經濟
價值的液體燃料, 生物溶煤產物可再經厭氧菌作用而產生甲烷、甲
醇、乙醇等低分子量物質, 代替石油作為燃料, 具有重要的經濟價
值和環境價值。
5 應用前景
(1) 目前微生物脫硫存在細菌生長量低、繁殖時間長、環境適應性
差等問題, 如何選擇出既能脫除無機硫又能脫除大部分有機物的菌
種, 且適應能力強, 繁殖速度快是一大主要問題。這方面可能要應
用遺傳學的最新技術和成果, 對脫硫微生物進行改良研究, 通過對
當前脫硫菌和其它具有已知功能的微生物雜交、基因重組、育種等
基因工程方面改造來獲得希望的菌種。美國這方面研究處于領先地
位。如美國能源生物系統公司通過應用基因技術改良的微生物, 進
行了與脫煤炭中有機硫相似的脫石油中硫的試驗研究。為實現煤炭
生物脫硫工業化研究, 上海正奧泵業制造有限公司已建成數座實驗室
規模的連續生化脫硫實驗裝置, 歐盟的幾個研究組織在意大利的撒丁
島已建成1套中間規模的連續生化脫硫實驗裝置, 為工業規模生產奠定了基礎。
(2) 煤的生物溶解, 需在菌種的篩選、馴化、基因工程基礎上進一
步提高微生物對煤的溶解速率和轉化率, 盡量獲得單一的化學品,
在加強對生物溶解煤產物分析鑒定基礎上, 開展生物溶解煤產物的
應用研究。
(3) 篩選馴化既能溶解煤分子又能脫硫的生物菌珠對低價值褐煤進
行加工處理, 提高褐煤附加值, 對合理高效地利用煤炭具有重要意義。
(4) 隨著生物技術發展,煤生物加工技術研究應用在我國得到飛速發
展,前景十分廣闊。
