Desarrollo y Aplicaciones de Válvulas para la Industria Química del Carbón
Aug 30, 2023
Con la mejora continua de la carbonización, gasificación, síntesis, procesamiento y otros vínculos del carbón y la innovación continua de la tecnología, la competitividad general de la industria química del carbón seguirá mejorando. A medida que China continúa aumentando la localización de tecnología y equipos químicos del carbón, la demanda de accesorios para tuberías de alta gama en este campo mostrará un crecimiento constante en el futuro.
Requisitos técnicos de la válvula utilizada para la industria química del carbón.
1.Requisitos para materiales.
Hay una lechada de petróleo y carbón en la reacción directa de licuefacción del carbón, por lo que el desgaste de la lechada de carbón en válvulas, tuberías y otros materiales de equipos es relativamente común. Se requiere que los materiales utilizados para fabricar las válvulas tengan propiedades integrales que cumplan con los requisitos de uso. Debe cumplir con los requisitos de composición química, temperatura ambiente y propiedades mecánicas de alta temperatura requeridas por las especificaciones de diseño, y tener una resistencia a la fragilidad ambiental que pueda usarse durante mucho tiempo en ambientes hostiles.
2.Requisitos para el proceso.
La licuefacción directa del carbón no solo tiene las características de alta temperatura, alta presión e hidrogenación de los equipos de hidrogenación, sino que también tiene las características de coexistencia de condiciones de corrosión y desgaste en la industria química del carbón. Por tanto, el origen de las materias primas es muy crítico. En general, se imponen requisitos para el correspondiente índice claro para la composición de los materiales de las válvulas, especialmente el contenido de elementos nocivos. La fundición debe controlar estrictamente el origen de las materias primas. Las materias primas procesadas no sólo deben fundirse, sino también refinarse aún más, especialmente para fortalecer el control antes del horno. Sólo así será posible garantizar la calidad de las piezas fundidas.
3.Requisitos para la estructura.
Si la lechada de carbón y petróleo no fluye suavemente o permanece quieta, se depositará y posiblemente se polimerizará, lo que provocará coquización y bloqueo de la válvula. El diseño de la estructura de la válvula debe evitar que la coquización de la lechada de carbón haga fallar la válvula y facilitar la limpieza. En la actualidad, las válvulas de corte utilizadas en el oleoducto directo de lodo de carbón licuado son todas válvulas de bola. Cuando es necesario cortar la tubería yválvula de bolacerrado, la lechada de aceite y carbón dentro de la bola de la válvula no puede descargarse ni depositarse en la cavidad de la bola, lo que puede coquearse y bloquearse. De hecho, elegir una válvula de bola en estas condiciones de funcionamiento no es la opción más adecuada y aún es necesario considerar sus requisitos estructurales.
4.Resistencia a altas temperaturas
Se requiere que las válvulas químicas de carbón sean propensas a tener dificultades para abrirse y cerrarse en condiciones de alta temperatura. La razón es que la expansión térmica entre el núcleo de la válvula y el cuerpo de la válvula no está sincronizada. Por lo tanto, el fabricante debe realizar una prueba de apertura y cierre a alta temperatura antes de salir de fábrica. Cabe señalar que en el proceso de uso real, la válvula se calienta debido a la alta temperatura del medio. En este momento, el núcleo de la válvula se calienta primero y la superficie exterior del cuerpo de la válvula se calienta lentamente. Si se coloca toda la válvula en la fuente de calor, el cuerpo de la válvula se calienta primero y el carrete de la válvula después, lo cual es justo lo contrario de las condiciones de trabajo reales y no puede lograr el propósito de la prueba. Por lo tanto, la prueba de apertura y cierre a alta temperatura debe establecer un gradiente de temperatura consistente con las condiciones de trabajo reales.
El problema de la válvula química de carbón fabricada en China
1.Superar tecnologías clave
Las válvulas químicas para carbón fabricadas en China también enfrentan el problema de superar problemas técnicos clave. Por ejemplo, es necesario superar el problema doméstico de adaptación de la apertura y cierre rápidos del actuador de alto par de las válvulas de bloqueo de escoria, el problema de las válvulas anti-cicatrización y antical, ya que el material de las válvulas de oxígeno o hidrógeno es difícil de cumplir con los requisitos. de corrosión por sulfuro de hidrógeno a alta presión y fragilización por hidrógeno, la mejora del proceso de endurecimiento por pulverización de superficies de sellado resistentes a la corrosión y a la erosión, el control del contenido de carbono, azufre y fósforo de los materiales domésticos y los requisitos de tratamiento térmico.
2.Operación inestable
La operación estable y segura de la producción es crucial debido a la particularidad del proceso químico del carbón, y la válvula de control es una parte importante. Sin embargo, el estado operativo actual de las válvulas clave en la industria química del carbón no puede satisfacer completamente esta demanda. Tomando como ejemplo la actual planta química de carbón, es posible que sea necesario cerrarla para realizar tareas de mantenimiento cada 3 a 6 meses de funcionamiento. La válvula de control clave está muy erosionada y corroída y no puede funcionar de manera estable durante mucho tiempo, lo que constituye el cuello de botella que restringe el funcionamiento normal de la planta.
El futuro desarrollo de las válvulas en la industria química del carbón.
Según el XIV Plan Quinquenal de la industria química y del petróleo, el desarrollo futuro de la industria química del carbón de China pasará gradualmente de la búsqueda de la cantidad a la calidad, y de la expansión brutal de la capacidad de producción al desarrollo ecológico y de ahorro de energía. Para la doble consideración del doble carbono y la seguridad energética, es necesario fortalecer la investigación y el desarrollo de tecnologías modernas de innovación química del carbón y buscar avances tecnológicos. Como avance para realizar el doble carbono, la válvula necesita realizar la siguiente autorreforma:
Mejorar la eficiencia en la utilización de la energía, medidas técnicas para el ahorro de energía y la mejora de la eficiencia, la optimización del sistema y la utilización integral de las plantas químicas del carbón existentes, utilizando la industria química del carbón moderna para impulsar la modernización de la industria química del carbón tradicional, eliminando la capacidad de producción obsoleta y ampliando la cadena de productos del carbón. . Incrementar la producción de combustibles especiales, productos de alto valor agregado y nuevos materiales, y desarrollarse gradualmente hacia la intensificación, la diversificación de productos y el alto valor a gran escala; reducir aún más el consumo de energía, el consumo de carbón y el consumo de agua, y mejorar la eficiencia general de utilización de energía y la utilización de carbono. Las empresas de válvulas también deberían eliminar activamente los equipos que consumen mucha energía, completar el reemplazo de los equipos antiguos y ajustar la estructura energética, introducir equipos de automatización, construir sistemas inteligentes y electrificados y ayudar a cambiar la industria química del carbón.
La aplicación de válvulas químicas de carbón y la energía de hidrógeno acoplada a la electricidad verde y la tecnología de hidrógeno verde no produce emisiones de carbono en el proceso de liberación de energía y desempeña un papel cada vez más importante en la transformación energética. En los últimos años, la energía verde de China representada por la energía fotovoltaica y eólica y la tecnología de electrolización del agua para producir hidrógeno verde se ha desarrollado rápidamente, y el costo de la energía verde y el hidrógeno verde se ha reducido significativamente. El uso de energía verde en lugar de energía del carbón en el proceso químico del carbón puede reducir indirectamente las emisiones de CO2 en el proceso de producción química del carbón en aproximadamente un 5%. Se puede producir suficiente hidrógeno verde sostenible utilizando equipos de producción de hidrógeno por electrólisis, pero la tecnología de producción de hidrógeno es extremadamente desafiante; Es muy importante elegir válvulas estables y confiables para manejar las interfaces clave en los equipos de producción de hidrógeno. En el futuro, debemos innovar y desarrollar válvulas estables y confiables para el hidrógeno verde, y combinarlas con electricidad verde química del carbón y tecnología de hidrógeno verde para promover la transformación verde y baja en carbono de la industria química del carbón.
La tecnología de capturar y concentrar el CO2 emitido por la industria química del carbón, las centrales eléctricas de carbón y las plantas petroquímicas y luego inyectarlo en un almacenamiento subterráneo se denomina tecnología CCS. La tecnología de realmacenamiento de petróleo se llama tecnología CCUS. En el proceso químico del carbón, la sección de descarbonización emitirá una gran cantidad de CO2 con una pureza superior al 90%. El acoplamiento y acoplamiento con tecnología CCS/CCUS puede reducir las emisiones de CO2 en al menos un 60%. En este sentido, las empresas de válvulas deberían participar activamente en proyectos de demostración CCS/CCUS, apoyar la implementación de proyectos en términos de tecnología e investigación y desarrollo de productos, centrarse en la industria energética del carbón, donde se utiliza principalmente la tecnología de captura de carbono de China, y en la industria petrolera. donde se concentran las válvulas del proyecto CCUS del diseño de la industria petrolera de almacenamiento geológico.
Requisitos técnicos de la válvula utilizada para la industria química del carbón.
1.Requisitos para materiales.
Hay una lechada de petróleo y carbón en la reacción directa de licuefacción del carbón, por lo que el desgaste de la lechada de carbón en válvulas, tuberías y otros materiales de equipos es relativamente común. Se requiere que los materiales utilizados para fabricar las válvulas tengan propiedades integrales que cumplan con los requisitos de uso. Debe cumplir con los requisitos de composición química, temperatura ambiente y propiedades mecánicas de alta temperatura requeridas por las especificaciones de diseño, y tener una resistencia a la fragilidad ambiental que pueda usarse durante mucho tiempo en ambientes hostiles.
2.Requisitos para el proceso.
La licuefacción directa del carbón no solo tiene las características de alta temperatura, alta presión e hidrogenación de los equipos de hidrogenación, sino que también tiene las características de coexistencia de condiciones de corrosión y desgaste en la industria química del carbón. Por tanto, el origen de las materias primas es muy crítico. En general, se imponen requisitos para el correspondiente índice claro para la composición de los materiales de las válvulas, especialmente el contenido de elementos nocivos. La fundición debe controlar estrictamente el origen de las materias primas. Las materias primas procesadas no sólo deben fundirse, sino también refinarse aún más, especialmente para fortalecer el control antes del horno. Sólo así será posible garantizar la calidad de las piezas fundidas.
3.Requisitos para la estructura.
Si la lechada de carbón y petróleo no fluye suavemente o permanece quieta, se depositará y posiblemente se polimerizará, lo que provocará coquización y bloqueo de la válvula. El diseño de la estructura de la válvula debe evitar que la coquización de la lechada de carbón haga fallar la válvula y facilitar la limpieza. En la actualidad, las válvulas de corte utilizadas en el oleoducto directo de lodo de carbón licuado son todas válvulas de bola. Cuando es necesario cortar la tubería yválvula de bolacerrado, la lechada de aceite y carbón dentro de la bola de la válvula no puede descargarse ni depositarse en la cavidad de la bola, lo que puede coquearse y bloquearse. De hecho, elegir una válvula de bola en estas condiciones de funcionamiento no es la opción más adecuada y aún es necesario considerar sus requisitos estructurales.
4.Resistencia a altas temperaturas
Se requiere que las válvulas químicas de carbón sean propensas a tener dificultades para abrirse y cerrarse en condiciones de alta temperatura. La razón es que la expansión térmica entre el núcleo de la válvula y el cuerpo de la válvula no está sincronizada. Por lo tanto, el fabricante debe realizar una prueba de apertura y cierre a alta temperatura antes de salir de fábrica. Cabe señalar que en el proceso de uso real, la válvula se calienta debido a la alta temperatura del medio. En este momento, el núcleo de la válvula se calienta primero y la superficie exterior del cuerpo de la válvula se calienta lentamente. Si se coloca toda la válvula en la fuente de calor, el cuerpo de la válvula se calienta primero y el carrete de la válvula después, lo cual es justo lo contrario de las condiciones de trabajo reales y no puede lograr el propósito de la prueba. Por lo tanto, la prueba de apertura y cierre a alta temperatura debe establecer un gradiente de temperatura consistente con las condiciones de trabajo reales.
El problema de la válvula química de carbón fabricada en China
1.Superar tecnologías clave
Las válvulas químicas para carbón fabricadas en China también enfrentan el problema de superar problemas técnicos clave. Por ejemplo, es necesario superar el problema doméstico de adaptación de la apertura y cierre rápidos del actuador de alto par de las válvulas de bloqueo de escoria, el problema de las válvulas anti-cicatrización y antical, ya que el material de las válvulas de oxígeno o hidrógeno es difícil de cumplir con los requisitos. de corrosión por sulfuro de hidrógeno a alta presión y fragilización por hidrógeno, la mejora del proceso de endurecimiento por pulverización de superficies de sellado resistentes a la corrosión y a la erosión, el control del contenido de carbono, azufre y fósforo de los materiales domésticos y los requisitos de tratamiento térmico.
2.Operación inestable
La operación estable y segura de la producción es crucial debido a la particularidad del proceso químico del carbón, y la válvula de control es una parte importante. Sin embargo, el estado operativo actual de las válvulas clave en la industria química del carbón no puede satisfacer completamente esta demanda. Tomando como ejemplo la actual planta química de carbón, es posible que sea necesario cerrarla para realizar tareas de mantenimiento cada 3 a 6 meses de funcionamiento. La válvula de control clave está muy erosionada y corroída y no puede funcionar de manera estable durante mucho tiempo, lo que constituye el cuello de botella que restringe el funcionamiento normal de la planta.
El futuro desarrollo de las válvulas en la industria química del carbón.
Según el XIV Plan Quinquenal de la industria química y del petróleo, el desarrollo futuro de la industria química del carbón de China pasará gradualmente de la búsqueda de la cantidad a la calidad, y de la expansión brutal de la capacidad de producción al desarrollo ecológico y de ahorro de energía. Para la doble consideración del doble carbono y la seguridad energética, es necesario fortalecer la investigación y el desarrollo de tecnologías modernas de innovación química del carbón y buscar avances tecnológicos. Como avance para realizar el doble carbono, la válvula necesita realizar la siguiente autorreforma:
Mejorar la eficiencia en la utilización de la energía, medidas técnicas para el ahorro de energía y la mejora de la eficiencia, la optimización del sistema y la utilización integral de las plantas químicas del carbón existentes, utilizando la industria química del carbón moderna para impulsar la modernización de la industria química del carbón tradicional, eliminando la capacidad de producción obsoleta y ampliando la cadena de productos del carbón. . Incrementar la producción de combustibles especiales, productos de alto valor agregado y nuevos materiales, y desarrollarse gradualmente hacia la intensificación, la diversificación de productos y el alto valor a gran escala; reducir aún más el consumo de energía, el consumo de carbón y el consumo de agua, y mejorar la eficiencia general de utilización de energía y la utilización de carbono. Las empresas de válvulas también deberían eliminar activamente los equipos que consumen mucha energía, completar el reemplazo de los equipos antiguos y ajustar la estructura energética, introducir equipos de automatización, construir sistemas inteligentes y electrificados y ayudar a cambiar la industria química del carbón.
La aplicación de válvulas químicas de carbón y la energía de hidrógeno acoplada a la electricidad verde y la tecnología de hidrógeno verde no produce emisiones de carbono en el proceso de liberación de energía y desempeña un papel cada vez más importante en la transformación energética. En los últimos años, la energía verde de China representada por la energía fotovoltaica y eólica y la tecnología de electrolización del agua para producir hidrógeno verde se ha desarrollado rápidamente, y el costo de la energía verde y el hidrógeno verde se ha reducido significativamente. El uso de energía verde en lugar de energía del carbón en el proceso químico del carbón puede reducir indirectamente las emisiones de CO2 en el proceso de producción química del carbón en aproximadamente un 5%. Se puede producir suficiente hidrógeno verde sostenible utilizando equipos de producción de hidrógeno por electrólisis, pero la tecnología de producción de hidrógeno es extremadamente desafiante; Es muy importante elegir válvulas estables y confiables para manejar las interfaces clave en los equipos de producción de hidrógeno. En el futuro, debemos innovar y desarrollar válvulas estables y confiables para el hidrógeno verde, y combinarlas con electricidad verde química del carbón y tecnología de hidrógeno verde para promover la transformación verde y baja en carbono de la industria química del carbón.
La tecnología de capturar y concentrar el CO2 emitido por la industria química del carbón, las centrales eléctricas de carbón y las plantas petroquímicas y luego inyectarlo en un almacenamiento subterráneo se denomina tecnología CCS. La tecnología de realmacenamiento de petróleo se llama tecnología CCUS. En el proceso químico del carbón, la sección de descarbonización emitirá una gran cantidad de CO2 con una pureza superior al 90%. El acoplamiento y acoplamiento con tecnología CCS/CCUS puede reducir las emisiones de CO2 en al menos un 60%. En este sentido, las empresas de válvulas deberían participar activamente en proyectos de demostración CCS/CCUS, apoyar la implementación de proyectos en términos de tecnología e investigación y desarrollo de productos, centrarse en la industria energética del carbón, donde se utiliza principalmente la tecnología de captura de carbono de China, y en la industria petrolera. donde se concentran las válvulas del proyecto CCUS del diseño de la industria petrolera de almacenamiento geológico.
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