殼牌煤氣化水處理系統(tǒng)事故分析

孔 巖 萬俊宏 王高峰

（河南煤業(yè)化工集團(tuán)中原大化公司，河南 濮陽 457004）

0 引言

殼牌干粉加壓煤氣化技術(shù)于2006年5月在國內(nèi)首次開車成功，生產(chǎn)以來很多因素制約了裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行，初級水處理系統(tǒng)就是其一。中原大化2000t/d殼牌煤氣化裝置2008年5月一次投料成功，在工程技術(shù)人員對引進(jìn)技術(shù)吸收改進(jìn)的基礎(chǔ)上取得了高負(fù)荷連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行71d的好成績，其中初級水處理系統(tǒng)經(jīng)過改造經(jīng)受住了長周期生產(chǎn)的考驗，現(xiàn)就中原大化煤氣化裝置初級水處理系統(tǒng)遇到的問題及處理措施做一些總結(jié)。

1 水處理工藝描述

圖1 初級水處理系統(tǒng)示意圖

初級水處理系統(tǒng)處理的對象是來自U1400（渣系統(tǒng)）排放的渣水，U1600（濕洗系統(tǒng)）的洗滌塔排污水，火炬的冷凝液，機(jī)泵的泵體導(dǎo)淋排放以及從地溝收集來的廢水。水處理工藝分為閃蒸和汽提、漿水的澄清、水的循環(huán)三部分。渣水、滌塔排放水在經(jīng)過減壓閃蒸和汽提后，H2S、CO2、NH3和HCN等有害氣體進(jìn)入氣相被送往鍋爐或者酸性火炬燃燒，汽提后的漿水被送往S-1701（澄清槽）進(jìn)行澄清，由于重力沉降只適用于大顆粒的固體，對于那些細(xì)小的懸浮物質(zhì)重力沉降無法有效去除，因此，往S-1701加入絮凝劑，在轉(zhuǎn)耙的攪動下通過電中和、吸附架橋作用使懸浮顆粒和膠體產(chǎn)生凝聚作用成為顆粒較大、易于沉降的絮凝體（d＞20μm），沉降后的漿水被送往T-1702增稠，而S-1701頂部的溢流水則可作為循環(huán)補(bǔ)水。漿水在T-1702（污泥儲罐）中繼續(xù)攪拌沉降，而后泥漿由泵送往S-1702（真空過濾機(jī)）進(jìn)行抽濾，實現(xiàn)固液分離，濾餅送往煤倉與原煤一起重新利用。處理后的水要求達(dá)到以下指標(biāo)：

2 出現(xiàn)問題及處理措施

2.1 酸性灰漿汽提塔填料結(jié)垢及處理措施

2.1.1 酸性灰漿汽提塔（C-1701）結(jié)垢情況

C-1701汽提塔為填料塔共分三段填料層，頂段是V-1703汽液分離罐來料，中間段是V-1704來料，底段是V-1701來料，填料使用的是2吋環(huán)矩鞍。正常操作時三個填料段兩端壓差指示均為-4kPa，堵塞發(fā)生時，底段壓差指示首先發(fā)生緩慢上漲變?yōu)檎?，最高時達(dá)到50kPa，中間段和頂段填料壓差指示先后增大變?yōu)檎?，直至塔頂溫度、壓力下降低于正常操作值，塔底液位逐漸降低失去平衡，渣水泵因液位低連鎖停泵，水處理系統(tǒng)停止水循環(huán)。

2.1.2 原因分析及處理措施

打開C-1701人孔檢查，發(fā)現(xiàn)底段填料已經(jīng)結(jié)垢堵實，經(jīng)分析垢的主要成分為碳酸鈣，CaCO3結(jié)垢是廢水處理系統(tǒng)中遇到的最麻煩的問題，如果結(jié)垢發(fā)生在汽提塔，通常不能及時地發(fā)現(xiàn)，這將要求更換填料。由于現(xiàn)有的溶解性模型尚不能充分地予以解釋，所以只能在容易結(jié)垢的系統(tǒng)中通過正確地平衡酸度來避免其發(fā)生。重新裝填填料，投入運(yùn)行后，控制V1701來料量并穩(wěn)定流量減小波動，穩(wěn)定低壓蒸汽通入量防止溫度波動過大，現(xiàn)場加大對pH值的檢測，嚴(yán)格控制料液pH值在6～6.5，保證酸的加入量，防止CaCO3生成。

2.2 T-1702污泥儲罐轉(zhuǎn)耙過載

2.2.1 事故經(jīng)過

現(xiàn)場啟動轉(zhuǎn)耙，經(jīng)過1min的自潤滑程序后，轉(zhuǎn)耙電機(jī)啟動但電流過高超過量程（量程為4A）居高不下，且轉(zhuǎn)耙并不轉(zhuǎn)動，最后轉(zhuǎn)耙過載保護(hù)跳車。多次啟動情況相同。

2.2.2 原因分析及處理措施

氣化系統(tǒng)停車后，T-1702罐中蓄積了大量污泥，在沒有排空污泥的情況下停止運(yùn)行轉(zhuǎn)耙，由于停車時間較長，污泥在罐底沉降結(jié)實，造成啟動轉(zhuǎn)耙時過載跳。為了不影響氣化系統(tǒng)開車，打開人孔人工清除罐內(nèi)積存的淤泥，排空排凈后啟動轉(zhuǎn)耙恢復(fù)正常。為了防止再出現(xiàn)轉(zhuǎn)耙的過載跳車，制定預(yù)防措施：一是運(yùn)行期間，現(xiàn)場巡檢轉(zhuǎn)耙運(yùn)行情況，潤滑油泵是否正常工作及潤滑油油位、油質(zhì)是否正常，主控監(jiān)視轉(zhuǎn)耙電流不得超過2.6A；二是系統(tǒng)停車后，繼續(xù)往真空抽濾系統(tǒng)送泥漿直至排空，方可停運(yùn)轉(zhuǎn)耙。

2.3 濕洗系統(tǒng)排污水管線加酸處腐蝕

濕洗系統(tǒng)排放水減壓前為4.2MPa，151℃，pH值在7～7.5之間，經(jīng)減壓后進(jìn)入V-1704，生產(chǎn)以來多次在進(jìn)V-1704前的加酸處發(fā)生腐蝕泄漏，而在除渣單元排放水的加酸處從沒發(fā)生過此類現(xiàn)象，經(jīng)分析，濕洗排放水溫度較高加劇了電化學(xué)腐蝕的速度，因此在控制加酸量的基礎(chǔ)上，我們選擇更換加酸處短接的材質(zhì)，原來設(shè)計的是普通碳鋼，后選型為帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的鋼管，由于聚四氟乙烯具有良好的耐腐蝕、耐高溫特性，在更換后沒有再發(fā)生腐蝕泄露。

3 結(jié)語

鑒于我國多煤、少氣、貧油的實際情況，近年來煤化工在國內(nèi)有了長足的發(fā)展，也得到了國家的大力支持，但是煤炭資源是不可再生的一次能源，如何高效的利用仍然是個需要探究的課題。在現(xiàn)有的煤化工工藝上如何做得更好，如何更高效的使用煤炭資源。無論是煤氣化還是煤液化，不僅是要改進(jìn)工藝提高效率，更重要的是做好配套設(shè)施的工藝改進(jìn)，讓裝置長、滿、優(yōu)運(yùn)行。國內(nèi)煤炭資源和水資源的不均衡分布要求在做好煤炭資源利用的同時高效的利用和保護(hù)水資源也是很迫切的需要。所以做好配套水處理系統(tǒng)對于人和自然和諧發(fā)展的長遠(yuǎn)目標(biāo)有著重要的意義。