殼牌煤氣化排渣系統(tǒng)優(yōu)化與技改

王子修

摘 要：針對殼牌煤氣化排渣工藝的特點，從安全、環(huán)保、節(jié)能等方面著手，對排渣系統(tǒng)進行優(yōu)化，增加撈渣機地坑蒸汽噴射器、臨時渣池、排渣管線沖洗水及渣漿泵。

關(guān)鍵詞：殼牌；煤氣化；撈渣機；蒸汽噴射器；臨時渣池

1 公司主要工藝簡介

河南能源化工集團鶴煤公司煤化工項目為煤制甲醇工程，是經(jīng)省發(fā)展和改革委員會備案、國家環(huán)保部審批通過的省重點工程、省經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整項目和市一號工程。該項目設(shè)計生產(chǎn)能力為年產(chǎn)六十萬噸甲醇，主要技術(shù)為世界先進或領(lǐng)先水平?？辗盅b置采用了世界上先進的法國液空公司的空氣分離技術(shù)，具有高效節(jié)能的特點；煤氣化裝置采用荷蘭皇家殼牌的SCGP技術(shù)，該技術(shù)環(huán)保、高效、節(jié)能、自動化程度高；低溫甲醇洗采用德國魯奇技術(shù)，具有凈化程度高、節(jié)能等特點；甲醇合成采用丹麥托普索低壓合成技術(shù)，具有合成壓力低、轉(zhuǎn)化率高、副產(chǎn)物少等優(yōu)點；含硫尾氣處理采用丹麥托普索WSA技術(shù)，具有尾氣排放量少、回收效率高、排放標(biāo)準高等特點，關(guān)鍵設(shè)備采用進口，設(shè)備自動化程度高、能耗低、環(huán)保效果好。

2 氣化車間主要工藝簡介

渣向下通過排渣系統(tǒng)冷卻收集后裝車。粗煤氣經(jīng)過激冷氣冷卻，通過輸氣管進入合成器冷卻器進行充分換熱。原料煤經(jīng)破碎由運輸設(shè)施送至磨煤機，在磨煤機內(nèi)將原料煤磨成粒度、濕度合格的煤粉（粒度90%<100μm，水含量1%-2%），煤粉經(jīng)常壓煤粉倉、加壓煤粉倉及給料倉，由高壓氮氣或二氧化碳氣將煤粉送至氣化爐煤燒嘴。來自空分的高壓氧氣經(jīng)預(yù)熱后與中壓過熱蒸汽通過氧蒸混合器進入煤燒嘴。煤粉、氧氣及蒸汽在氣化爐高溫加壓條件下發(fā)生碳的氧化及各種轉(zhuǎn)化反應(yīng)。氣化爐頂部約1500℃的高溫煤氣經(jīng)除塵冷卻后的冷煤氣激冷至900℃左右進入合成氣冷卻器。經(jīng)合成氣冷卻器回收熱量副產(chǎn)高壓、中壓飽和蒸汽或過熱蒸汽后的粗煤氣進入除塵單元，通過陶瓷濾芯除去飛灰、后經(jīng)過濕法洗滌系統(tǒng)處理，最后含塵量小于1mg/m3的粗煤氣送往甲醇車間制得甲醇。爐渣通過氣化爐底部進入排渣系統(tǒng)，經(jīng)過淬冷破碎，通過撈渣機裝車，飛灰經(jīng)過氣提冷卻后裝車。

3 排渣系統(tǒng)簡介

在氣化爐燃燒段產(chǎn)生的高溫熔渣，向下流入氣化爐底部渣池進行淬冷，淬冷后的大塊爐渣經(jīng)破渣機破碎后流入渣收集器，定期排放至排渣罐，再排至渣脫水槽，用撈渣機將排出的爐渣經(jīng)由卡車轉(zhuǎn)運至渣場。渣收集器內(nèi)的灰水經(jīng)渣池水循環(huán)泵（P-1401A/B）升壓，再經(jīng)水力旋流器（S-1403A/B）脫除細渣、渣池水冷卻器（E-1401A/B）冷卻至50℃后返回氣化爐底部渣池，用于高溫熔渣的淬冷。排渣罐內(nèi)的灰水經(jīng)排水增壓泵（P-1402A/B）升壓后返回到渣收集器，排渣罐的補水由排渣罐給水罐（V-1404）提供。排渣罐（V-1403）每間隔一小時需要排放一次渣，排渣通過排渣程序進行。渣脫水槽的灰水經(jīng)細渣漿排出泵（P-1403A/B）送至初步水處理工序。撈渣機連續(xù)運轉(zhuǎn)，刮板源源不斷從渣池中帶出渣粒，在撈渣機提升段，渣于水分離，渣通過鏈條及刮板的帶動，從撈渣機頂部落入渣車里，水進入渣脫水槽。

4 技改項目

在氣化裝置前期的運行中，由于排渣系統(tǒng)是連續(xù)不間斷運行的，撈渣機在撈渣的過程中由于負荷過高，長時間運行，導(dǎo)致鏈條拉長，刮板脫落。從而導(dǎo)致?lián)圃鼨C無法堅持運行，從而影響氣化系統(tǒng)長期穩(wěn)定的運行，為了保證排渣系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，以往是將渣通過臨時排渣管排至撈渣機旁邊的大池子，用人力將初步澄清的渣水疏導(dǎo)至外界區(qū)。造成環(huán)境、水資源、安全等方面的負擔(dān)。撈渣機與渣脫水槽固定在地坑里，由于檢修及其他原因而導(dǎo)致地坑積滿渣水，通過潛水泵把水送至臨時渣池，由于渣水密度大及量大，經(jīng)常導(dǎo)致潛水泵損毀。針對以上問題，結(jié)合實際情況，對排渣系統(tǒng)進行了優(yōu)化與技改。

4.1 臨時渣池的設(shè)計

氣化排渣周期為一個小時，一次排渣的渣水體積為72m3。結(jié)合現(xiàn)場位置，臨時渣池設(shè)計為長寬各13米，深度為2米，地下地上各一米。通過臨時排渣管與排渣罐鎖斗閥下面的三通相連。臨時渣池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通過兩堵隔墻被分為大小三個池子，大池子儲存臨時排渣管過來的渣，渣水經(jīng)過兩個相鄰的裝有濾網(wǎng)的小池子經(jīng)過兩次沉降分離，較干凈的渣水通過進口裝有濾網(wǎng)的渣漿泵送往初步水處理單元循環(huán)利用。而大池子的渣可以通過鉤機裝車。

技改完成后，臨時渣池即使不抽水、不清渣也最少可以承受四次排渣，相當(dāng)于排渣系統(tǒng)四個小時的運行時間，而通過不間斷的渣漿泵打水及鉤機裝車，排渣系統(tǒng)可以長時間運行，對于撈渣機為期一天的檢修周期，已經(jīng)足夠了，從而帶來了明顯的經(jīng)濟效益。通過此次技改環(huán)境問題得到很大改善，減少了工人的勞動強度，降低了發(fā)生人身傷害事故的隱患，同時渣水得到了重復(fù)利用，保證了排渣系統(tǒng)的安全、長期、穩(wěn)定運行。

4.2 臨時排渣管的技改

在排渣罐底部兩個鎖斗閥下面安裝一個三通，一路通過一個插板閥與撈渣機相連，一路通過另一個插板閥，由排渣管與臨時渣池相連。在前期運行中，臨時排渣管由于在短短五分鐘時間內(nèi)要排完72m3的渣水，經(jīng)常發(fā)生堵塞，需要不停地人工敲管子，影響了正常的排渣，容易導(dǎo)致排渣罐底錐的堵塞。為了解決以上問題，在臨時排渣管上開通了多路沖洗水，需要排渣時，提前打開沖洗水，然后開鎖斗閥排渣。

此次技改通過增加沖洗水，以往的臨時排渣管下渣難、堵塞現(xiàn)象不再發(fā)生，保證了臨時排渣順利進行，技改效果明顯。

4.3 撈渣機地坑增加蒸汽噴射器

撈渣機與渣脫水槽是固定在地坑里面，由于檢修、漫灌及其他原因?qū)е碌乜永锩娣e滿了渣水。以往通過潛水泵抽水，每次都要去接臨時電，同時有專人負責(zé)抽水，到后面渣水液位過低、密度較大時，抽水難以進行，還經(jīng)常容易損毀潛水泵，同時也有安全隱患。為此專門對撈渣機地坑排水進行了技改。通過增加蒸汽噴射器，采用文丘里原理，利用氣化裝置低壓蒸汽高速流體靜壓能與動能相互轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的負壓將地坑里面的渣水抽出來，排入臨時渣池。

此次技改只需要工人現(xiàn)場開啟蒸汽閥門進行抽水，在現(xiàn)場巡檢過程中隨時可以停止，此裝置蒸汽耗量小、勞動強度低、安全可靠、輕便快捷。

5 結(jié)束語

通過從安全、環(huán)保、節(jié)能方面進行分析，上面所做出的技改，投資少、見效快。通過技改，解決了臨時排渣中的眾多問題，為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟效益，同時也保證了氣化裝備的安全、穩(wěn)定、長周期運行。

參考文獻

[1]張君.化工安全與環(huán)境[J].2013，36.

[2]齊景麗，孔繁榮.幾種煤氣化技術(shù)的先進性與適用性分析[J].化工設(shè)計通訊，2012（5）.

[3]何儉.煤氣化動力學(xué)及其添加助熔劑對氣化反應(yīng)的影響[J].科技信息2011（27）.