水煤漿氣化渣水系統(tǒng)管路磨損及堵塞的優(yōu)化改造

王小玲（東華工程科技股份有限公司，安徽　合肥　230024）

水煤漿氣化渣水系統(tǒng)管路磨損及堵塞的優(yōu)化改造

王小玲（東華工程科技股份有限公司，安徽合肥230024）

水煤漿氣化技術(shù)是由重油氣化工藝發(fā)展演變而來的第二代煤氣化工藝，于上世紀(jì)八十年代投入工業(yè)生產(chǎn)。我國最早在1993年引進(jìn)專利技術(shù)，此后全國各地眾多化肥廠、石化公司等先后建設(shè)了不同規(guī)格的水煤漿氣化裝置。水煤漿氣化技術(shù)在諸多方面具有優(yōu)異性和先進(jìn)性，但同時(shí)也存在不足之處，其中最大的問題是渣水系統(tǒng)管路磨損及堵塞。而管道磨損或遭遇堵塞，一方面會(huì)影響正常工作，另一方面還會(huì)浪費(fèi)大量原料，增加檢修工作，浪費(fèi)人力物力，影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展。本文將針對水煤漿氣化渣水系統(tǒng)管路磨損及堵塞問題，提出一些優(yōu)化改造的措施，以此來完善水煤漿氣化技術(shù)，提高工作效率。

水煤漿；氣化；渣水系統(tǒng)；優(yōu)化

渣水系統(tǒng)管路磨損及堵塞主要原因有兩點(diǎn)，一是黑水中含有大量高硬度的固體懸浮物，在黑水中形成結(jié)晶后在管道內(nèi)流動(dòng)，造成管道堵塞，設(shè)備結(jié)垢，無法正常運(yùn)行；另一點(diǎn)是循環(huán)水中含有大量氯離子，流動(dòng)過程中會(huì)腐蝕管道。針對這兩點(diǎn)，本文提出以下優(yōu)化改造措施。

1　降低固體顆粒含量

1.1分級凈化

傳統(tǒng)的技術(shù)中是將合成氣直接送入水洗塔洗滌，凈化完全在洗滌塔內(nèi)完成。由于洗滌水里存在很多灰塵等固體雜質(zhì)，這部分水進(jìn)入激冷水系統(tǒng)后可能造成設(shè)備堵塞。而分級凈化的做法是，先將粗合成氣送入含有大量水的混合器，充分混合后通入分離器，先將大部分固體顆粒分離出去，再將只含少量固體雜質(zhì)的氣體送入水洗塔進(jìn)行洗滌。這樣做能有效減少洗滌水，即氣化爐激冷水中固體顆粒的含量，從而避免激冷環(huán)內(nèi)發(fā)生結(jié)垢等現(xiàn)象。目前該技術(shù)已應(yīng)用于我國不少公司和廠家，并且取得了較好的效果。

1.2固液旋流風(fēng)分離

顧名思義，固液旋流風(fēng)分離技術(shù)是一種將固體顆粒物（炭黑）與液體旋流（水）進(jìn)行快速分離的技術(shù)，該技術(shù)已獲取專利，但是目前還未應(yīng)用于水煤漿氣化渣水處理。不難想象，若將該技術(shù)應(yīng)用于渣水處理，能大幅度降低黑水中的固體懸浮物含量，有效緩解管路磨損及堵塞問題。

1.3黑水過濾器

目前有兩種效果比較好的過濾黑水的技術(shù)。一種是將黑水送入能夠高強(qiáng)度過濾的過濾器，經(jīng)過濾后，黑水中固體顆粒含量可直接降至可以循環(huán)利用的水平，這種技術(shù)簡單高效，并且能減少運(yùn)行費(fèi)用。另外一種方法的特點(diǎn)是在過濾黑水中的固體顆粒之前，先將其從氣化反應(yīng)器底部除去，這樣做能使過濾更徹底。最后再將清液送入后續(xù)處理設(shè)備進(jìn)行凈化。

1.4噴射法

噴射法的工作過程是先在炭黑水中放入活性劑，使兩者充分接觸，然后使用液面噴射泡沫法，進(jìn)行四級噴射。使用噴射法能從炭黑水中直接獲得炭黑，分離效率非常高，接近百分之百，分離后水重的固體懸浮物含量很小，凈化程度相當(dāng)高。

2　降低硬度

軟化水的方法有很多，其中石灰純堿軟化法由于處理費(fèi)用低而被廣泛采用，將此技術(shù)應(yīng)用于軟化氣化炭黑水，能有效降低其硬度。石灰純堿軟化法的優(yōu)越性在于不僅成本低，而且操作方便，只需首先把炭黑水與石灰水充分混合，再加入純堿水，使其發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，將沉淀物與液體分離即達(dá)到降低硬度的目的。

3　工藝優(yōu)化

3.1采用防腐或抗磨損材料

實(shí)踐證明，使用耐磨損或者抗腐蝕的材料，如在管道內(nèi)附上耐磨損陶瓷能有效防范管道磨損、腐蝕等問題。另外，還可以改善設(shè)備和管道的結(jié)構(gòu)，如通過減小黑水在管道內(nèi)的流動(dòng)速度來減小其對管道的沖刷腐蝕。

3.2直接換熱

傳統(tǒng)工藝采用間接換熱的方法，熱回收效率低，清潔起來困難，并且很容易發(fā)生堵塞。

直接換熱技術(shù)針對間接換熱的缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，先將洗滌后的黑水送入蒸發(fā)室使其發(fā)生閃蒸，把水蒸汽送入填料層與低壓水換熱，加熱后的低壓水又可重新送回系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。直接換熱法能重復(fù)利用資源，提高熱量回收率，簡化設(shè)備清理過程，大大提高工作效率。與直接換熱比，具有諸多優(yōu)點(diǎn)。

3.3增加集渣罐

黑水硬度很高，在閃蒸過程中碳酸鈣容易達(dá)到飽和而析出，生成灰垢。如果操作不穩(wěn)定，溫度變化大，會(huì)導(dǎo)致垢層脫落，造成管道堵塞。針對這個(gè)問題，可以在閃蒸罐的底部設(shè)置一個(gè)集渣罐，用以搜集形成的灰垢，這樣做能放置垢層脫落在管道內(nèi)，有效避免管道發(fā)生堵塞。

4　結(jié)語

水煤漿氣化技術(shù)至產(chǎn)生至今已有近半個(gè)世紀(jì)，在這半個(gè)世紀(jì)的運(yùn)行和發(fā)展過程中，其優(yōu)點(diǎn)被不斷驗(yàn)證，而渣水系統(tǒng)管路磨損及堵塞是目前亟待解決的技術(shù)瓶頸，只有解決了這個(gè)問題，才能實(shí)現(xiàn)水煤漿氣化技術(shù)新的突破和進(jìn)步。以上所討論的改進(jìn)技術(shù)從管路磨損及堵塞的原因出發(fā)，從不同方面提出了優(yōu)化改造措施，能有效提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，減少原料浪費(fèi)現(xiàn)象和維修工作量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，增加產(chǎn)量和提高效率的目標(biāo)。

［1］張國棟.多噴嘴對置式水煤漿氣化控制方案開發(fā)與應(yīng)用［D］.華東理工大學(xué)，2011.

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［3］趙宏.水煤漿氣化裝置設(shè)計(jì)與改造探討［J］.大氮肥，2012，02:133-135.

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