新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)問(wèn)題分析

李 飛

（中化近代環(huán)保化工 （西安）有限公司，陜西 西安 710299）

新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)是當(dāng)前煤炭清潔的重要手段。我國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富，城市建設(shè)與工業(yè)生產(chǎn)等都會(huì)應(yīng)用到煤炭資源，煤炭資源應(yīng)用包括多種類型，直接燃燒或者將其二次加工等，這些都能夠發(fā)揮出煤炭資源的應(yīng)用價(jià)值。但是煤炭資源在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)空氣會(huì)造成一定影響，尤其是直接燃燒，產(chǎn)生大量二氧化碳，污染空氣資源。新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)，主要針對(duì)煤炭資源應(yīng)用期間的廢物處理，有效對(duì)灰渣進(jìn)行處理，將灰渣危害降到最低。

1 工藝流程介紹

新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)，整個(gè)工藝流程的運(yùn)行主要依靠氣化爐為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)煤氣的初步凈化，將其中含渣的黑水進(jìn)行特殊減壓處理，隨后將其引入到渣水處理系統(tǒng)中。渣水處理系統(tǒng)在接收到黑水后，根據(jù)渣水處理系統(tǒng)的運(yùn)行設(shè)計(jì)，第一是蒸發(fā)熱水塔全面將蒸發(fā)室啟動(dòng)，如此可以確?；宜畬?shí)現(xiàn)全面性溫度升高，循環(huán)灰水系統(tǒng)將熱水室中的蒸汽進(jìn)行接觸換熱處理，為后續(xù)渣水處理創(chuàng)造有利條件［1］。結(jié)合陜西延長(zhǎng)石油榆林煤化公司一期裝置技術(shù)循環(huán)流化床鍋爐細(xì)渣摻燒裝置項(xiàng)目，針對(duì)煤氣化灰渣處理情況進(jìn)行優(yōu)化。其中涉及到粗渣、細(xì)渣，其中氣化渣處理手段相對(duì)成熟，但是因?yàn)楹剂枯^高，所以需要進(jìn)一步優(yōu)化。在此背景下對(duì)氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，有效對(duì)氣化渣問(wèn)題進(jìn)行解決，實(shí)現(xiàn)煤化公司資源回收利用［2］。

2 運(yùn)行期間的問(wèn)題剖析

2.1 細(xì)渣摻燒處理問(wèn)題

新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)運(yùn)行中，采用的主要方法是二次摻燒處理技術(shù)，將氣化爐細(xì)渣中的含碳量降低，但是相較于其他廢料，細(xì)渣存在比較好的碳元素，一旦處理中接觸到燃燒煤，經(jīng)過(guò)循環(huán)硫化床鍋爐燃燒處理后，含碳量雖然會(huì)明顯降低，整體的消耗量同樣降低，取得較為明顯的成效?？墒窃趯?shí)際操作中，需要結(jié)合摻燒操作要求，對(duì)輸送細(xì)渣系統(tǒng)不斷改善升級(jí)，因?yàn)閾綗僮髌陂g頻繁出現(xiàn)循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到摻燒操作質(zhì)量，并且不能得到預(yù)計(jì)的細(xì)渣處理效果，所以這方面問(wèn)題亟待解決。細(xì)渣摻燒作為新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須對(duì)操作流程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。及時(shí)輸送氣化爐細(xì)渣到循環(huán)流化床鍋爐中，同時(shí)輸送系統(tǒng)還會(huì)輸送一些其他物質(zhì)，同時(shí)進(jìn)行摻燒處理。具體摻燒中的問(wèn)題包括如下幾點(diǎn)：

第一是氣化爐細(xì)渣含水量相對(duì)來(lái)講比較高，這會(huì)對(duì)鍋爐熱效率造成直接影響，受到熱效率波動(dòng)，鍋爐燃?xì)夂坎粩嗌仙?，如此一?lái)最終的換熱效率就會(huì)下降。第二是摻燒操作中，氣化爐細(xì)渣的影響會(huì)導(dǎo)致整體飛灰量上升，摻燒操作中就會(huì)出現(xiàn)顆粒燃燒不充分的情況，一旦進(jìn)入到煙道，飛灰量會(huì)再次增加，加重鍋爐運(yùn)行壓力，設(shè)備與管道的摩擦損壞更加嚴(yán)重，影響氣化爐裝置渣水處理效果。正因?yàn)槿绱耍仨殞饣癄t裝置渣水處理系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題及時(shí)解決，尤其是細(xì)渣摻燒處理方面，為煤化工企業(yè)生態(tài)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2.2 輸送系統(tǒng)堵塞問(wèn)題

輸送階段也會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，主要集中在旋風(fēng)分離器管路位置。一旦管道堵塞，熱水塔受到影響出現(xiàn)滿液情況，火炬管道中會(huì)融入大量防控粗水煤氣，并且這些煤氣均帶水。如此一來(lái)質(zhì)量必然下降，甲醇接氣時(shí)間也會(huì)受到明顯影響，整個(gè)渣水處理系統(tǒng)的制造成本會(huì)不斷增加。不僅如此，閃蒸塔罐液位排放受到影響，現(xiàn)場(chǎng)清理難度增加，設(shè)備檢修更加復(fù)雜。甚至在垢片清理期間，澄清槽中也會(huì)出現(xiàn)大量垢片，渣漿泵不管是入口還是葉輪均會(huì)造成堵塞。

系統(tǒng)運(yùn)行期間設(shè)備以及管道等黑水處理避免不了會(huì)形成大量垢片。系統(tǒng)中的溫度或者壓力等一旦出現(xiàn)過(guò)度變化，就會(huì)導(dǎo)致垢片出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，再加上渣水處理期間會(huì)排放大量黑水，垢片得不到妥善處理，堆積在彎頭位置，導(dǎo)致黑水閃蒸管道嚴(yán)重堵塞。

3 運(yùn)行問(wèn)題原因剖析

積極對(duì)氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)所出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行原因分析，為系統(tǒng)優(yōu)化與保證正常運(yùn)行提供更多參考。閃蒸處理的不斷優(yōu)化，黑水蒸出量不斷增加，尤其是其中的HCO-3、Ga2+離子濃度，待符合系統(tǒng)處理最終條件后，及時(shí)進(jìn)行蒸發(fā)處理。但是這期間受到灰黑顆粒沉積以及吸附等影響，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)壁出現(xiàn)過(guò)多沉積物。沉積污垢的增加，拉大鋼材熱膨脹系數(shù)差，一旦溫度出現(xiàn)下降或者系統(tǒng)處理完畢溫度回到最初點(diǎn)，管道就會(huì)受到灰垢的過(guò)度擠壓，出現(xiàn)不同程度的裂紋。系統(tǒng)輸送期間，介質(zhì)溫差對(duì)設(shè)備造成影響，灰垢得不到及時(shí)處理，不間斷的脫落造成出口管以及調(diào)節(jié)閥都出現(xiàn)嚴(yán)重堵塞。掌握新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)運(yùn)行期間出現(xiàn)問(wèn)題的原因，為后期問(wèn)題的解決與系統(tǒng)升級(jí)創(chuàng)造有利條件。

4 處理有效措施

4.1 細(xì)渣摻燒問(wèn)題解決措施

對(duì)于細(xì)渣摻燒過(guò)程中含水量較高的問(wèn)題，及時(shí)對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的原因進(jìn)行剖析，并且結(jié)合細(xì)渣摻燒處理過(guò)程中的準(zhǔn)備工作，增加細(xì)渣晾曬環(huán)節(jié)，提前將其中的水分蒸發(fā)一部分。如此一來(lái)，細(xì)渣經(jīng)過(guò)輸送系統(tǒng)進(jìn)入到鍋爐中，并且與燃料煤充分摻和之后及時(shí)輸送到鍋爐中備用。飛灰量較大的問(wèn)題，解決的出發(fā)點(diǎn)需要以輸灰系統(tǒng)為核心。積極展開(kāi)擴(kuò)能改造，在固定輸送條件基礎(chǔ)上將飛灰流量增加，如此就可以做到單位時(shí)間內(nèi)有效控制飛灰速度與流量，以最短時(shí)間排除最大飛灰量。在此基礎(chǔ)上還要將選擇適當(dāng)?shù)娜剂厦海愿邿嶂档突曳诸愋妥罴?，從源頭將飛灰量降到最低，如此飛灰量與排灰量都會(huì)減少，系統(tǒng)運(yùn)行效率明顯提高。含碳量高問(wèn)題的解決，必須將鍋爐的爐膛高度調(diào)整，并且將碳粒的燃燒時(shí)間盡量延長(zhǎng)，有效降低含碳量，并且確保循環(huán)灰中雜質(zhì)減少。除此之外省煤器磨損也是常見(jiàn)問(wèn)題。對(duì)于這方面問(wèn)題的解決，根據(jù)細(xì)渣摻燒具體情況，強(qiáng)化灰循環(huán)系統(tǒng)，飛灰量減少的同時(shí)，省煤器磨損得到緩解。

對(duì)于水灰的技術(shù)指標(biāo)需要進(jìn)行嚴(yán)格的管理與控制。氣化裝置運(yùn)行過(guò)程中，水質(zhì)、煤質(zhì)有著極為重要的作用，而煤質(zhì)的改變也會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)生波動(dòng)。酸堿度，Cl、Ca的濃度，導(dǎo)電率等均屬于水質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間相互約束、相互影響、又相互關(guān)聯(lián)。其中酸堿度、Ca離子濃度等極為重要，主要原因就是這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與灰水結(jié)垢程度之間有著極為密切的關(guān)聯(lián)，同時(shí)懸浮物與氯離子濃度的影響也極為較為重要。若處于高溫高壓環(huán)境中，氯離子濃度較高就會(huì)導(dǎo)致不銹鋼設(shè)備出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象?；宜虘腋∥餄舛葘?duì)于黑水、灰水系統(tǒng)的阻垢、分散也有著直接影響。當(dāng)懸浮物濃度較高時(shí)，阻垢分散劑會(huì)吸附大量固懸物，這也提高了藥物的消耗量，進(jìn)而導(dǎo)致灰水中的碳酸鈣垢片出現(xiàn)結(jié)晶，這會(huì)提高管道與設(shè)備中固懸物的沉積。

所謂科學(xué)合理的控制灰水的酸堿度、氯離子與鈣離子濃度、導(dǎo)電率，就是針對(duì)灰水去污處理站排放量進(jìn)行控制，并在水系統(tǒng)中加入一次水、脫鹽水等進(jìn)行置換。使用合理的絮凝劑可有效控制灰水的濁度，結(jié)合媒種變換情況，科學(xué)設(shè)計(jì)配藥量、使用后合理的絮凝劑種類。原料煤種與絮凝劑種類應(yīng)相互匹配，煤種改變時(shí)需要第一時(shí)間開(kāi)展黑水采樣試驗(yàn)，進(jìn)而確保加藥量、配藥比例以及絮凝劑種類的選擇具有合理性。應(yīng)用絮凝劑時(shí)有最為合理的用量。若用藥量較小，使用量與絮凝效果之間有著正比關(guān)系，若使用量較高，絮凝效果將受到影響。主要原因就是當(dāng)絮凝劑使用量較少時(shí)，部分剩余的固懸物無(wú)法在吸附作用下形成大塊物體，進(jìn)而影響沉淀效果。當(dāng)絮凝劑用量過(guò)多時(shí)，固懸物的數(shù)量無(wú)法滿足絮凝需求，這也直接影響沉淀效果。

4.2 優(yōu)化升級(jí)渣水處理系統(tǒng)中的輸送系統(tǒng)

新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)中，輸送系統(tǒng)至關(guān)重要。尤其是循環(huán)特性強(qiáng)化，輸煤系統(tǒng)必須及時(shí)升級(jí)，如此才能滿足新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)運(yùn)行需要。結(jié)合渣水處理系統(tǒng)的優(yōu)化，煤氣細(xì)渣進(jìn)入到處理系統(tǒng)中，必須由專門輸送系統(tǒng)輸送完成，將其及時(shí)投入到處理裝置予以處理。輸送系統(tǒng)是氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)最關(guān)鍵的輔助系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)運(yùn)行直接影響到氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)的運(yùn)行。入爐方式、位置等都會(huì)影響到氣化爐裝置的運(yùn)行效率。尤其是汽化細(xì)渣輸送期間，為了保證輸送系統(tǒng)與渣水處理系統(tǒng)銜接及時(shí)到位，主要選擇兩種輸送形式，其一為螺旋輸送、其二為水平皮帶輸送。

螺旋輸送系統(tǒng)，主要包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、懸吊軸承以及殼體、轉(zhuǎn)動(dòng)軸，除此之外螺旋葉片必不可少。懸吊軸承主要通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸作為基本支撐，在驅(qū)動(dòng)裝置的作用下完成驅(qū)動(dòng)運(yùn)行。轉(zhuǎn)動(dòng)軸運(yùn)行期間，受到重力影響，螺旋葉片會(huì)呈現(xiàn)出滑動(dòng)移動(dòng)，及時(shí)將處理材料運(yùn)輸至渣水處理系統(tǒng)。這種輸送系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，具有結(jié)構(gòu)間接、多樣化輸送以及不占用過(guò)多空間等優(yōu)勢(shì)。并且能夠靈活裝卸處理材料。當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中也存在一些不足，首先是整體上存在比較大的摩擦，尤其是槽體以及螺旋葉片，必須及時(shí)對(duì)葉片進(jìn)行更換，頻繁維修輸送槽體等。不利于長(zhǎng)距離運(yùn)輸，受到空間以及密度等的影響，布置難度較大，密封性同樣不夠理想。一旦不能及時(shí)將處理材料及時(shí)輸送或者有效整理，就會(huì)造成管道堵塞現(xiàn)象。

水平皮帶輸送系統(tǒng)，組成元件包括輸送帶、張緊裝置、進(jìn)料與卸料裝置、托輥以及主動(dòng)與張緊滾筒。主動(dòng)滾筒的運(yùn)行，必須由機(jī)架進(jìn)行有效支撐，并且在電機(jī)減速的影響下開(kāi)始快速運(yùn)行。處理材料受到重力作用，及時(shí)置落于皮帶上，在主動(dòng)滾筒的作用下，迅速轉(zhuǎn)移到出料口位置，隨即進(jìn)行卸料處理。整體上輸送力比螺旋輸送系統(tǒng)打，并且輸送距離拉長(zhǎng)。但是相較于螺旋輸送系統(tǒng)安裝成本高出很多，并且很多位置極易磨損，保養(yǎng)費(fèi)用增加。尤其是滾動(dòng)軸承消耗極大，輸送過(guò)程中密封難度大，經(jīng)常出現(xiàn)粉塵飛揚(yáng)現(xiàn)象。

針對(duì)這兩種輸送系統(tǒng)，必須結(jié)合新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)運(yùn)行需要科學(xué)選擇，還要結(jié)合煤化企業(yè)經(jīng)濟(jì)能力與經(jīng)營(yíng)規(guī)模，確保氣化渣配比合理，輸送及時(shí)到位。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新型氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)作為煤化企業(yè)渣水處理的重要組成，在實(shí)際應(yīng)用中存在一些需要完善的問(wèn)題。尤其是蒸發(fā)熱水塔、黑水閃蒸管道問(wèn)題，通過(guò)詳細(xì)分析了解到出現(xiàn)問(wèn)題的原因，針對(duì)性的解決渣水系統(tǒng)中的不足。科學(xué)選擇適合的輸送系統(tǒng)，提高氣化爐裝置渣水處理系統(tǒng)運(yùn)行效率。