關(guān)于水煤漿氣化爐文丘里洗滌器結(jié)構(gòu)及流程優(yōu)化小結(jié)

邵正軍,陶新兆

(中鹽安徽紅四方股份有限公司，合肥 231607)

1 工藝流程及原理

水煤漿氣化工藝以空分裝置送來的純氧和經(jīng)高壓煤漿泵泵送的水煤漿為原料，通過工藝燒嘴進(jìn)行混合、碰撞、霧化，進(jìn)入氣化爐燃燒室內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)生成粗煤氣;粗煤氣經(jīng)過氣化爐激冷室水浴初步除塵增濕后形成粗水煤氣經(jīng)過文丘里洗滌器、洗滌塔進(jìn)行洗滌除塵后，送往后系統(tǒng)，作為其生產(chǎn)的原料氣(主要成分為一氧化碳和氫氣)[1-2]。

文丘里洗滌器的文丘里管包括收縮段、喉管和擴(kuò)散段。含煤灰的粗水煤氣進(jìn)入收縮段后，流速增大，進(jìn)入喉管時(shí)達(dá)到最大值。洗滌液從收縮段加入，氣液兩相間存在較大流速差，液滴在高速氣流下霧化,塵粒被水濕潤，塵粒與液滴或塵粒之間發(fā)生激烈碰撞和凝聚。在擴(kuò)散段，氣液速度減小，以塵粒為凝結(jié)核的凝聚作用加快，凝聚成直徑較大的含塵液滴，從而在洗滌塔被沉降分離出來[3-4]。

2 存在問題及原因分析

中鹽安徽紅四方股份有限公司單噴嘴氣化爐自2013年3月原始開車運(yùn)行以來，頻繁出現(xiàn)文丘里洗滌器噴頭出水孔堵堵塞、文丘里洗滌器套管泄漏問題，嚴(yán)重制約著氣化爐長周期運(yùn)行，氣化爐多次因套管泄漏被迫停車。

文丘里洗滌器的洗滌水為灰水循環(huán)泵抽送洗滌塔內(nèi)的黑水，由于洗滌塔內(nèi)的黑水含固量、堿度、硬度較高，以及文丘里洗滌器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，一方面易導(dǎo)致文丘里洗滌器噴頭出水孔結(jié)垢堵塞，影響文丘里洗滌器的洗滌效果，另一方面含固量較高的洗滌水流經(jīng)文丘里洗滌器噴頭出水孔時(shí)，流速較大，高達(dá)16 m/s以上，極易導(dǎo)致喉管及套管沖刷泄漏。

3 技術(shù)改造優(yōu)化措施

針對文丘里洗滌器在實(shí)際運(yùn)行過程中存在的問題，主要對文丘里洗滌器結(jié)構(gòu)及洗滌水流程進(jìn)行技術(shù)改造優(yōu)化。

3.1 文丘里洗滌器結(jié)構(gòu)優(yōu)化

(1) 改變文丘里洗滌器噴頭出水孔方向。將噴頭原兩圈平行的12個出水孔改為兩圈交錯的8個出水孔，通過交錯出水孔噴出的水柱相互碰撞，降低對喉管及外管的沖刷，并增加與煤氣的有效接觸，改善洗滌效果。另外，在噴頭端面增加5個有一定角度的出水孔，經(jīng)出水孔的水在喉管內(nèi)表面形成水膜可改善洗滌效果。

(2) 設(shè)計(jì)可拆卸并有過渡段末端的喉管。若喉管出現(xiàn)泄漏，在氣化爐停車檢修時(shí)，可將喉管抽出補(bǔ)焊或更換；有過渡段末端的喉管，可一定程度上降低能量損失。

改造前后文丘里洗滌器的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

(a) 改造前

3.2 洗滌水流程優(yōu)化

在不改變總的工藝流程的情況下，將原潔凈的灰水直接送入洗滌塔內(nèi)對水煤氣進(jìn)行洗滌除塵后，再經(jīng)過灰水循環(huán)泵加壓部分泵送至文丘里洗滌器改為直接進(jìn)入文丘里洗滌器對粗水煤氣進(jìn)行洗滌除塵后，再進(jìn)入洗滌塔。具體流程見圖2(圖中虛線部分為流程優(yōu)化所新增管線)。

FV1314—文丘里洗滌器洗滌水流量調(diào)節(jié)閥；HV1301—灰水循環(huán)泵防汽蝕應(yīng)急補(bǔ)水閥；LV1315—洗滌塔補(bǔ)水液位調(diào)節(jié)閥；①—來自氣化爐的粗水煤氣去往文丘里洗滌器；②—來自洗滌塔的洗滌水去往氣化爐；③—出洗滌塔的水煤氣去往變換工段；④—來自渣水工段潔凈的灰水去往洗滌塔；⑤—來自洗滌塔排放的黑水去往閃蒸系統(tǒng)。

4 結(jié)語

自2015年2月完成3臺文丘里洗滌器結(jié)構(gòu)及其洗滌水流程的技術(shù)改造運(yùn)行以來，再未出現(xiàn)文丘里洗滌器噴頭堵塞以及喉管、外管沖刷泄漏現(xiàn)象。文丘里洗滌器的正常運(yùn)行，保證并改善了對水煤氣的洗滌效果，促進(jìn)氣化裝置的穩(wěn)定長周期運(yùn)行，并消除了因泄漏而帶來的安全隱患，同時(shí)降低了文丘里洗滌器因喉管泄漏而產(chǎn)生的檢修費(fèi)用(喉管可單獨(dú)拆卸修復(fù)或更換)。