煤氣水封裝置在焦化廠的應(yīng)用情況分析

高 巍 趙玉梅 秦敬波 王大利 王嘉偉

(1.山西鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院,山西 太原 030013; 2.臨汾萬鑫達(dá)焦化有限責(zé)任公司,山西 臨汾 041500;3.山西大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院,山西 太原 030006)

焦化廠產(chǎn)出的焦?fàn)t煤氣,鋼鐵廠產(chǎn)出的高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣及煤制氣裝置產(chǎn)生的煤氣中均含有較多的水,管道中的積水會增加管道支架荷重并減小管道的流通面積,影響煤氣輸送,因此需要及時排出管道和煤氣設(shè)備中的冷凝水。同時,煤氣泄漏會造成安全事故,造成人員傷亡和企業(yè)財產(chǎn)損失,因此企業(yè)生產(chǎn)中需加大煤氣水封裝置的創(chuàng)新力度,改善工作環(huán)境,提高安全生產(chǎn)系數(shù)。

煤氣水封裝置要求入口壓力高于設(shè)計壓力時允許煤氣通過,在入口壓力低時保證出口處煤氣不會逆流回入口管,并且能同時排出煤氣管道和煤氣設(shè)備中的冷凝液,提高煤氣品質(zhì)。然而,老式煤氣密封裝置密封效果差(現(xiàn)場CO含量為200～1 000 ppm),無觀察視鏡,排污水先存儲在槽體中,不僅占據(jù)生產(chǎn)場地,加大工作強(qiáng)度,更是帶來安全隱患。上述弊端直接導(dǎo)致工作成本高、強(qiáng)度大、現(xiàn)場異味逸散、環(huán)境衛(wèi)生差等問題[1]。

針對上述問題,團(tuán)隊經(jīng)過查閱資料,相互討論,設(shè)計出一種新型的煤氣水封密封裝置,克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。加裝觀察孔、水封出口全密封、增加泵引流冷凝液,改進(jìn)后可觀察冷凝液情況,無異味逸散,從根本上解決了實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題。

1 行業(yè)現(xiàn)狀

老式煤氣密封裝置問題比較嚴(yán)重,現(xiàn)場圖如圖1。主要表現(xiàn)為下液口密封不良,現(xiàn)場異味逸散大,達(dá)不到環(huán)境監(jiān)測要求。焦化廠焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等場所有煤氣逸散情況,不僅對該崗位工人呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響,還有很大的安全隱患。

圖1 老式煤氣密封裝置現(xiàn)場圖

煤化工是國民生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要部分,生產(chǎn)工藝中使用或中間產(chǎn)品有煤氣的企業(yè)占據(jù)一定的比例。煤氣的安全使用與企業(yè)安全生產(chǎn)息息相關(guān)。因煤氣逸散造成工人呼吸道疾病時有發(fā)生,特別是有一大批早期建設(shè)的企業(yè)因沒有安全要求以及技術(shù)條件的限制,無法解決現(xiàn)場異味逸散情況。目前安全生產(chǎn)越來越受到各級部門的重視,一旦發(fā)生安全事故,不僅給企業(yè)帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失,更會帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。因此在企業(yè)推廣新型煤氣密封裝置系統(tǒng)勢在必行[2]。

2 新型煤氣水封裝置

臨汾萬鑫達(dá)有限責(zé)任公司研發(fā)了一款新型煤氣水封密封裝置,見圖2。該裝置通過增加玻璃視鏡便于崗位工人查看煤氣冷凝液,觀察煤氣管道是否堵塞;去除了殘留液收集槽,由延伸管道直接將液體通過泵輸送至廢水回收站;調(diào)整了煤氣管道密封性,減少了CO逸散。從傳統(tǒng)密封裝置密封效果差(現(xiàn)場CO含量為200～1 000 ppm)改善為密封無異味(現(xiàn)場CO含量為0～5 ppm)。該裝置從根本上解決了實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題。

圖2 新型煤氣水封密封裝置圖

該煤氣水封密封裝置的原理是利用水的靜壓力阻止煤氣流動。煤氣水封的作用有3種:(1)用于排出煤氣管道中積存的冷凝水;(2)用于切斷煤氣管道;(3)用于煤氣逆止。溢流水封是為了排放積水或防止設(shè)備超壓,超壓時可以從設(shè)備泄壓。水封高度及插入管深度由工藝要求及設(shè)備配置決定。檢修水封是為了將裝置與系統(tǒng)或其他設(shè)備進(jìn)行隔絕,以便設(shè)備進(jìn)行置換及吹除后進(jìn)行檢修。

3 新型煤氣水封裝置應(yīng)用情況

新型煤氣水封裝置于2020年4月在臨汾萬鑫達(dá)焦化有限責(zé)任公司投入使用,全廠需90多個該裝置。圖3是化產(chǎn)車間其中一組初冷器不同工段使用新型煤氣水封裝置情況圖。

圖3 化產(chǎn)車間一組初冷器使用新型煤氣水封裝置情況流線圖

同時,該裝置在同行業(yè)相互交流后,山西光大焦廠、襄汾宏源焦化、襄汾星源鋼鐵在2021年采用該技術(shù)投入生產(chǎn)中[3]。

4 結(jié)語

將新式、老式煤氣密封裝置從性能、產(chǎn)生效果及工人勞動強(qiáng)度等情況進(jìn)行了對比,結(jié)果見表1。

表1 新舊煤氣水封裝置性能對比

新式煤氣水封密封裝置的產(chǎn)品優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)提升環(huán)保指標(biāo),改善現(xiàn)場環(huán)境,提升操作精細(xì)化程度,減少勞動量。

(2)煤氣冷凝液可以通過管道直接回收,避免了定期定點(diǎn)拉運(yùn)或者抽送液體[5]。

(3)改裝費(fèi)用較低,有利于大范圍推廣。

(4)靈活性較強(qiáng),煤氣水封的安裝距離在200～250 m之間,每個企業(yè)可根據(jù)自家的煤氣管線長度設(shè)計。

對比應(yīng)用前后,我們團(tuán)隊研發(fā)的新型煤氣水封裝置克服了老式水封裝置密封性差、導(dǎo)致煤氣中夾雜水分、影響下一步工藝等弊端。投入使用后,公司現(xiàn)場VOCs治理提升了一個檔次。該裝置具有環(huán)保、低耗、占地面積小、生產(chǎn)成本低、無安全風(fēng)險因素等優(yōu)點(diǎn),實(shí)際應(yīng)用效果非常好,值得推廣應(yīng)用[4]。