HT-L粉煤气化水系统运行问题分析和优化措施.pdf

氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月作者简介:吴 远()男助理工程师从事化工生产日常管理.粉煤气化水系统运行问题分析和优化措施吴 远(安徽晋煤中能化工股份有限公司 安徽阜阳)摘 要:围绕粉煤气化灰水系统稳定运行问题结合粉煤气化装置实际运行情况深入分析灰水系统的工艺流程以及灰水特性掌握灰水系统经常出现结垢的部位及时采取有效措施以改善灰水水质保障灰水系统稳定 关键词:粉煤气化 灰水水质 稳定系统 中图分类号:文献标志码:文章编号:():./.安徽晋煤中能化工股份有限公司 三期粉煤气化 万/合成氨工艺是一种以干煤粉为原料采用激冷流程生产粗合成气的工艺 粉煤气化工艺采用盘管式水冷壁气化炉通过顶喷式单烧嘴使用干法进料及湿法除渣在高温()、高压(.左右)下以纯氧及少量蒸汽为气化剂粉煤在气化炉内产生气化反应生成以、为主要成分的粗合成气经过激冷和洗涤后饱和了水蒸气并除去细灰的合成气被送入变换系统 渣水系统是粉煤气化装置的重要组成部分主要是回收合成气洗涤后的黑水供循环再利用 在实际应用过程中由于灰水系统水质差造成系统机泵内部及其进出口管路结垢泵能力下降各塔釜设备结垢严重为系统长周期稳定运行带来较大难题 工艺流程.黑水闪蒸系统来自气化炉激冷室的黑水、洗涤塔的黑水()经 高 压 闪 蒸 罐 闪 蒸 处 理 后 黑 水()进入低压闪蒸罐进一步被闪蒸闪蒸出来的蒸汽()进入低闪汽提塔对低压灰水进行初步预热除去灰水中的氧气低闪汽提塔闪蒸后的黑水()被送至真空闪蒸罐内进一步闪蒸真空闪蒸罐顶部出口气体经真空闪蒸罐冷凝器后大部分的水蒸气被冷凝下来然后进入真空闪蒸分离罐分离下来的液体()流入沉降槽.黑水处理来自于真空闪蒸罐的含固质量分数约为 的黑水进入沉降槽为了加速固体沉降絮凝剂需连续加到沉降槽中使大部分悬浮固体沉降下来从沉降槽底部流出的含固质量分数为 的黑水由沉降槽底流泵送至过滤机 沉降槽顶部较清洁的水分别溢流到灰水槽、废水罐通过废水泵送至污水处理站处理 为了防止固体在灰水槽内沉淀在灰水槽入口加入了分散剂 由低压灰水泵一部分送低闪汽提塔除氧后作为工艺水循环使用另一部分作为真闪罐顶冷凝器、激冷水过滤器、高闪角阀、低闪角阀、沉降槽锥部、渣池泵出口、沉渣池泵出口的冲洗水使用.灰水除氧系统为了不使灰水中的溶解氧进入系统腐蚀管道、设备系统设置了低闪汽提塔利用蒸汽加热解吸水中的溶解氧 来自管网的中水和低压灰水泵送来的灰水从上低闪汽提塔顶部连续加入来自低压闪蒸罐和管网来的低压蒸汽从低闪汽提塔下部导入与中水、灰水逆流接触并将之加热到沸点氧气便完全从水中解吸出来 除氧后的水中溶解氧质量浓度不大于./除氧水泵从低闪汽提塔下部连续抽取脱氧水送至高闪汽提塔来自除氧水泵送来的灰水从上高闪汽提塔顶部连续加入来自高压闪蒸罐闪蒸出来的蒸汽从高闪汽提塔下部导入灰水逆流接触并进一步加热 加热后的灰水通过洗涤塔给料泵水泵从氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月高闪汽提塔下部连续抽取作为工艺水送至洗涤塔洗涤系统出口合成气后由激冷水泵送至气化炉激冷室内进行水系统循环 现状调查在实际运行中三期渣水系统部分设备遇到诸多问题导致渣水系统因温度高、结垢而不能连续稳定运行 同时灰水水温高(左右)导致灰水水质差造成渣水系统各塔釜内集渣 气化炉积渣恶性带水带灰磨损合成气管道气化炉液位不稳定及洗涤塔积渣液位计易堵失真操作无法参考且很难疏通高闪积渣容易堵塞角阀液位波动大垢片进入沉降槽后造成堵塞沉降槽积渣无法正常排出淤浆沉降槽沉降效果差悬浮物多形成恶性循环 影响灰水水质的原因分析.灰水水温高渣水闪蒸系统是在真空闪蒸塔出口设置列管式换热器利用循环水与闪蒸水蒸气换热冷凝的液体(左右)流入沉降槽 由于灰水中存在灰渣导致循环水质差一般运行 左右就会堵塞换热器列管影响换热效果 灰水水温高(左右)会造成真闪真空度低、真闪罐压力高(.以上)大量酸性气体无法被彻底闪蒸造成灰水 值下降 同时也会影响沉降槽沉降及分散剂分散的效果以及絮凝剂(左右最佳)的絮凝效果进而影响灰水水质.设备易结垢()灰水系统使用药物絮凝剂进行沉降分离 通常直接通过加药泵将絮凝剂注入黑水管线但这样会使黑水不能被充分混合导致灰分易进入系统引起结垢()由于黑水中存在灰渣在黑水的快速沉降和闪蒸过程中会导致各闪蒸罐体内部积灰结垢 若不能被及时清理则罐内液位会波动闪蒸分离效果差同时磨损阀门堵塞底流泵进口过滤器和泵的叶轮()灰水系统中的钙镁离子主要来源于煤炭中的灰分和系统外部补水 灰水碱度硬度控制不好 值控制范围过高或过低都会造成洗涤塔内积灰长期积累会形成垢片.水系统冷却效果差随着对煤气化产品的需求量逐渐增加原料煤种不断拓宽在原有设备的基础上仅提升设备性能会增加水循环系统的工作频率造成水循环系统生产效率低或水质结垢问题更加严重直接影响灰水水质的各项指标导致水系统冷却效果极差 优化措施.更换立式换热器真空闪蒸塔出口原设置列管式换热器选型为卧式换热器导致换热列管横向接触面易结垢堵塞面积大 为此更改换热器的选型通过调整卧式换热器为立式换热器使换热水上下流动换热该换热器结垢面积小底部排污处易清洗置换利用高压灰水对壳程进行冲洗可提高冷凝液在换热器的流动速度减少结垢 在换热器循环水进口管处设置排污管当换热器换热效果差时可以短时间关闭进出口阀排净换热器内的循环水再打开循环水出口阀及进口管排污阀利用循环水回水对换热器进行反冲洗 循环水水质差、含杂物根据生产需要在循环水进口管线设置过滤器并定时进行清理保证了循环水的水质 技改前真闪分离罐换热器原来运行 左右灰水水温就会升高影响灰水水质技改后真闪分离罐分离下来的液体()流入沉降槽真闪压力为.保证了真闪系统稳定运行.增设絮凝剂混合器在灰水系统加药管线上增设絮凝剂混合器使絮凝药剂溶液瞬时均匀扩散后再进入沉降槽充分利用了药物节约了絮凝剂的使用量加速了黑水沉降分离效果减少系统含灰量 絮凝剂混合器的原理是在混合器管内投药口处安装絮凝剂投配锥帽(喇叭扩散器)与前端孔板组成特殊的阻流结构从而增强管内水流紊动流态 技改后黑水混合更均匀沉降分离效果明显.增加 管道去捞渣机黑水中存在灰渣在其快速沉降和闪蒸过程中各闪蒸罐体的内部积灰结垢 为此在高压闪蒸罐和低压闪蒸罐锥部各接 管道去捞渣机 定时排污去捞渣机进行固液分离确保高压闪蒸罐和低压闪蒸罐锥部不会积累灰渣保证灰氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月水闪蒸再生效果.加强关注系统灰水碱度、硬度及 值灰水碱度硬度控制不好以及 值控制范围过高或过低都会导致洗涤塔内积灰、积垢为此加强系统灰水碱度、硬度及 值的监控 提高净化变换单元汽提塔效率减少补碳洗塔和灰水槽高压、低压变换冷凝水中 的含量防止系统灰水中碱度增加把原沉降槽补水用深井水改为中水减少灰水中的 、加入控制系统灰水的硬度加强 的控制在保证真闪真空度达标的同时控制分散剂的加入量 通过分散剂加入量试验确定分散剂对系统 的影响关注灰水系统外排水量与 值的变化关系以便及时调整.增设低压闪蒸槽粉煤气化渣水工艺装置落后为此在原渣水水系统运行的基础上为二级闪蒸增设低压闪蒸槽通过三级闪蒸提高闪蒸效果改善灰水水质 改造效果通过一系列技术改造安徽晋煤中能化工股份有限公司 三期粉煤气化渣水装置已经连续运行 灰水水系统依然保持稳定运行状态保证了 三期粉煤气化装置的长周期稳定运行 结语 粉煤气化水系统作为粉煤气化装置的重要组成部分具有洁净高效的优势尤其是在我国能源资源短缺的背景下对大力提升煤炭资源利用率起到至关重要的作用 科学合理解决粉煤气化水系统运行过程中的灰水结垢问题有效提升灰水水质可从根本上保证粉煤气化装置的生产效率为企业赢得更多经济收益促使煤气化行业发展不断拓展新领域真正实现低损耗、高节能、高效率的生产模式参考文献 马乐波.煤气化水系统运行问题分析和优化措施.煤化工 ():.高起飞.浅谈控制气化灰水指标的意义和结垢处理措施.化工管理 ():.苟桂民.气化灰水 值异常原因分析及措施探讨.氮肥技术 ():.康红欣 王堃 杨喻 王肇君.气化灰水系统结垢原因分析与对策.中氮肥 ():.(收稿日期)(上接第 页)由表 和表 可知:目前该厂合成气有效气质量分数为每天合成氨产量为.按合成氨价格为 元/计算热风炉每年()可产生的经济效益为.万元 结语煤化工装置具有涉及范围广、工艺复杂、技术更新较快的特点因此工艺介质如何能够实现合理回收和利用是企业经济效益增长的关键参考文献 郭然 吕丙航 王新梅.硝酸铵钙产品生产技术及市场前景分析.氮肥技术 ():.高地 童维风 黄保才.粉煤袋式过滤器反吹 系统优化改进总结.氮肥与合成气 ():.龚佳红 罗俊韬.多孔硝铵成品水分突然增大事故原因分析及预防.中氮肥 ():.高志钢 高辉.()预硫化型耐硫变换催化剂在煤基合成油项目中的应用.化肥工业 ():.(收稿日期)版权声明 为适应我国信息化建设扩大本刊及作者知识信息交流渠道本刊已被国内外文献索引、文摘和全文数据库收录其作者文章著作权使用费与本刊稿酬一次性给付 如作者不同意文章被收录请在来稿时向本刊声明本刊将做适当处理氮肥与合成气编辑部