煤氣化裝置文丘里洗滌系統(tǒng)的改良應(yīng)用

楊紅俊

(云南解化清潔能源開發(fā)有限公司解化化工分公司, 云南開遠(yuǎn) 661699)

煤炭是世界上最豐富的化石能源，在中國一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭占70%以上。煤炭氣化技術(shù)已有上百年的歷史，開發(fā)了包括固定床、流化床、氣化床和地下氣化等典型氣化工藝百余種，其中10余種達(dá)到工業(yè)化程度。最近十幾年，以氣流床氣化為代表的大型煤炭氣化技術(shù)得到了快速發(fā)展，并在我國煤化工工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用[1-4]。然而，由于受到煤質(zhì)特點(diǎn)的限制，煤氣用戶也千差萬別，因此沒有一種“萬能”氣化爐，只能根據(jù)煤質(zhì)、煤氣規(guī)模及用途、氣化技術(shù)成熟度等特點(diǎn)選擇較適宜的氣化技術(shù)。

云南解化清潔能源開發(fā)有限公司解化化工分公司結(jié)合公司實(shí)際，采用世界先進(jìn)的碎煤熔渣加壓氣化技術(shù)，以云南省開遠(yuǎn)市小龍?zhí)兜牧淤|(zhì)褐煤為原料，生產(chǎn)以CO+H2為主要成分的甲醇合成氣。碎煤熔渣氣化技術(shù)具有煤種適應(yīng)性強(qiáng)、氧耗低、煤耗低、氣化強(qiáng)度高、氣化效率高、煤轉(zhuǎn)化率高、液態(tài)排渣，且灰渣可用于建筑材料等優(yōu)點(diǎn)。

1 文丘里洗滌裝置工藝流程

文丘里洗滌裝置的工藝流程見圖1。

圖1 文丘里洗滌裝置的工藝流程

文丘里洗滌裝置共分為三級(jí)，粗煤氣自氣化爐出口出來后進(jìn)入到噴淋洗滌器中，經(jīng)過高壓煤氣水洗滌后的高壓含塵煤氣水進(jìn)入到洗滌分離器中，間斷性地送至煤氣水分離裝置，而粗煤氣則順著流程到達(dá)一級(jí)文丘里洗滌器中；經(jīng)過高壓煤氣水二次洗滌后，粗煤氣和高壓含塵煤氣水分別進(jìn)入到一級(jí)文丘里分離器中，經(jīng)過氣液分離后，高壓含塵煤氣水從一級(jí)文丘里分離器底部送至二級(jí)文丘里分離器中，粗煤氣則再次進(jìn)入到二級(jí)文丘里洗滌器中，再次經(jīng)過高壓煤氣水洗滌后一起進(jìn)入到二級(jí)文丘里分離器中；經(jīng)過氣液分離后的粗煤氣從二級(jí)文丘里分離器頂部出來后送至后序工段。然而二級(jí)文丘里分離器中的大部分高壓含塵煤氣水則通過酚水洗滌循環(huán)泵加壓后送至一級(jí)文丘里洗滌器中對(duì)粗煤氣進(jìn)行洗滌，少量的高壓含塵煤氣水則通過閥門控制送至煤氣水分離裝置[5-7]。

2 存在的問題

粗煤氣自氣化爐出來后進(jìn)入噴淋洗滌器中，剛出氣化爐的粗煤氣含塵量是最高的，然而噴淋洗滌器所用的高壓煤氣水體積流量只有15 m3/h，無法滿足生產(chǎn)所需。

煤氣水分離裝置來的高壓煤氣水溫度只有80 ℃左右，大量使用會(huì)將粗煤氣溫度降得過低而給后續(xù)工段增加控制難題。

高壓煤氣水進(jìn)入洗滌分離器后全部送至煤氣水分離器裝置，增加了系統(tǒng)新鮮酚水用量，不利于煤氣水分離裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

在氣化爐運(yùn)行過程中，當(dāng)壓力發(fā)生波動(dòng)時(shí)，大量的煤粉進(jìn)入噴淋洗滌器，由于洗滌酚水量有限而導(dǎo)致洗滌不完全，容易發(fā)生設(shè)備管道堵塞，進(jìn)而引發(fā)設(shè)備超壓和管道斷裂等潛在的安全、環(huán)保事故隱患[8]。

由于管道頻繁堵塞，給裝置日常操作過程中的調(diào)整增加了難度。

由于上述原因，為保障安全生產(chǎn)煤氣化裝置需要經(jīng)常停車通過檢修來疏通文丘里洗滌器，不僅大大縮短了煤氣化裝置的運(yùn)行周期，而且也不符合公司節(jié)能減排的要求。

3 改造方案和技改措施

改良后的工藝流程見圖2(圖中粗實(shí)線為新增管線，細(xì)實(shí)線為原有管線)。

圖2 改良后的工藝流程

為了增加一級(jí)文丘里洗滌器的酚水使用量，同時(shí)又不增加外來酚水量，可將酚水洗滌循環(huán)泵出口的酚水量引至噴淋洗滌器中。

為了避免洗滌分離器的酚水全部送至煤氣水分離裝置而不利于安全穩(wěn)定運(yùn)行，可將洗滌分離器中經(jīng)過分離的酚水送至酚水洗滌循環(huán)泵入口，通過酚水洗滌循環(huán)泵加壓后可實(shí)現(xiàn)連續(xù)循環(huán)使用。

改造所需的材料見表1。

表1 改造所需材料表

4 裝置改良后的運(yùn)行效果

經(jīng)過增加了噴淋洗滌器的洗滌酚水量后，噴淋洗滌器內(nèi)部再也沒有因粉塵而導(dǎo)致堵塞的現(xiàn)象發(fā)生，有效提升了裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行率。

由于洗滌酚水量的增加，酚水中的含塵量也隨之降低，故酚水管道的沖刷磨損程度也隨之下降，有效地保障了管道的使用壽命。

煤氣水分離裝置來的低溫高壓煤氣水使用量在原有基礎(chǔ)上減少了約50%，粗煤氣的溫度也在原有基礎(chǔ)上提升了約10 K，大大減輕了后序工段因粗煤氣溫度低而頻繁調(diào)整的控制難題。

5 結(jié)語

通過工藝技術(shù)可行性改造，有效解決管道易堵塞、酚水洗滌循環(huán)量小等系統(tǒng)瓶頸，避免洗滌冷卻器堵塞造成氣化爐與煤氣系統(tǒng)壓差增大而帶來的安全隱患，避免洗滌冷卻器至洗滌分離器酚水連通管因堵塞而斷裂造成安全事故，防止酚水?dāng)U散而污染環(huán)境。減少了開停車次數(shù)，同時(shí)達(dá)到了節(jié)能降耗的改造目標(biāo)。