德士古水煤漿氣化運行中出現(xiàn)的問題及處理分析

吳璐璐

摘要：德士古氣化爐在國內(nèi)發(fā)展的時間較長，在科技水平逐步加強的新時期，這種技術(shù)得到了進(jìn)一步快速發(fā)展，大多數(shù)煤化工企業(yè)都對這種技術(shù)進(jìn)行了深廣性應(yīng)用，然而在具體的技術(shù)運用過程中還是出現(xiàn)了很多問題，比方說，煤漿管線磨損嚴(yán)重、激冷水流量降低、氨氮含量超標(biāo)等。這就需要在充分了解氣化爐運行原理的基礎(chǔ)上采取有效措施對這些問題進(jìn)行妥善處理，以此在根本上消除技術(shù)隱患問題，為德士古水煤漿氣化技術(shù)的更好發(fā)展注入活力。

關(guān)鍵詞：煤漿;激冷水;氣化反應(yīng)機(jī)理;環(huán)保;鎖斗;問題

引言：

在所有的水煤漿氣化技術(shù)中，發(fā)展歷史是為長久的就是德士古水煤漿氣化技術(shù)，這種技術(shù)最早涌現(xiàn)于西方發(fā)達(dá)國家，后來引進(jìn)國內(nèi)，在氣化裝置運行中得以進(jìn)一步快速發(fā)展，工藝燒嘴國產(chǎn)化進(jìn)一步彰顯了技術(shù)的顯著效用，給工業(yè)的更快更好發(fā)展提供了技術(shù)上的保障，然而在長期的技術(shù)實踐中，德士古水煤漿加壓氣化過程中往往都會產(chǎn)生設(shè)備帶灰等現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)以合理的技術(shù)措施進(jìn)行妥善處理和防控，從而在保證相關(guān)工作成效的基礎(chǔ)上，也為德士古水煤漿技術(shù)的發(fā)展提供有利條件。

1德士古水煤漿氣化爐氣化機(jī)理

水煤漿和氧氣通過工藝燒嘴進(jìn)入氣化爐，在壓力6.5MPa、溫度1350℃左右的條件下進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成以CO+H2為主要成分的粗合成氣。在氣化爐內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜，一般認(rèn)為分三步進(jìn)行：（1）煤的裂解和揮發(fā)份的燃燒（1）煤的裂解和揮發(fā)份的燃燒，水煤漿和純氧進(jìn)入高溫氣化爐后，水分迅速蒸發(fā)為水蒸汽。煤粉發(fā)生熱裂解并釋放出揮發(fā)份。裂解產(chǎn)物及易揮發(fā)份在高溫、高氧濃度的條件下迅速燃燒，同時煤粉變成煤焦，放出大量的反應(yīng)熱。因此在合成氣中不含焦油、酚關(guān)和高分子烴類。該過程進(jìn)行得相當(dāng)短促。（2）燃燒和氣化反應(yīng)，

煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成CO、CO2等氣體，放出反應(yīng)熱：另一方面，煤焦又和水蒸汽、CO等發(fā)生氣化反應(yīng)，生成CO、H2。（3）氣化反應(yīng)，經(jīng)過前兩步反應(yīng)后，氣化爐中的氧氣已完全消耗殆盡。這時主要進(jìn)行的是煤焦、甲烷等與水蒸汽、CO2發(fā)生的氣化反應(yīng)，生成CO和H2。

一般認(rèn)為，在氣化爐中主要進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)：

同時還可能發(fā)生以下副反應(yīng)：

這些副反應(yīng)生成的酸性產(chǎn)物可能會使渣水的pH值降低，呈酸性，造成渣水系統(tǒng)的

設(shè)備和管道的腐蝕。氣化反應(yīng)中生成的硫化物主要以無機(jī)硫H2S的形式存在，有機(jī)硫

COS的含量很少。

2德士古水煤漿氣化運行中出現(xiàn)的問題及處理

2.1煤漿制備工序問題

在近期以來煤漿制備工序的運行過程中，發(fā)生較多次小煤漿泵蝸殼和二級滾筒篩進(jìn)料管線沖蝕泄露的情況，直接原因是將沉降槽底部含固黑水（質(zhì)量濃度大約為10%左右）引入磨煤機(jī)導(dǎo)致，水煤漿中的粗顆粒增多，對管道沖蝕磨損增加，對于管材消耗和后期維護(hù)成本增加，通過大檢修將易磨損部分進(jìn)行升級更換和貼補加固，目前效果良好，對于后期引入真空過濾機(jī)也是迫在眉急，對于是否磨煤機(jī)還要不要再加入沉降槽底部含固黑水，也是值得后期摸索和可行性試驗，以減少成本的同時，也能得到的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2激冷水流量降低問題

隨著氣化爐運行周期的增加，其中激冷水流量便會逐漸縮減，尤其是在裝置重啟的條件下，這種流量縮減現(xiàn)象會更加明顯，這樣的現(xiàn)象也可能會在三臺爐運行中出現(xiàn)，那么在裝置停車檢修雜物清理環(huán)節(jié)，更加注意到激冷水管線內(nèi)部、激冷水過濾器，以及激冷環(huán)等沉積了大量雜質(zhì)，其中雜質(zhì)堆積現(xiàn)象較為嚴(yán)重的就是激冷水過濾器部分，該區(qū)域的雜物清理難度也較大，并且這種現(xiàn)象也會反復(fù)出現(xiàn)，進(jìn)而就可能導(dǎo)致氣化爐裝置重啟變得不順暢，這主要是由于，在每次停車檢修雜物清理時，都會發(fā)現(xiàn)其中的雜物已堆滿，只有再將這些雜物完全清除的條件下才能保證順暢啟動。但是在正式啟動時，就可能有雜物被帶入激冷環(huán)等部位。所以在重啟之前，沖洗每一段激冷水管線也是保障氣化爐運行穩(wěn)定工作的一部分，在運行的過程中及時調(diào)整激冷水過濾器底部排污流量對于維持激冷水流量穩(wěn)定也是重要的一環(huán)。

2.3鎖斗問題

在近期的實際生產(chǎn)中，鎖斗系統(tǒng)的儀表，主要是壓力表和液位計都出現(xiàn)了儀表膜盒損壞導(dǎo)致顯示不準(zhǔn)的現(xiàn)象，通過及時更換膜盒，暫時處理了問題，但是運行大約一個月左右，又出現(xiàn)同樣的問題，通過深入研究分析，為了有效保護(hù)液位計而進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造，在液位計前加了彎管，取得了良好的效果，在工藝方面也及時作出了調(diào)整，延長了鎖斗充壓時間，增加了泄壓時間。鎖斗安全閥也發(fā)生了幾次內(nèi)漏的情況，導(dǎo)致鎖斗充壓充不起來，被迫只能更換新的安全閥，增加了運行風(fēng)險，及時將更換下來的安全閥進(jìn)行維修和技術(shù)總結(jié)，為今后的安全閥校驗和提高維修質(zhì)量把關(guān)提供了經(jīng)驗基礎(chǔ)。

2.4灰水氨氮含量高的問題

節(jié)能環(huán)保是煤化工企業(yè)近些年來最為關(guān)注的工作，從煤氣化的角度而言，廢水處理難度較高，這主要是由于氨氮處理難度高所致。一般傳統(tǒng)的煤化工企業(yè)是沒有氨回收處理工序的，作為新型煤化工企業(yè)我們上了氨回收處理工序，本著節(jié)能環(huán)保，零污染、零排放的目的，通過近期的運行分析，氨氮超標(biāo)的主要原因還是氨回收處理工序運行不穩(wěn)定導(dǎo)致，閃蒸氣壓縮機(jī)和氨壓機(jī)頻繁跳車，導(dǎo)致系統(tǒng)里的氨氮回收不及時，一直在系統(tǒng)里循環(huán)轉(zhuǎn)，送往氣化的高溫冷凝液和工藝?yán)淠喊钡枯^高，以至于氣化外排水氨氮超標(biāo)，不得已只能多加入新鮮水而對其進(jìn)行稀釋，已達(dá)到排放的目的，所以要求在氨回收的操作過程中，一定要以穩(wěn)為主，加蒸汽提溫應(yīng)當(dāng)緩慢，循序進(jìn)行，閃蒸氣壓縮機(jī)和氨壓機(jī)并入系統(tǒng)應(yīng)緩慢增加負(fù)荷，與傳統(tǒng)企業(yè)相比，直接將排放氣送入火炬進(jìn)行燃燒相比，我們操作難度增加，但是我們通過回收氨水，并進(jìn)行提純，不僅僅為企業(yè)獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，而且對于企業(yè)環(huán)保方面也是做出了一定的貢獻(xiàn)。

2.5閃蒸系統(tǒng)問題

閃蒸系統(tǒng)的目的只要有四個方面：回收熱量、解析酸性氣體、灰水循環(huán)利用和濃縮黑水含固量。閃蒸是利用氣體在水中的溶解度隨壓力的降低而降低，再者壓力越低，水的沸點也越低，利用此原理使黑水中的氣體和水蒸氣與雜質(zhì)分離。一套高閃系統(tǒng)大約處理黑水700m3/h，高壓閃蒸罐由上部橢圓形封頭、筒體、下部錐型封頭組成，內(nèi)部為空罐，上部裝有旋流板進(jìn)行氣液分離，并從板面向下設(shè)有降液管;氣化爐排水和洗滌塔排水經(jīng)高壓角閥后，先經(jīng)過閃蒸釋放筒，緩沖并降壓閃蒸，在進(jìn)入高壓閃蒸罐，在黑水入口處有折流擋板;罐底部出料口有漩渦器。氣化爐和碳洗塔排出的黑水經(jīng)角閥節(jié)流減壓閃蒸后進(jìn)入高壓閃蒸罐，在釋放筒及高壓閃蒸罐內(nèi)，高壓液體突然減壓膨脹，使得溶解在黑水中的水蒸氣和酸性氣體迅速閃蒸出來，經(jīng)罐中部的分離空間，再經(jīng)旋流板進(jìn)一步分離夾帶液體后，汽氣混合物從頂部排出，閃蒸后的黑水從罐底排出進(jìn)入下一級閃蒸。對于黑水含固量的回收也較多，因沒有壓濾機(jī)，導(dǎo)致黑水的含固量增加，對于黑水管道的磨損嚴(yán)重增加，黑水閃蒸角閥出現(xiàn)多次閥體開孔刺漏，由于在運行的過程中，只能貼補和加固，對于生產(chǎn)安全造成了隱患，釋放筒多次因沖刷嚴(yán)重，導(dǎo)致泄露，設(shè)備只能補焊或者注膠補充，對于每個釋放筒都進(jìn)行了加固防護(hù)，以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定。含固黑水顆粒在沉降槽中的沉降大致可分為兩個階段，在加料口以下一段距離內(nèi)，顆粒濃度很低，顆粒大致作自由沉降。在沉降槽下部，顆粒濃度逐漸增大，顆粒大致作干擾沉降，沉降速度很慢，在沉降槽中加入絮凝劑以加速沉降，排污量大小影響系統(tǒng)水平衡，具體的說影響到灰水槽液位高低：過大時使灰水槽液位偏低，過小沉降槽底部沉淀的大顆粒不能排出，帶到其它系統(tǒng)造成設(shè)備管線結(jié)垢。沉降槽底流泵多次出口管線磨損泄露，原因主要有：含固量較高，摩擦力增大;管線材質(zhì)耐磨度不夠，需要更換新型耐磨鋼材;沉降黑水管線太長，拐彎太多，易磨損。同時也對沉降槽底流泵進(jìn)口過濾器進(jìn)行技術(shù)改動，以前過濾器是立式的，不容易打開清洗，通過大檢修改進(jìn)，將過濾器改為臥式，當(dāng)沉降槽底流泵不打量時，及時打開蓋板，對過濾器進(jìn)行清洗，有效的延長了泵的使用壽命和周期，同時也對泵葉輪也是一種保護(hù)。所以保持系統(tǒng)水質(zhì)良好，應(yīng)選著合適的氣化溫度并控制穩(wěn)定;適當(dāng)加大系統(tǒng)水循環(huán);控制好沉降槽的操作，及時添加適量的絮凝劑及出口分散劑;控制好高壓蒸及真空閃蒸的操作;調(diào)節(jié)灰水適當(dāng)?shù)腜H值。對于企業(yè)的生產(chǎn)安全穩(wěn)定運行提供有力保障。

結(jié)語

煤化工企業(yè)在平時發(fā)展時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)企業(yè)本身發(fā)展?fàn)顟B(tài)以及需求，積極改進(jìn)優(yōu)化技術(shù)，助力企業(yè)快速向更加先進(jìn)的層面發(fā)展，這還應(yīng)當(dāng)先行建立實行符合企業(yè)發(fā)展?fàn)顟B(tài)及其需求的技術(shù)作業(yè)方案，摒棄主觀臆斷的思想意識，進(jìn)一步合理化技術(shù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和需求，進(jìn)而為煤化工企業(yè)的更加良好發(fā)展提供有利條件。

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