水冷壁氣化爐激冷水過濾器改造

王　彪

(山西陽煤豐喜集團臨猗分公司氣化車間，山西 臨猗　044100)

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水冷壁氣化爐激冷水過濾器改造

王彪

(山西陽煤豐喜集團臨猗分公司氣化車間，山西 臨猗044100)

摘要：我公司水冷壁氣化工藝系統，為實現長時間連續運行，新增1臺激冷水過濾器。3臺過濾器，兩開一備，輪流進行清灰。克服了水煤漿氣化工藝系統運行時不能對過濾器進行清灰這一不足，有效改善了激冷水水質。改造后系統連續運行150 d激冷環也沒有磨損和堵塞。

關鍵詞：水冷壁；氣化爐；激冷水過濾器；激冷環

0引言

煤炭氣化是傳統的煤化工產業，隨著社會經濟的不斷發展，它們將進一步得到發展.我公司自主研發的水煤漿水冷壁氣化爐日處理煤750t，氣化爐采用水冷壁代替耐火磚、燒嘴使用火點火等特點。制得的煤氣中有效氣體(CO+H2)體積分數≥80.7%，碳轉化率達98.0%，噴嘴使用壽命超過6個月[1]，含渣黑水大部分循環使用，少量排放的廢水沒有揮發性有機物，微量金屬的濃度也很低。缺點是激冷水經過過濾器進入氣化爐，激冷水中的大量灰渣沉積在過濾器底部，而這些灰渣只有在停車的時候才可以清理。如果系統運行時間過長，灰渣得不到清理，激冷水水質變差，對激冷環的磨損加劇，同時激冷水中攜帶的灰渣容易堵塞激冷環下降孔，破壞下降管水膜，嚴重時可燒壞下降管，引起事故發生。為了克服水煤漿氣化工藝連續運行時不能對過濾器進行清灰這一不足，本方案在原有工藝基礎上新增加一臺過濾器，共3臺過濾器，兩開一備，輪流進行清灰。

1水冷壁氣化流程

流程簡介

煤漿槽中的煤漿由高壓煤漿泵送入氣化爐頂部工藝燒嘴的內環隙[2]，空分送來的氧氣進入工藝燒嘴的中心管及外環隙，在氣化爐內發生部分氧化反應，生成以CO、H2、CO2為主要成分的工藝氣，氣體經氣化爐水浴、碳洗塔洗滌后，作為氣化產品送往變換工段。粗渣從鎖渣罐排放，細渣以黑水形式送閃蒸系統。碳洗塔下部的灰水由激冷水泵送人激冷室內的激冷環和噴嘴洗滌器，碳洗塔底部排出的黑水、氣化爐的黑水各自通過角閥減壓送往閃蒸系統，產生蒸汽送往外工段，閃蒸降溫后黑水加絮凝劑進沉降槽。黑水在降溫減壓后，經二級閃蒸及沉淀，灰漿送往真空帶式過濾機過濾。沉降槽溢流液流人灰水槽，然后經激冷水泵P1403、高壓灰水泵P1406泵循環回碳洗塔。

圖1　水冷壁氣化流程簡圖

2激冷水過濾器改造

本方案解決其技術問題所采用的技術方案是：正常運行時，1#、2#過濾器投入使用，3#備用。運行20～30d以后，3#過濾器投入使用，停1#，打開1#過濾器人孔，進行清灰，完工后，1#過濾器投入使用，對2#進行清灰處理，完工后，2#過濾器投入使用，3#停用處于備用狀態。本方案的有益效果是，可以在系統運行的時候對過濾器進行清灰，保證激冷水水質，減少激冷環的磨損，同時可以避免由于激冷環下降孔堵塞而引發事故。

2.1　具體實施方式

激冷水過濾器邏輯系統[3]是手動與可編程序控制器自動系統相結合進行的，其自動系統僅限于清理完過濾器以后充壓的操作。過濾器清灰前，先將3#備用激冷水過濾器進口閥打開，觀察到激冷水流量變大、過濾器壓差PDI1307變小再開始以下操作：

第一步：關閉激冷水過濾器進口閥XV13008和出口閥XV13010及其前閥。

第二步：手動打開激冷水過濾器泄壓閥XV13015，給激冷水過濾器泄壓，由于激冷水溫度高達200℃，打開泄壓閥門XV13015以后，出來的是水蒸氣，泄壓前，泄壓手動閥要保持微開，以便于緩慢泄壓。泄至常壓后通知現場打開兩道沖洗水閥沖洗泄壓閥門XV13015和泄壓管道，沖洗完畢后關閉沖洗水閥和泄壓閥門XV13015。

第三步：由于激冷水過濾器的排污管線和閥門已經堵塞，現場打開人孔將過濾器內的水排出，并將過濾器進口、出口和高壓灰水進過濾器盲板倒盲。

第四步：現場用鼓風機對過濾器進行通風置換、冷卻，分析合格后，現場人員進入過濾器內部清灰。

第五步：清灰完畢后，打開過濾器排污閥和沖洗水閥，對過濾器進行沖洗，沖洗完畢后關閉排污閥和兩道沖洗水閥。

第六步：將過濾器進口、出口和高壓灰水進過濾器盲板導通，關閉人孔蓋。

第七步：打開兩道沖洗水閥和泄壓閥門XV13015，給過濾器充水，待泄壓閥排渣池處有水流出，說明過濾器已經充滿水，關閉沖洗水閥和泄壓閥門XV13015。

第八步：打開過濾器充壓閥門XV13013及其前閥，對過濾器進行充壓，此時過濾器進口閥門XV13008和出口閥門XV13010打自動，進入可編程序控制器自動系統。

第九步：當-280kPa≤過濾器壓差PDI13021≤280kPa時，過濾器進口閥門XV13008、出口閥門XV13010打開，如果充壓過快，導致過濾器內壓力PI13020超壓，進口閥XV13008、出口閥XV13010打不開，需要手動關閉充壓閥門XV13013，并將出口閥門XV13010、進口閥門XV13008打手動，然后打開泄壓閥XV13015進行泄壓，泄壓完畢后關閉泄壓閥XV13015，將充壓閥XV13013前閥開度調小重新進行充壓。

第十步：進口閥XV13008、出口閥XV13010打開后，充壓閥XV13013關閉，現場關閉充壓閥XV13013前閥。

第十一步：關閉備用激冷水過濾器進口閥，出口閥保持打開狀態。此時過濾器清灰完畢，處于正常運行狀態，過濾器壓差PDI1307≤40kPa。

備注：進口閥XV13008打開的條件是-280kPa≤PDI13021≤280kPa

出口閥XV13010打開的條件是XV13008打開，泄壓閥XV13015與進口閥XV13008、出口閥

XV13010、充壓閥XV13013互鎖，既泄壓閥XV13015不可以和進口閥XV13008、出口閥XV13010、充壓閥XV13013中的任何一個閥門同時打開。

2.2　附圖說明

圖2是原過濾器工藝流程圖。

圖2　原過濾器工藝流程圖

圖3是本改造方案的過濾器工藝流程圖。

圖3　改造后的過濾器工藝流程圖

圖3中XV13015為過濾器泄壓閥；XV13008為過濾器進口閥；

XV13010為過濾器出口閥；XV13013為過濾器沖壓閥

3結語

改造前系統運行僅一個多月，過濾器壓差就

會超過100kPa，停車后發現激冷環磨損相當嚴重。改造后，系統連續運行150d，過濾器壓差穩定在35kPa左右，激冷環沒有明顯磨損痕跡，激冷環下降孔也沒有積灰，說明清灰后激冷水水質得到明顯改善，可有效延長激冷環使用壽命，減少因激冷環堵塞而引發的事故，有利于安全生產[4]。本系統存在不足之處是，每次清洗激冷水過濾器時，排污口必然堵塞，泄壓后過濾器內的水無法排出，只能通過人孔，將黑水排在樓層，污染環境，此問題有待進一步研究解決。

參考文獻：

[1]王中剛，韓喜民；水煤漿水冷壁氣化爐項目總結[J]化肥工業，2012，39(1)：57～58.

[2]李平，任建興；新型水煤漿噴嘴試驗研究與應用[J]上海電力學院學報，1997，(1).

[3]張明慎，劉吉祥；德士古水煤漿氣化爐的設計[J]化工設備設計，1998，(6).

[4]吳存倉.水煤漿水冷壁氣化工藝及生產運行[J]煤化工，2012，(2).

Technical Transformation of Chilling Water Filter in Water Wall Gasification

WANGBiao

(Shanxi YangMei FengXi group LINYi branch gasification in the workshop Shanxi Linyi)

Abstract：My company add a chilling water filter in water wall gasification process system for a long time continuous operation. One of the Three filters is standby. It Overcomes the deficiency of removal ash in coal water slurry gasification technology，effectively improved the chilling water quality.After transformation the system runs continuously for 150 days without wear and tear of quench ring.

Key words：water wall；gasifier；chilling water filter；quench ring

中圖分類號：F426.72

文獻標志碼：B

文章編號：1003-6490(2015)01-0022-03

作者簡介：王彪(1986-)，男，漢族，山東菏澤鄄城人，2009年畢業于北京理工大學研究生院化學工程專業，氣化技術員，主要從事水煤漿氣化工作。

收稿日期：2014-