水煤漿氣化渣水系統管路磨損及堵塞的優化改造

王小玲（東華工程科技股份有限公司，安徽　合肥　230024）

水煤漿氣化渣水系統管路磨損及堵塞的優化改造

王小玲（東華工程科技股份有限公司，安徽合肥230024）

水煤漿氣化技術是由重油氣化工藝發展演變而來的第二代煤氣化工藝，于上世紀八十年代投入工業生產。我國最早在1993年引進專利技術，此后全國各地眾多化肥廠、石化公司等先后建設了不同規格的水煤漿氣化裝置。水煤漿氣化技術在諸多方面具有優異性和先進性，但同時也存在不足之處，其中最大的問題是渣水系統管路磨損及堵塞。而管道磨損或遭遇堵塞，一方面會影響正常工作，另一方面還會浪費大量原料，增加檢修工作，浪費人力物力，影響經濟發展。本文將針對水煤漿氣化渣水系統管路磨損及堵塞問題，提出一些優化改造的措施，以此來完善水煤漿氣化技術，提高工作效率。

水煤漿；氣化；渣水系統；優化

渣水系統管路磨損及堵塞主要原因有兩點，一是黑水中含有大量高硬度的固體懸浮物，在黑水中形成結晶后在管道內流動，造成管道堵塞，設備結垢，無法正常運行；另一點是循環水中含有大量氯離子，流動過程中會腐蝕管道。針對這兩點，本文提出以下優化改造措施。

1　降低固體顆粒含量

1.1分級凈化

傳統的技術中是將合成氣直接送入水洗塔洗滌，凈化完全在洗滌塔內完成。由于洗滌水里存在很多灰塵等固體雜質，這部分水進入激冷水系統后可能造成設備堵塞。而分級凈化的做法是，先將粗合成氣送入含有大量水的混合器，充分混合后通入分離器，先將大部分固體顆粒分離出去，再將只含少量固體雜質的氣體送入水洗塔進行洗滌。這樣做能有效減少洗滌水，即氣化爐激冷水中固體顆粒的含量，從而避免激冷環內發生結垢等現象。目前該技術已應用于我國不少公司和廠家，并且取得了較好的效果。

1.2固液旋流風分離

顧名思義，固液旋流風分離技術是一種將固體顆粒物（炭黑）與液體旋流（水）進行快速分離的技術，該技術已獲取專利，但是目前還未應用于水煤漿氣化渣水處理。不難想象，若將該技術應用于渣水處理，能大幅度降低黑水中的固體懸浮物含量，有效緩解管路磨損及堵塞問題。

1.3黑水過濾器

目前有兩種效果比較好的過濾黑水的技術。一種是將黑水送入能夠高強度過濾的過濾器，經過濾后，黑水中固體顆粒含量可直接降至可以循環利用的水平，這種技術簡單高效，并且能減少運行費用。另外一種方法的特點是在過濾黑水中的固體顆粒之前，先將其從氣化反應器底部除去，這樣做能使過濾更徹底。最后再將清液送入后續處理設備進行凈化。

1.4噴射法

噴射法的工作過程是先在炭黑水中放入活性劑，使兩者充分接觸，然后使用液面噴射泡沫法，進行四級噴射。使用噴射法能從炭黑水中直接獲得炭黑，分離效率非常高，接近百分之百，分離后水重的固體懸浮物含量很小，凈化程度相當高。

2　降低硬度

軟化水的方法有很多，其中石灰純堿軟化法由于處理費用低而被廣泛采用，將此技術應用于軟化氣化炭黑水，能有效降低其硬度。石灰純堿軟化法的優越性在于不僅成本低，而且操作方便，只需首先把炭黑水與石灰水充分混合，再加入純堿水，使其發生反應產生沉淀，將沉淀物與液體分離即達到降低硬度的目的。

3　工藝優化

3.1采用防腐或抗磨損材料

實踐證明，使用耐磨損或者抗腐蝕的材料，如在管道內附上耐磨損陶瓷能有效防范管道磨損、腐蝕等問題。另外，還可以改善設備和管道的結構，如通過減小黑水在管道內的流動速度來減小其對管道的沖刷腐蝕。

3.2直接換熱

傳統工藝采用間接換熱的方法，熱回收效率低，清潔起來困難，并且很容易發生堵塞。

直接換熱技術針對間接換熱的缺點進行了改進，先將洗滌后的黑水送入蒸發室使其發生閃蒸，把水蒸汽送入填料層與低壓水換熱，加熱后的低壓水又可重新送回系統進行循環利用。直接換熱法能重復利用資源，提高熱量回收率，簡化設備清理過程，大大提高工作效率。與直接換熱比，具有諸多優點。

3.3增加集渣罐

黑水硬度很高，在閃蒸過程中碳酸鈣容易達到飽和而析出，生成灰垢。如果操作不穩定，溫度變化大，會導致垢層脫落，造成管道堵塞。針對這個問題，可以在閃蒸罐的底部設置一個集渣罐，用以搜集形成的灰垢，這樣做能放置垢層脫落在管道內，有效避免管道發生堵塞。

4　結語

水煤漿氣化技術至產生至今已有近半個世紀，在這半個世紀的運行和發展過程中，其優點被不斷驗證，而渣水系統管路磨損及堵塞是目前亟待解決的技術瓶頸，只有解決了這個問題，才能實現水煤漿氣化技術新的突破和進步。以上所討論的改進技術從管路磨損及堵塞的原因出發，從不同方面提出了優化改造措施，能有效提高系統運行效率，減少原料浪費現象和維修工作量，實現節能減排，增加產量和提高效率的目標。

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