煤制甲醇水耗工藝改進及實施效果

何繼友（神華寧夏煤業集團，甲醇分公司，寧夏 銀川 750411）

煤制甲醇水耗工藝改進及實施效果

何繼友（神華寧夏煤業集團，甲醇分公司，寧夏 銀川 750411）

本文綜述了神華寧夏煤業集團甲醇分公司在降低系統水耗方面做的各項工作及實施效果，介紹了清凈下水回收、變換污水改造等改造項目。并根據目前裝置運行的情況，提出下一階段工作的計劃。

煤制甲醇；水耗；改進；實施；效果

大型煤制油是一個高耗水的行業。而我國的國情表明有煤的地區少水，有水的地區缺煤，煤炭資源與水資源分布嚴重不均勻。寧夏回族自治區處于西北地區，是典型的少水多煤地區。只有通過對大型煤化工項目全廠用水透徹分析，才能將煤化工系統水耗從源頭和技術層面進行有效控制，降低污染水水量。

甲醇分公司共有兩套甲醇裝置，分別為25萬噸/年甲醇（以下簡稱一套）、60萬噸/年甲醇（以下簡稱二套）。本文通過甲醇分公司近年來的節水改造項目，初步闡釋在煤制甲醇項目上如何降低系統水耗。

1 已實施項目

1.1 低壓蒸汽回收

二套裝置2.5MPa飽和蒸汽夏季以50t/h的流量放空，利用現場的低壓飽和蒸汽，通過汽輪機主汽門進入汽缸，帶動轉子轉動，再通過聯軸器與水泵相連，帶動水泵轉動。同時汽輪機排出來的蒸汽還可以回收再利用。二套裝置2.5MPa飽和蒸汽中的12t/h引至甲醇一套循環水泵房，18t/h引至甲醇二套循環水泵房，驅動輸出功率為1250kW、2500kW的凝汽式汽輪機，代替原有電機拖動循環水泵。

1.2 一套氣化灰水系統改造

為了減少灰水外排和節約中壓鍋爐給水用量，將原設計給激冷水噴嘴系統及碳洗塔供給的中壓鍋爐給水改造為變換冷凝液及灰水，原設計中壓鍋爐給水量約60m3/h,通過分析分析并與國內其他廠家對比，首先通過將變換冷凝液水量約45m3/h，新建一臺除氧器，并增加加壓泵輸送至碳洗塔及氣化爐輻射廢鍋；再通過增加灰水泵向新增除氧器供水15 m3/h。

1.3 全廠伴熱冷凝液回收

兩套裝置在冬季工藝管道及儀表伴熱蒸汽使用量70t/h,設計時沒有考慮冬季伴熱蒸汽冷凝液的回收。通過對現狀的調查，統計各車間疏水器的位置及數量，聯系專業設計院進行設計，在一套設置氨冷凍及變換裝置區兩處各設置兩臺板換、一臺冷凝水罐、兩臺熱水泵；在二套設置蒸汽管網、灰水處理、硫回收、甲醇合成等四處各設置兩臺板換、一臺冷凝水罐、兩臺熱水泵。并將直排疏水器進行更換、儀表伴熱與工藝伴熱分開進入冷凝水管。

1.4 提高循環水系統的濃縮倍數。

提高循環水系統的濃縮倍數，可以減少循環水補水量，降低排污量，從而節約水資源。GB50050《工業循環冷卻水處理設計規范》中基本要求濃縮倍數應≥3。一套循環水系統濃縮倍數已達到4.0，使用RJ生物藥劑將濃縮倍數提到6后，實際運行循環水量約20000 m3/h，實際運行溫差平均6℃；在濃縮倍數4.0和6.0時，補水量占循環水百分比分別約為1.7%和2.0%，節約用水60t/h。

1.5 清凈下水替代循環水補水

一套除鹽水裝置超濾廢水池主要進水為超濾膜反洗水、除碳過濾器反洗水、纖維過濾器反洗水共計約300 m3，原設計此股水進清凈下水處理后回用，回收率為56.8%，經過對此股水水質分析后滿足循環水補水要求，因此將此股水配管改制循環水，減少循環水系統補水量130m3/h。

1.6 鍋爐除氧器乏汽回收項目

我公司四臺鍋爐除氧器每小時放空乏汽約15t,乏汽回收裝置采用噴射式混合加熱器。噴射式氣體混合加熱器有殼體、噴嘴、混合管等零部件組成。通過乏汽回收，每小時回用蒸汽冷凝液15t。

1.7 做好現場設備的管理，減少設備的跑冒滴漏

通過開展設備標準化、漏點紅黃牌制度、對現場揚塵點進行整改，減少現場清理、煤棧橋沖洗次數及水量，減少用水10t/h。

2 下一步節水計劃

2.1 清凈下水回收利用

清凈下水裝置反滲透產品水產量450m3/h，反滲透產品水作為脫鹽水反滲透補充水和循環水裝置補水。清凈下水反滲透產品水去脫鹽水超濾水箱原設計管線為DN200，管線距離約1000m，最大送水量為200m3/h，剩余反滲透產品水送往循環水裝置塔池，高水低用，未有效的利用反滲透產品水，造成水資源浪費。在清凈下水反滲透水箱產品水去循環水裝置的給水管線出口處增加一條碳鋼管線至脫鹽水裝置超濾和反滲透水箱，并增加一臺離心泵。

2.2 涼水塔除霧節水

目前冷卻塔內加設收水器消除飄水現象，但收水效率較低，效果不穩定，大多是收回空氣中已經存在或攜帶較大的水滴，但對主要的蒸發水沒有處理作用。

針對二套一臺冷卻塔，在冷卻塔的兩側裝有翅片空冷器，高溫的循環水通過管道先進入翅片空冷器降溫后再到噴淋系統進行噴灑降溫。氣溫較低時打開冷卻塔上部調節百葉窗，冷空氣掠過換熱器翅片表面,對翅片管內循環水降溫的同時冷空氣溫度得以提高變為干熱空氣，干熱空氣進入冷卻塔上部氣室內與下部抽上來的濕熱飽和空氣混合后空氣的含濕量降低，變為不飽和狀態排出風筒后冷卻塔的雨霧現象減少。

在消霧的同時，回收蒸發循環水，節水率約21.8%，節省補水量，既有環境效益，可減少蒸發損失水量17.55m3/h。

2.3 項目名稱低壓蒸汽回收

利用一套合成汽包副產蒸汽（蒸汽量30t/h；壓力2.5MPa；溫度220℃）安裝一臺背壓式螺桿膨脹機組，拖動一臺2000kW無刷勵磁同步發電機組,一級發電后背壓出蒸汽經過母管分別并聯接入兩臺螺桿膨脹機組（兩臺螺桿機為串聯連接）二次發電，拖動一臺2000kW無刷勵磁同步發電機組。蒸汽經過梯級利用，兩次發電總裝機容量為4000kW，實際發電量為3000kW，并回收30t/h的凝結水。

3 結語

作為大型煤化工項目，耗水量大，且在水資源匱乏的地區。為了減少用水量及排水量，減少對環境的影響，必須進行節水改造。通過以上改造將我公司噸甲醇耗水量由設計的22.46t，降為9t,但距離石油化工6t的水平,還有很大差距，在以后的工作必須繼續加大節水技術的引進及實施。

何繼友（1982-），男，寧夏回族自治區銀川市人，工程師，主要從事煤化工生產管理工作。