煤氣化沉降槽底部防堵工藝技術

魏東平,杜順龍

(陜西長青能源化工有限公司,陜西寶雞 721405)

近年來我國煤化工成為經濟發展的戰略重點,其中德士古水煤漿氣化技術是目前國內應用較為成功的煤氣化技術之一。但是煤氣化工藝存在大量黑水過濾等水質問題,氣化爐激冷室底部黑水及洗滌塔底部黑水經調節閥減壓后送至閃蒸系統,第二真空閃蒸罐下塔濃縮黑水經沉降槽給料泵加壓后送至沉降槽,沉降槽底部堵塞會對生產造成嚴重影響。沉降槽是水質處理的關鍵設備,為了加速黑水在沉降槽中的沉降速度,通常在沉降槽進口處加入絮凝劑。絮凝劑貯存在絮凝劑槽中,由絮凝劑泵調節至適當流量后送入混合器,絮凝劑與黑水充分混合后送入沉降槽。沉降槽沉降下來的細渣由沉降槽攪拌器刮入沉降槽底部,由沉降槽底流泵送往真空帶式過濾機。在氣化爐開停車過程中,沉降槽底部經常出現堵塞現象,細渣無法連續正常外排,嚴重影響氣化系統穩定長周期運行。為此,行業內紛紛采取了相應的技術措施。

1 原技術解決方案

1.1 方案1

當發現壓濾機上料出現異常、細渣出料變少時,及時打開沉降槽底流泵入口配備的低壓氮氣或沖洗水,向沉降槽底部進行反沖;同時,需要拆開泵入口管線端頭堵板,現場進行就地排放,以防反沖后渣中的粗顆粒進入泵內,使底流泵打量變差[1]。該方案在原有設計的基礎上,不做任何變更,僅增加了清理疏通的工作量,經過多次反沖排放,將沉降槽底部粗顆粒積渣排放干凈后,沉降槽底流泵進行正常送料。但是在開停車過程中,受系統高溫水熱膨脹影響,管道、沉降槽側壁及刮耙垢片會脫落帶入沉降槽底部出口,多次反沖排放難以將較大垢片帶離系統,較大垢片停留在沉降槽底部,使沉降槽底流泵的出料仍有不穩定的現象,長期運行使系統水質變差,管線結垢嚴重,影響系統穩定運行[2]。

1.2 方案2

在沉降槽底部增加側排排放口,防止較大垢片卡阻,當出現嚴重堵塞時,直接用高壓水槍對底流泵入口進行疏通,側排管線進行大流量就地排放,這樣基本解決了較大垢片堵塞沉降槽底部出料的問題[3]。但該方案在疏通過程中存在較大作業風險,容易對作業人員產生人身傷害。另外,該方案耗時較長、工作量大,疏通后造成壓濾機負荷大,而且就地排放量大,造成周圍環境衛生差[4]。

2 現技術解決方案

綜合原技術解決方案可知,以上措施都存在較大弊端。對沉降槽底部結構等進行了詳細的研究,分析了造成底部堵塞的原因、部位,以及堵塞物(垢片)的成分和硬度,采用了自動粉碎防堵裝置機構(簡稱防堵粉碎裝置)。該防堵粉碎裝置包括沉降槽刮耙、底流泵及連接至刮耙中心軸與底流泵入口之間的防堵機構,徹底解決沉降槽底部堵塞問題,具體技術方案為:

(1) 考慮到刮耙旋轉,將底部積渣帶入中心位置,在沉降槽刮耙與中心軸連接下方加2片由中心軸帶動的旋轉葉片,使刮耙與防堵粉碎裝置一起運行,對底部沉積灰渣起到不斷攪拌的作用,防止堵塞;另外,防堵粉碎裝置在旋轉過程中會不斷對較大垢片形成擠壓粉碎,使細小灰渣順利通過底流泵入口,經底流泵送往過濾機。

(2) 防堵粉碎裝置葉片選用不銹鋼材質,不易腐蝕且耐磨,葉片向上旋起。

該防堵粉碎裝置針對性強、防堵效果好,同時減少了工作量,使用靈活便捷,達到預期效果。

3 技術對比

結合造成底部堵塞的原因、部位,以及堵塞物(垢片)成分、硬度的分析,針對裝置出現沉降槽底部堵塞頻次高、對系統水質影響大、處理難度大等疑難問題,使用了防堵粉碎裝置,徹底實現了沉降槽底部暢通無堵塞,保證了系統長周期運行,改善了系統水質。此工藝技術與原技術解決方案相比,具有以下優點:

(1) 防堵塞針對性強。根據沉降槽底部排料口構造設計了該防堵粉碎裝置,徹底解決了因短時間底流泵停運和開停車過程造成的垢片堵塞等問題,結合沉降槽內部構造,找準堵塞根源,解決了堵塞問題。

(2) 減少了工作量,且裝置構造簡單、不易腐蝕,制造成本低且安全可靠,沉降槽底流泵周圍環境得到了大幅改善。

(3) 保障了系統細渣正常連續外排,為系統長周期穩定運行提供了保障,杜絕了灰漿現場就地排放等環保問題。

4 結語

沉降槽底部的技術改造,徹底解決了垢片堵塞等問題,找準了堵塞根源,解決了堵塞問題,保障了系統穩定長周期運行,提高了產能效益,同時減少了工作量,杜絕了灰漿就地排放,真正做到了清潔環保。