多喷嘴气化炉灰水系统常见问题分析
气化灰水结垢严重问题的处理方案
甲醇装置黑水系统产生结垢的原因分析及解决方案意见XXXX科技有限公司2014/5/26一、气化炉产生结垢的机理1、碳酸盐的生成煤浆在燃烧室发生燃烧及裂解等反应后，生成的工艺气中产生大量的二氧化碳与水形成HCO3-，HCO3-在高温下分解成CO32-与黑水中的Ca2+、Mg2+等离子产生CaCO3、MgCO3而析出，从而附着在炉壁或管道上形成结垢。
2、酸性物质的存在。
气化炉急冷室的水相中一般存在如干种酸性物质，按照酸性物质的强弱顺序依次为：盐酸（HCL）、甲酸(HCOOH)、碳酸(H2CO3)、氢硫酸（H2S）.由于煤中含有CL-、SiO2，以及煤浆燃烧、裂解反应后产生的CO、CO2、H2S等气体，在气化炉高温气化反应或急冷条件下，产生如下反应：2NaCL2+2SiO2+H2O=2NaSiO3+2HCLCO+H2O=HCOOHCO2+H2O=H2CO3H2+S=H2S因此，气化炉炉内的黑水呈强力酸性。
在酸性条件下，原煤中含有的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+与SiO3生成硅酸盐及硅酸盐晶体聚合物，形成沉淀析出，导致结垢形成。
二、气化炉结垢原因的分析1、工艺流程示意图去高压闪蒸在正常情况下，水系统的流向为：来自高压灰水泵的灰水及下游变换来的工艺冷凝液进入碳洗塔，碳洗塔水相中较澄清的灰水经激冷水泵进入气化急冷室，对高温灰渣激冷和工艺气进行初步洗涤后，从激冷室排出，与碳洗塔排出的黑水一同排往黑水处理闪蒸系统。
由于工艺冷凝及灰水的PH值均在8以上，因此在碳洗塔内对工艺气洗涤后所形成的黑水不易形成聚硅酸盐难溶性结垢，所有成垢物质均为在高温、碱性条件下产生的碳酸盐、硫酸盐结垢，而此类硬垢阻垢分散剂能有效阻止并延缓其结垢速度。
在碳洗塔上部较澄清的灰水，其PH值在7以上，作为气化炉的激冷水进入气化炉，对工艺气激冷及洗涤后，其PH值因酸性介质的影响而发生下降，随着气化炉运行时间的延长，黑水的酸性进行积累，其PH值始终维持在5以下，因此，在酸性、高温、高压条件下，煤中燃烧、溶出的二氧化硅氧化成硅酸、硅酸在酸性条件下产生聚合并与水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等生成类似于长石的硬垢。
四喷嘴技术优势及问题解释
四喷嘴技术优势及问题解释四喷嘴对置式⽓化炉技术优势及常见问题解释⼀、四喷嘴对置式⽔煤浆⽓化技术的优势1、适合规模⼤型化根据四喷嘴对置式⽔煤浆⽓化炉结构特点，在同⼀⽔平⾯上布置四只喷嘴，每只喷嘴仅需分担相对较⼩的负荷，便可达到整炉较⼤的处理能⼒，在规模⼤型化⽅⾯具有明显的优势，特别是在1500吨以上的⽓化炉投资及运⾏优势突出。
单喷嘴⽓化炉只有⼀只⼯艺喷嘴，加⼤⽣产能⼒需要增加喷嘴间隙，较⼤的喷嘴间隙影响雾化，造成碳转化率降低，因⽽提⾼⽓化负荷受到限制。
⽬前国内投⽤的单喷嘴⽔煤浆加压⽓化炉单炉⽇投煤量超过1500吨的数量很少，⽽四喷嘴⽅⾯⽬前已有12个装置34台（套）⽇处理煤量1500吨以上的⽓化炉在建设或运⾏，建设中最⼤的⽓化炉⽇投煤量达到2500吨。
2、有效⽓体成分(CO+H2)⾼，碳转化率⾼影响碳转化率的因素较多。
⼯艺(炉型)确定后，⽓化炉的操作炉温(受煤的灰熔点影响较⼤)、⼊炉煤浆粒度分布、⼯艺喷嘴的雾化效果、物料在炉内停留时间等成为主要因素，其中喷嘴的雾化效果和物料停留时间对其影响较⼤。
四喷嘴对置式⽓化炉采⽤预膜、外混式三通道喷嘴，三股物流射出喷嘴，煤浆的内外侧为⾼速流动的氧⽓，氧⽓通过⾼速剪切、振动等⽅式使煤浆实现初级雾化，初级雾化的物料再相互撞击形成⼆次雾化，避免了部分物料从喷嘴⼝直接运动到渣⼝形成短路，增强了雾化效果，提⾼了物料在炉内停留时间，增强了⽓化炉内介质的传质传热，有利于⽓化反应的进⾏，煤⽓中的有效⽓成份⾼、渣中可燃物含量低，⼀般在～5%。
⽽单喷嘴顶喷⽓化炉由于垂直下喷，物料在炉内停留时间相对较短，如煤浆颗粒较⼤或⽓化炉负荷过⾼，部分原料煤来不及完全转化便通过渣⼝排出燃烧室外，因此碳的转化率会相对低⼀些，炉渣中残碳含量会相对⾼些，⼀般在20～30%。
通过收集的数据对⽐，相同⼯况下的四喷嘴⽓化炉⽐单喷嘴⽓化炉有效⽓成份⾼2~3百分点，⽽渣中可燃物⼀般较相同⼯况下的单喷嘴⽓化炉低10~20百分点。
多喷嘴对置式气化炉与单喷嘴水煤浆气化炉运行分析
收稿日期：２００７－０５．１２。 作者简介：张彦，男，江苏赣榆人。１９９７年青岛化工学院无 机化工专业毕业，工程师，目前在宁波万华聚氨酯有限公司从事 水煤浆气化生产工作。联系电话：０５７４－８６７１６７７３。
定义气体产物总量Ｎ＝ａ＋ｂ＋Ｃ＋ｄ，各气
体成分分别为：ＸＣＯ＝ａ／Ｎ，石｜Ｌ＝ｂ／Ｎ，ｘｃｏ＝ｃ／，
Ｎ，髫ｃＩＩ．＝ｄ／Ｎ。
假设转化后的全部炉渣残碳分别为ｌ％、５％ 和１５％，则计算后的碳转化率分别为９９．８７％、 ９９．３４％和９ｒ７．８１％，由此可以看出，多喷嘴的碳转 化率可以达到到９９％。由于工艺本身限制，在相
从表ｌ中看出，多喷嘴Ａ炉的炉渣残碳很低， ’计算；同时为了方便，忽略其他微量元素）：
”…
只有１．２７５％，远低于Ｂ、Ｃ炉。由于Ａ炉无法单
（口Ｉ玉＋ｄ）ＣＨ。０。＋１／２［ａ＋２ｃ—ｂ一２ｄ＋
独分开细灰，所以无法单独测得细灰的量，但是在
（１／２ｍ—ｎ）（口＋ｃ＋ｄ）］０２＋［ｂ＋２ｄ一１／２ｍ（ａ＋
Ａ炉运行期间，总体上细灰的含碳量要降低近
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｐｏｓｅｄ ｍｕｌｔｉ－ｎｏｚｚｌｅｓ ｇａｓｉｆｉｅｒ，ｓｉｎｇｌｅ·ｎｏｚｚｌｅ ｇａｓｉｆｉｅｒ，ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ
ｃ＋ｄ）］Ｈ２０－－＇ａＣＯ＋６Ｈ２＋ｃＣＯＩ＋ｒｉＣＨ４
（１）
１０％，由此可见，多喷嘴Ａ炉的碳转化率要高于
单喷嘴Ｂ、Ｃ炉的转化率。具体数值在实际对比
中没有什么意义。但从下面的一个简单计算中可
多元料浆气化灰水处理系统运行中出现的问题及处理
不可少的部分，我公司多元料浆气化装置已平稳 灰水，产生的闪蒸气经气液分离器分离液滴后送
运行了 ２ａ多，期间灰水处理系统出现过许多问 变换汽提塔作汽提气用，液体则送入脱氧水槽；
题。以下就多元料浆气化装置灰水处理系统运行 被浓缩的黑灰水进入低压闪蒸操作单元，通过减
过程中出现的问题作简要介绍，对问题产生的原 压闪急蒸馏的方法再次解吸其中的酸性气体，并
［关键词］灰水处理系统；高压闪蒸操作单元；低压闪蒸操作单元；真空闪蒸操作单元；灰水沉降操作 单元；真空带式过滤操作单元；脱氧操作单元；问题处理
［中图分类号］ＴＱ５４６ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００４－９９３２（２０１６）０２－００３０－０４
多元料浆气化装置灰水处理系统是装置中必 元内通过减压闪蒸的方法解吸酸性气体，并提浓
在今后的设计及生产中，应全面考虑现场可 能出现的情况，在设计之初就将可能出现的隐患
５ 结 语
排除掉。针 对 输 送 高 温 高 压 介 质 （水） 的 泵，
通过对中压锅炉循环水泵密封静环材质的更
其机封及冷却系统形成如下设计准则：① 泵出 换，采用具有优良耐磨性能的硬对硬摩擦副，对
厂和开车初期采用 ＳｉＣＳｉＣ等硬对硬密封副，正 泵效环、压盖的优化设计，将泵效环的泵送能力
ＡＰＩＰＬＡＮ２３＋６２布 置 方 案， 增 加 背 冷 措 施； 对密封辅助系统设计的改进，增加了从循环冷却
⑤ 密封冷却器应布置在尽量靠近泵的地方，缩 水引入压盖的背冷和抬高介质换热器高度以及用
短密封冲洗管线长度，密封冲洗管线直径不小于 大曲率弯管代替弯头等尽可能提高热虹吸效果、
（１／２）″，使用平滑、长半径的弯头 （４５°弯头）， 减小管阻的措施，大大避免了热备泵刚启动密封
多喷嘴对置式气化炉因窜气炉壁超温的探讨
多喷嘴对置式气化炉因窜气炉壁超温的探讨摘要：兖矿集团、华东理工大学共同承担了国家“863”重大课题“新型水煤浆气化技术”，进行多喷嘴对置式水煤浆气化技术的产业化示范，论文介绍了因窜气炉壁超温，为多喷嘴对置式气化炉安全稳定长周期运行奠定了基础。
关键词：超温窜气压差一、引言多喷嘴对置式水煤浆气化炉及复合床煤气洗涤冷却设备；分级净化的煤气初步净化工艺；蒸发分离直接换热方式渣水处理及热回收工艺，气化装置二开一备，气化压力4.0MPa，日处理1000吨精煤，每小时生产150kNm3煤气，合成气中有效气成分（CO+H2）高达84.9%，比其它类型煤浆气化炉高2～3个百分点，碳转化率高，渣中可燃物、气化效率、有效气成份、单耗各等方面均优于德士古技术。
但多喷嘴对置式气化炉运行期间的因窜气导致的炉壁超温，影响到整个生产系统的长周期运行。
二、操作温度的影响1.操作温度过低操作温度的选择在保证液态排渣的情况下，尽可能选择稍低温度操作，达到“以渣抗渣”，保护和延长耐火砖使用寿命又做到经济运行。
近几年，我厂炉况运行稳定，2012年3月初因系统煤种试烧更换频繁，煤种较多灰熔点波动较大，首先捞渣机渣量大，中控捞渣机电流较高，造成捞渣机脱轮，四小时后发现压滤机滤饼带细渣，沉降槽耙料器电流随之升高，渣口压差由0.02mpa升至0.05mpa，紧接着炉壁超温最高达到350℃，并且超温点八层九层分布不均，灰熔点分析滞后，操作经验不足是导致炉壁超温的直接原因，在实际操作过程中，窜气多发生在煤质出现波动（主要指高灰熔点煤的混入）之后。
高灰熔点熔渣在较低的操作温度下流动性极差，会使气化炉渣层出现凹凸不平等极不规则的形态，部分合成气会垂直冲刷向火面，原低灰熔点渣层被很快熔掉，合成气具有的动能使通道两端的微弱压差得以实现，造成窜气，气化炉操作温度一般控制在超过灰熔点50-100℃，才能保证煤充分气化、熔渣能顺利排出。
2.渣口堵渣温度过低，渣口压差大了渣口小了产生了阻力压差，灰渣不能顺利排出，造成渣口堵塞，在正常操作时，应保持压力稳定，避免压力波动，由于操作温度过低灰渣粘温特性差，液态渣在流动过程中随着温度的降低，粘度直线上升、灰渣流动性减弱，形成挂渣，堵塞渣口，在正常生产的过程中，如果出现CO含量增大，CO2含量减少，CH4含量上升，就可以判断炉温偏低，应及时调整工况，在现实操作中，长时间渣口压差大就会造成窜气。
四喷嘴气化炉带灰原因分析及处理措施
四喷嘴气化炉带灰原因分析及处理措施摘要：渣口压差作为气化炉一项重要监控工艺指标，该指标反应气化炉压力与合成气出口压力之差。
当该值升高时，应引起操作人员的注意，分析判断该值指示的是否为真实值，根据不同工况做出相应的工艺处理，保证气化装置的稳定运行。
关键词：渣口；压差；熔渣；措施1前言煤炭气化是以煤或焦煤为原料，通过化学反应将固体煤或焦煤中的可燃部分转化为气体燃料的化学过程。
在众多煤炭利用方式里，煤炭气化因其较高的碳转化率和能量转化率，已经成为仅次于煤炭直接燃烧发电的使用量。
煤炭气化技术不仅可以提高煤炭的利用率，还可以进一步提高燃料的安全性。
2煤炭气化技术的种类及其应用按气固相间相互接触的方式不同，气化技术主要分为固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术等，每种气化技术都因其特有的技术特点具有各自的优缺点。
2.1固定床及移动床气化技术该技术主要包括常压固定床气化、加压固定床气化。
具有代表的炉型有两段炉、UGL型水煤气炉等。
常压固定床气化技术主要在一些中小型化肥厂中使用，约生成中国合成氨产量的60%以上，但合成氨也会给工程的安全带来不利的因素，对钢材的腐蚀性较高，也会削弱设备的机械性能。
随着新型煤气化技术的不断开发，该种炉型已经被发改委列为非鼓励技术。
常压固定床气化技术未来的发展方向应不断提高自身的使用效率、减少污染。
而加压固定气化技术相较上一种技术来说，其应用效果非常客观。
其具有高气化效率、可使用较高灰分和高灰熔点的煤等优势特征，因此在大型煤化工制油、化工品等基地中，加压固定床气化技术得到广泛应用。
2.2流化床气化由于流化床气化工艺可以使用小粒度块煤，煤种限制小，气化强度大，因此有较高的生产效率，降低生产成本。
常见炉型主要有鲁奇炉、U-gas以及现在具有超高市场占有率的科达炉。
流化床技术主要包括常压流化床技术和加压流化床技术。
该种技术在中小煤化工厂以及氧化铝行业中具有较好的使用效果。
其在生产燃料和合成氨等方面对煤的适应性较好。
多喷嘴气化装置灰水ph偏低的研究
１ ４５５ ｔ ( 干 基
１０４ ０００ ｍ / ｈ( 干基ꎬＣＯ ＋ Ｈ２ ) ꎮ 第 １ 台气化炉于
３
２０１２ 年 １ 月 ２０ 日投料ꎬ一次性打通全流程ꎬ并于
→ ＨＣＯＯＨ 反应 [８] ꎬ 反应
来自气化炉激冷室、旋风分离器及水洗塔的黑水
经过减压后送入蒸发热水塔的蒸发室ꎮ 在蒸发室
镁离子遇到碱性较强的变换凝液后易结垢ꎬ导致
中一部分黑水汽化为蒸汽连通少量溶解气进入蒸
换热器效果下降、过滤器压差过高、管线堵塞等问
发热水塔上部的热水室ꎬ与蒸发热水塔给水泵输
题ꎮ 经过多年的改进优化及分散剂技术的进步ꎬ
安徽华谊化工有限公司一期年产 ６０ 万 ｔ 甲
车初期出现了灰水 ｐＨ 呈酸性的情况ꎬ灰水 ｐＨ 最
团和华东理工大学联合研发的多喷嘴水煤浆气化
经过研究发现在气化炉的高温、高压、还原性气氛
醇、５０ 万 ｔ 醋酸、２０ 万 ｔ 醋酸乙酯项目采用兖矿集
低 ５. ２６ꎬ运行 ３ 个月后灰水 ｐＨ 逐步恢复正常ꎮ
工艺ꎬ由华陆工程科技有限责任公司设计ꎬ中国化
下ꎬ会发生 ＣＯ ＋ Ｈ２ Ｏ
炉ꎬ 正 常 运 行 为 ２ 开 １ 备ꎬ 气 化 炉 规 格 为
酸较易生成ꎮ 甲酸性质类同于氯化氢ꎬ在水中离
学工程第三建设公司承建ꎮ 项目建设 ３ 台气化
Φ３ ４００ × ２２ ０００ꎬ气化炉设计压力为 ６. ５ ＭＰａꎬ设
１ 灰水水质
气化有了较大的改进ꎬ采用蒸发热水塔直接换热ꎬ
１. １ 气化水系统工艺流程
在灰水处理工艺上多喷嘴气化相对于德士古
既提高了换热效率又可以避免间接换热器的堵
多喷嘴水煤浆气化炉锁斗系统故障分析与处理
Ｘ Ｖ１ ２ １ ９关 闭 ，锁 斗进 入集 渣 阶段 ，锁 斗 集 渣 计
时器 开始计 时 ，２ ８ ａ ｒ ｉ ｎ后再 次排 渣 。
２ 锁 斗 系统联 锁
口，形成 自 身小循环。
１ ． ２ ． ２ 锁 斗 泄 压
为防止 操作 人员 误操 作或 控制 器失 灵危 及安
全生 产 ，程 序 中设定 了相 关联 锁 以确保 系统 的安
联锁 促发 时 ，锁斗安 全 阀关 闭 ，可 以防止锁
斗各 程控 阀 门 内漏 或关 闭不 到位导 致气 化炉 与外 界 没能有 效 隔离 时高温 黑水 和合成 气 大量外 泄事
故 的发生 。
１ ． ２ 排渣 阶段
锁斗 与气化 炉压差 Ｐ Ｄ Ｔ １ ２ １ ３≥０ ＭＰ ａ且 ≤ ０ ． １ ８ Ｍ Ｐ ａ时 ，锁 斗进 口阀 Ｘ Ｖ １ ２ １ ２、锁 斗循 环 泵 入口阀 Ｘ Ｖ１ ２ １ ８ 打 开 ， 锁 斗 循 环 泵 回 流 阀
孔德 升 。孙化 祥 ，马艳 君
［ 新能凤凰 （ 滕州 ）能源有限公司 ，山东 滕州 ２ ７ ７ ５ ２ ７ ］
［ 中图分类号］Ｔ Ｑ ５ ４ ６ ［ 文献标 志码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ４— ９ ９ ３ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５— ０ ０ ５ ４—０ ３
１ ． ２ ． １ 系 统隔离
锁斗 循环 泵 回流 阀 Ｘ Ｖ１ ２ １ ９打 开 ，锁 斗循 环 泵 入 口阀 Ｘ Ｖ１ ２ １ ８关 闭 ，锁 斗 进 口阀 Ｘ Ｖ１ ２ １ ２关 闭 ，此 过程 实现锁 斗 与高压 气化 炉 的隔离 ，并且 锁 斗循 环泵 Ｐ １ ２ ０ ２出 口的灰 水 经锁斗 循环 泵 回流 阀Ｘ Ｖ１ ２ １ ９后 的 限 流 孔 板 减 压 后 回到 Ｐ １ ２ ０ ２入
气化灰水系统水质恶化原因分析及解决措施
收集 。气 化灰水 的形 成流程 示 意见 图 １ （ 图 中虚 线 表示 由于 系统负荷 波动 导致 甲醇废 水及磨 煤水
槽 的水平 衡遭 到破坏 而 间歇性进 入灰 水形成 流程 的水 源 ） 。
１ 灰 水 系统简介
德 士古 气化装 置生 产过程 中产 生 的黑水及 相
的水 质 ，ｐ Ｈ最 高达 到 ９ ． ０ ４ ，硬 度最 高 达 到 １ ０ ． ８ ｍ ｇ ／ Ｌ，Ｃ ａ 质 量 浓度 最 高达 到 ３ ８ ４ ． ７ ７ ｍ ｇ ／ Ｌ， Ｍｇ 质量 浓 度 最 高 达 到 ２ ９ ． １ ６ ｍｇ ／ Ｌ ，浊 度 最 高 达到 ８ ４ ． ５ ｎ ｔ ｕ ，灰 水 的 ｃ ａ ¨ 、Ｍｇ 质 量 浓 度 和 ｐ Ｈ及 硬度 均 高 于 恶化 前 的水 质 。说 明灰 水 水 质 在不 断恶 化 当 中。
常 亮 ，陈 永献 ，郭 勇
２ ７ ３ ５ ０ ０ ） （ 兖矿 国宏化工有限责任公司 ，山东 邹 城
［ 中图分类 号］Ｔ Ｑ ５ ４ ５ ［ 文献标志码 ］Ｂ ［ 文章编号］ １ ０ ０ ４— ９ ９ ３ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ０ ３ ０— ０ ２
德 士古 气化炉 水 系统水 质的好 坏对 系统运 行 有 着直 接 的影响 。灰水 系统水 质差 会导致 激冷 水 管线结 垢严 重 ，激 冷水 流量下 降 ，使泵 内部及 其 进 出 口管路 结垢 ，影 响设 备 的正 常运行 和系统 的 长周期 运行 。我公 司德 士古气 化炉 水系统 曾出现 水质恶 化 的情况 ，通过 原 因排查 与分析 ，制定 了 相应 的解决 措施 ，确保 了灰水 各项 指标 在合格 范
多喷嘴水煤浆加压气化工艺黑水系统存在问题及分析
１ 黑 水 处 理 系统 流 程
气 化炉 、 旋风 分 离器 和 水 洗 塔底 部 排 出的 黑 水 经减 压后 进入 蒸 发 热水 塔 下 塔 ， 闪蒸后 的黑 水
水浊度波动较大（ 频繁超过 ５ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ ） ， 絮凝剂用
量 大 幅增加 。
为 了进 一步 提 高灰 水 质 量 ， 进 行 了絮凝 剂 最
ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ｎ ｏ ｚ ｚ ｌ ｅ ｃ ｏ ａ ｌ － ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｇ ａ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ａｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｉ ｓ ｍａ ｄ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ
行过程 中存在的 问题 进行 分析 ， 并在此基 础上提 出了相应 的解决措 施 ， 即选 用合 适 的絮凝荆 、 提 高药剂 配制质
量、 调 整 药 剂 用量 、 控 制灰水浊度、 防止结垢等。
关键词 多喷嘴
水煤浆
黑水处理
Ｐｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｉ ｎ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｂｌ ａ ｃ ｋ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ － Ｎｏ ｚ ｚ ｌ ｅ Ｃｏ ａ ｌ － Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｌ ｕ ｒ ｒ ｙ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕｒ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｇａ ｓ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
Ｈｕ ａ ｒｕ ｎ，Ｃａ ｉ Ｋｅ ｑ ｉ ｎ ｇ
（ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｓ Ｏ Ｐ Ｏ ＜Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ＞ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ２ １ ２ ０ ０ ６ ）
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黑水中含渣量过高主要是由于运行初期气化 炉内的灰渣不能够及时排出系统ꎬ所以在气化炉 升压期间应保证锁斗循环泵的循环量ꎬ保证灰渣 的沉降ꎮ ３. ２ 各角阀及缓冲罐磨损严重
四喷嘴设计两个沉降槽ꎬ每一个沉降槽上面 都设置一台耙料机ꎬ同时加入絮凝剂进一步沉降 黑水中的固体ꎬ耙料机的作用就是将黑水中的固 体推到沉降槽底部ꎬ方便经过柱塞阀排出[１] ꎮ 沉
作者简介:朱 宝(１９８７—) ꎬ男ꎬ助理工程师ꎬ主要从事煤气化工作ꎻ３３２１５９８８２＠ ｑｑ. ｃｏｍ
灰水槽ꎮ 为 了防止管道和设备结垢ꎬ灰水槽和溢流管分别加 入分散剂ꎬ灰水槽的灰水经过低压灰水泵送到系 统外ꎬ其他的灰水送往灰水系统和气化系统再利 用ꎮ 沉降槽底部的渣水经沉降槽底料泵送往压滤 机处理ꎮ
(１) 黑水至高压闪蒸罐管线弯管太多ꎬ长时 间的系统运行容易出现死区ꎬ造成灰渣聚集ꎬ且灰 水中的 Ｃａ２ ＋ 、Ｍｇ２ ＋ 含量高[２] ꎬ在高温条件下会促 进 ＣａＣＯ３ 和 ＭｇＣＯ３ 的生成ꎬ导致结垢ꎮ 在气化炉 停车又开车后容易造成垢片脱落堵塞管线ꎮ
(２) 气化炉开车升压初期未能够及时排渣造 成黑水中含渣量过高ꎮ ３. １. ２ 处理措施
目前万华化学通过技术改造已经取消沉降槽 底料泵ꎬ沉降槽过来的含固黑水经过真空过滤机 过滤ꎬ滤饼通过细渣刮板机送到渣车拉出厂区ꎮ
３ 灰水系统运行中的常见问题
３. １ 黑水至闪蒸系统管线堵塞及角阀卡涩 黑水管线堵塞常见于气化炉开车后不久ꎬ系
统运行时间不长ꎮ 气化炉、旋风分离器和水洗塔 排水至高压闪蒸罐ꎬ管线由于垢片或者黑渣过多 而堵塞不通ꎮ 大量堆积容易造成角阀卡涩ꎬ严重 时只能停车处理ꎮ 特别是开停车初期由于温度的 变化造成管道内的垢片更容易脱落ꎮ ３. １. １ 原因分析
氮肥与合成气 第 ４７ 卷 第 ４ 期 ２０１９ 年 ４ 月
２３
多喷嘴气化炉灰水系统常见问题分析
朱 宝ꎬ王彦伟 ( 万华化学股份有限公司ꎬ 山东烟台 ２６５６０２)
摘 要: 针对气化装置正常生产的过程中灰水闪蒸系统出现的黑水至闪蒸系统管线、沉降槽底料泵进出
口、沉降槽溢流管线堵塞ꎬ角阀卡涩、磨损ꎬ缓冲罐磨损严重ꎬ蒸发热水塔给水泵汽蚀等问题ꎬ提出一系列优化措 施ꎻ分析了絮凝剂和分散剂加入量对灰水的影响ꎬ通过灰水置换改善系统水质ꎬ实现了灰水系统的长周期运行ꎮ
的气相热量加以回收利用ꎬ送往变换汽提系统ꎬ减 少汽提系统对 Ｓ４ 的使用量ꎮ 黑水闪蒸分离后的 液相通过压滤机对黑水进行浓缩除渣处理ꎮ
四喷嘴气化灰水闪蒸系统采用高压、低压和 真空处理三级闪蒸ꎮ 万华化学高压闪蒸的主要设 备是蒸发热水塔 Ｃ０８０１ꎬ其结构分为上下段两部 分:上段是热水室ꎬ其中来水有低压灰水和变换冷 凝液脱氧水ꎬ分离出来的热水通过高压灰水泵送 往水洗塔ꎻ下段是蒸发室ꎬ主要是气化炉、旋风分 离器和水洗塔的外排黑水经过减压角阀 ( ＰＶ０８００１ 和 ＰＶ０８００２) 进入ꎮ
万华化学多喷嘴气化炉装置自 ２０１４ 年 ９ 月 投料运行至今ꎬ灰水处理系统总体运行平稳ꎬ但也 暴露出一些问题ꎬ直接影响到气化装置的长周期 运行ꎮ
２ 灰水处理系统工艺流程
灰水闪蒸系统的特点是高温、高压、高浊度ꎮ 气化炉、旋风分离器和水洗塔产生的黑水通过减 压角阀 ( ＰＶ０８００１ 和 ＰＶ０８００２ ) 进 入 灰 水 闪 蒸 系 统ꎬ其中排水中黑水所含的固体和溶解的酸性气 体通过三级闪蒸分离出来ꎬ通过对闪蒸分离产生
关键词: 多喷嘴ꎻ 气化炉ꎻ 灰水ꎻ 闪蒸ꎻ 优化改造 中图分类号:ＴＱ５４５ 文献标识码:Ｂ 文章编号:２０９６￣３５４８(２０１９)０４￣００２３￣０４
１ 背景介绍
烟台万华工业园气化装置以兖矿集团有限公 司和华东理工自主研发的四喷嘴煤气化技术为龙 头ꎬ以神华烟煤为原料ꎬ运用国内先进成熟的专利 技术、生产工艺和装备ꎬ实现长周期稳定运行ꎮ 煤 气化 采 用 四 喷 嘴 煤 气 化 技 术ꎬ 运 行 压 力 为 ６. ５ ＭＰａꎬ３ 台气化炉 ２ 开 １ 备ꎬ设计单台气化炉 满负荷 ８８ ｍ３ / ｈ 煤浆ꎬ自从一次性投料成功以来ꎬ 一直持续运行ꎮ 蒸发热水塔是多喷嘴装置灰水系 统的主要设备之一ꎬ目前万华化学股份有限公司 (简称万华化学) 的蒸发热水塔由填料塔盘改为 固阀塔盘ꎬ更加直接地增加换热回收黑水余热的 效果ꎬ同时也解决了填料塔堵塞问题ꎮ 蒸发热水 塔上部的闪蒸汽大多在上塔被冷却回到系统ꎬ多 余的闪蒸汽进入变换汽提系统增加汽提温度ꎬ减 少 Ｓ４(０. ４ ＭＰａ 的蒸汽) 使用量ꎮ
四喷嘴气化闪蒸系统角阀磨蚀是水煤浆气化 的一个弊端ꎬ通过增加角阀缓冲罐尺寸和内衬耐 磨材料能很好地解决该问题ꎮ 初期使用的碳钢材 质磨蚀严重ꎬ只能进行补焊ꎻ后期缓冲罐底部增加 １ 块一定厚度的耐磨钢板防止底部冲刷严重造成 泄漏ꎬ在角阀进入设备入口增加一圈耐磨钢环减
氮肥与合成气 第 ４７ 卷 第 ４ 期 ２０１９ 年 ４ 月
蒸发 热 水 塔 产 生 的 闪 蒸 汽 与 低 压 灰 水 泵 Ｐ０８０５ 送过来的水换热冷凝分离后ꎬ气相送至变 换汽提装 置 回 收 热 量 使 用ꎮ 蒸 发 热 水 塔 Ｃ０８０１ 底部蒸发室中浓缩后的黑水 经 过 角 阀 ＬＶ０８００１ 进入低压闪蒸罐ꎮ 在低压闪蒸罐内黑水被再次减 压分离ꎬ产生的气相介质( 低压蒸汽) 送往脱氧水 槽和闪蒸汽换热器ꎬ液相通过角阀 ＬＶ０８００３ 调节 进入真空闪蒸罐ꎬ同时气化单元沉渣池过来的含 渣黑水一同进入真空闪蒸罐ꎮ 真空闪蒸罐内进行 进一步真空闪蒸分离ꎬ溶解在黑水中的酸性气体 被分离出来ꎬ剩下的黑水浓缩后送往沉降槽ꎮ 真 空闪蒸罐产生的气相由水环式真空泵 Ｐ０８０３ 抽引 排出系统ꎮ