5-多喷嘴气化装置灰水处理工段运行问题探讨-校
多喷嘴气化装置灰水处理工段运行问题探讨
步建军
(江苏索普集团公司，江苏镇江212006) 摘要：重点阐述了灰水处理系统运行以来出现的一些问题，并对问题进行了
分析，从工艺优化及设备操作方面提出了一系列的改进方法与措施。
关键词：气化炉，多喷嘴，灰水处理，运行问题 1. 前言
多喷嘴对置式水煤浆气化技术由华东理工大学和兖矿集团有限公司共同开
发，于2006年1月8日通过中国石化协会组织的专家鉴定，具有完全自主知识产权，
已实现产业化，可以与国际任何先进煤气化技术相竞争。
江苏索普(集团)有限公司日处理1500吨煤的多喷嘴对置式新型气化炉装置，
与引进的GE水煤浆气化装置相比，最大的区别之一在于闪蒸-灰水处理系统上：
多喷嘴的第一级闪蒸系统蒸发热水塔采用直接换热方案回收黑水余热，热传递效
率高，闪蒸汽大多数在上塔被冷却回到系统；GE采用的是间接换热方案回收黑
水余热，换热器易结垢堵塞。多喷嘴对置式新型气化炉装置自2009年9月在索普
投料运行至今，灰水处理系统总体运行平稳，但也暴露了一些问题，对气化装置
的长周期运行存在影响。
1
图1 多喷嘴气化灰水处理工序示意流程图
1-蒸发热水塔；2-低压闪蒸罐；3-真空闪蒸罐；4-澄清槽；5-灰水槽
27 2. 灰水处理工序工艺流程简述
灰水处理工序的作用是将多喷嘴对置式气化及煤气初步净化工序产生的黑
水所含的固体和溶解的气体分离出来，并将黑水所含的热量加以回收。
来自气化炉洗涤冷却室、旋风分离器及水洗塔底部的黑水，分别经过减压送
入蒸发热水塔下部蒸发室。蒸发热水塔蒸发室中，一部分水蒸发为蒸汽，连同少
量溶解气体，进入蒸发热水塔上部热水室，与低压灰水泵来的灰水直接接触，加
热灰水，自身大部分冷凝。热水室的热水流入高温热水罐，经高温热水泵进入水
洗塔中部。热水室未冷凝的蒸汽经换热、冷凝、分离后，气相至火炬放空，冷凝
液进入灰水槽。蒸发热水塔蒸发室底部被浓缩的黑水经液位调节由底侧部排出，
进入低压闪蒸罐。黑水被再次减压，产生的低压蒸汽送往脱氧槽，黑水进入真空
闪蒸罐。来自渣池的含渣水经渣池泵也送入真空闪蒸罐。真空闪蒸罐内进行真空
闪蒸，大量溶解的气体释放出来，黑水进一步浓缩，含固量增大，温度进一步降
低。真空闪蒸汽经换热、冷凝、分离，出分离器顶部的不凝性气体，送往水环式
真空泵。真空闪蒸罐底部的黑水经液位控制泵送至静态混合器，与絮凝剂混合后
流入澄清槽。澄清槽上部设置一台缓慢转动的刮渣机，将沉降的固体推到澄清槽
底部出口，澄清槽上部澄清水溢流至灰水槽。为了防止管道和设备结垢，在灰水
槽中加入分散剂，再分别经低压灰水泵和锁斗冲洗水/废水泵，送至蒸发热水塔
和锁斗冲洗水罐、渣池、废水处理使用。澄清槽底部的细渣和水经澄清槽底流泵，
送往压滤机处理，滤饼送出界区外，滤液进入研磨水槽。 3. 运行过程中出现的问题
3.1 闪蒸系统各角阀磨损严重(LV1304、LV1306、LV1307、PV1304、PV1305、
PV1306及阀后放大筒和底板)
气化装置运行1600h后停车，检查时发现气化炉至蒸发热水塔黑水压力调节
阀PV1304缓冲罐底部冲击盲板磨损严重，表面的碳化钨涂层几乎完全剥落，在
缓冲罐根部有约10cm高的环带，表面碳化钨涂层被冲击成蜂窝状的小坑。这种
情况在其他引进水煤浆加压气化装置的厂家也很普遍。
分析其原因主要有：(1) 黑水经过PV1304减压后，节流后的黑水以很高的速
28度冲击缓冲罐底部冲击盲板。(2) 黑水减压后，压力发生变化，静压能转变为动
能，流速急剧增加，在黑水中灰渣颗粒的摩擦冲击下，调节阀及阀后段磨损严重，
极易发生泄漏。(3) 由于内部压力突变，使溶于黑水中的气体及黑水大量闪蒸，
在金属表面反复出现气泡形成及溃灭过程，气泡在溃灭时产生的冲击波对缓冲罐
冲击盲板表面产生强烈的锤击作用，使得盲板表面的碳化钨涂层剥落，桶壁表面
被冲击成蜂窝状的小孔。 3.2 黑水排放管道堵塞、角阀阀卡
旋风分离器、水洗塔底部黑水闪蒸管道由于管路布置的问题，从低处到高处
(渣水从1楼到3楼)，管道弯头设置过多，并在个别地方形成“口袋”。开、停车
时，设备、管道内附着的垢片由于温度、压力的变化大量脱落，随着黑水排放流
量增大，这些垢片被带到“口袋”处并沉积下来，从而造成堵塞。因为黑水排放
存在高压差，这些脱落的垢片随着水流动到角阀前聚集，会造成黑水排放不畅，
有时发生阀卡，角阀关不到位。严重时角阀堵塞，黑水无法排放。在一月份运行
过程中，蒸发热水塔进口的多个角阀，发生堵塞现象，C系统PV1304C1C2、
PV1306B1、PV1306A1A2、PV1305A1曾发生较严重的堵塞，影响到系统正常运
行；PV1305B1发生过阀卡现象，经仪表处理后正常。 3.3 机泵运行问题
C系统澄清槽给料泵P1309EF在每次倒泵后，都会发生备用泵进口堵塞。经
拆检发现进口有砖状垢片，此问题在AB系统并没有发生过。究其原因，可能和
气化炉R1201C一段时间操作温度低有关。C炉开车初期，拱顶温度较A炉(拱顶温
度170℃)要高，达到220℃以上，操作时炉温控制得不高，导致黑水中浮灰较多，
再加上试车初期灰水浊度波动较大，在闪蒸系统各设备以及黑水排放管道上结
垢。黑水温度变化时，因为垢片和金属管(设备)膨胀系数不同，垢片脱落，尤其
是真空闪蒸罐，黑水固含量高，脱落垢片在备用泵进口聚集，倒泵时备泵不打量。
在水质得到有效控制后，P1309EF倒泵时备用泵进口堵塞现象已有所减少。
高温热水泵采用重庆水泵厂的高温耐磨蚀泵。该泵在正常生产使用过程中，
泵进口发生气蚀，导致流量、电流波动，出口流量波动大。波动和高温热水储罐
中水的固含量高有关：由于高温热水储罐水质的不稳定性，高温热水泵进口过滤
29器可能会出现临时性堵塞，这会导致高温热水泵打量不足出现电流、压力大幅波
动，泵腔自平衡被打破，时间一长，将会损坏机封、推力轴承和轴瓦，所以中控
和现场巡检时，应多关注高温热水泵的电流和出口压力的波动情况，做到有问题
早发现、早处理。 3.4 蒸发热水塔填料层结垢、超压，甚至带水
蒸发热水塔设计工作压力为0.8MPa，填料层高5m，内装76mm×76mm×1.2mm
拉西环。A/C系统运行30天之后开始出现不同程度的带水现象，多次造成高温热
水贮罐液位下降，蒸发热水塔超压现象。拆检后发现，填料层顶部的丝网局部被
吹翻，大量的拉西环堆积在分布器上方，在运行过程中容易造成积液，给带水处
理增加难度。另外，在分布器及填料上部发现有大量质地较为疏松的灰垢。
分析其原因有以下几点：(1) 随着装置运行时间的延长，特别是水质波动频
繁，指标不合格时，灰水容易在填料上结垢、积灰。(2) 双系统运行时，灰水指
标控制较为合理，浊度30mg/L左右，硬度1000mg/L左右，且结垢主要发生在填
料上层及分布器内部，因此判断主要是由于低温变换冷凝液碱度较高，与硬度较
高的灰水接触产生CaCO3、MgCO3等沉淀，形成结垢。此外，夹带有大量细灰的
闪蒸汽至填料层上部被冷却后，变成硬度较高的灰水，与碱度较高的低温变换冷
凝液接触，是产生结垢的另一重要原因。(3) 为保护激冷环，正常生产中系统水
循环量远远大于该负荷下的设计流量，从而造成进蒸发热水塔热负荷大，闪蒸量
大。根据测算，表观流速达到0.7m/s，远大于设计的0.2m/s，容易带水、带灰。 4. 处理措施
(1) 根据停车后对闪蒸系统角阀的检查发现：放大筒底板的冲刷磨损严重，
角阀阀芯磨损，管线有堵塞，角阀后放大筒有明显磨损等。放大筒底板由于长期
处于含固高温黑水冲刷的环境下工作，所以一般磨损较严重，且在开车期间不易
检查处理，应在气化装置运行一个周期后及时检查、更换或进行管道硬化处理。
角阀后放大筒，由于其位置特殊，处于减压角阀后，液体流速是减压角阀前的数
倍，是气化工段较易磨损的管线，停车后的检查有利于调整开车期间角阀开度、
硬化效果的检验和管线壁厚的检查，以确定放大筒的使用寿命。若处在开车期间
发生磨损泄漏，可在放大筒外使用管径相同的钢管覆焊。角阀后进设备内的挡板
30也是长期处于含固黑水的冲刷下，检查发现该挡板磨损严重，及时的检查有助于
保护设备，防止因挡板损坏，造成设备内壁磨损的现象发生。对经常出现磨损的
管道采用内衬耐磨陶瓷的管件，在减压阀阀后的冲击盲板上再增加一层防冲击盲
板，增加抗磨性，防止在系统运行时磨穿。检修时对这些部位进行检测，建立台
帐，掌握其磨损速率，定期更换，避免在系统运行时出现磨漏情况。
(2) 合理布置黑水管路，尽量减少拐弯及“口袋”，减少管道堵塞的几率；
在容易出现堵塞的管道处增加冲洗水接头，以方便检修和管道冲洗。在开、停车
时，控制室操作人员尽量将黑水闪蒸管道上的自调阀维持在较大开度，防止因开
度过小造成阀前堵塞及阀体局部因流速过大而磨损。对于1开1备的减压阀阀组要
经常切换，防止因垢片沉积而堵塞阀门及管道。
(3) 严格控制灰水的工艺指标，保持水质稳定。在实际生产中，由于负荷、
煤的灰分及灰熔点等一系列因素改变，造成灰水浊度波动大，常需要调整絮凝剂
的投加量或者更改絮凝剂类型来稳定灰水浊度。正常生产中应当经常观察灰水
样。当水样浑浊并有大量悬浮物时，可判定灰水浊度高，并且这种情况长时间内
得不到改观，在排除絮凝剂添加不符合规定的情况下，应取黑水重新做黑水试验，
重新确定合适的絮凝剂类型和投加量。当水样不清发白时，结合真空压滤机滤饼
样，如果滤饼含水量高并且粘度过大，可以判定絮凝剂添加量过大。这种情况首
先要确认是不是絮凝剂岗位配制或者添加时出现误操作，如果不是应当加强检
测，如长时间得不到改观，应重新做黑水试验确定合适的絮凝剂类型和投加量。
可适当通过系统水置换改善系统水质：① 在除氧器、灰水槽补入原水；② 可以
将现场运行泵备泵的机封水打开向系统补脱氧水，此方法可以同时在整个气化水
系统的多点进行补水，置换效果快；③ 按周期对机泵的过滤器进行冲洗。定时
开大气化炉、旋风分离器、水洗塔的黑水出口阀，将底部淤积的脏水给排掉。以
后也可考虑管道采用波纹管来减少污垢的积聚。控制好水温和出口气体的温度，
减少对后系统管道的压力。控制好黑水管线的流速，防止黑水中固体积聚和沉淀。
表1是2010年1月31日气化车间黑水分析数据。蒸发热水塔黑水呈中性，
真空闪蒸罐的黑水呈弱碱性，而真空闪蒸冷凝液的水也呈碱性。根据资料介绍，
高碱度的水遇到高硬度的水，会产生结垢。通过将真空闪蒸冷凝液引入澄清槽，
降低澄清槽出水的硬度，即降低灰水系统中钙镁离子浓度，可以减少系统管道、
设备结垢堵塞的风险。
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多喷嘴对置式水煤浆气化技术的应用
饭舷 ２０１１年第３４卷
７２ｈ工业考核数据表明，与文献…报道的神华包头 煤制烯烃项目采用的ＧＥ水煤浆气化装置运行考
核数据相比，在同样采用内蒙神华煤的情况下．本 装置有效气成分提高３．１％，比氧耗降低１ １．４％．比 煤耗降低２．１％，粗渣中碳含量降低约１０％。细渣 中碳含量降低约１２％。
表１煤质分析数据 质量分数．％
注：１）比氧耗指生产每１ ０００ｍ 一氧化碳加氢气所需要的标准氧气量： ２）比煤耗指生产每１０００ｍ 一氧化碳加氢气所需要的标准干基煤量； ３）设计煤种为神华煤与山西白煤的混煤．煤质分析数据见表１； ４）考核指标为根据神华煤煤质，重新调整的考核保证值： ５）２０１０年运行平均值为根据２０１０年各种混烧煤种气化结果综合平均值； ６）２０１１年１１月２５日至２８日进行７２ ｈ考核结果，气化原料煤为神华煤，煤质分析数据见表１。
２．２系统运行情况 由于采用的是一开一备的运行方式，为了防
止由于气化系统故障而导致全系统停车，采用定 期可控倒炉。以６０ｄ为周期，进行气化炉运行切 换。
２００９年６月１５日Ａ炉首次化工投料，２００９
年８月２１日Ｂ炉首次投料。至２０１１年１１月１５
日：Ａ炉累计运行１０８１８ｈ，最长连续运行时间为 ２６４０ｈ：Ｂ炉累计运行８ ５４６ｈ，最长连续运行时间
为１ ４６４ｈ。 从２００９年６月１５日Ａ炉首次化工投料至
２０１１年１１月．由于气化装置的原因仅导致生产系
统停车一次。２００９年６月１５日至２０１０年６月１５ 日．在开车运行的第一年，气化炉一开一备，气化 装置运行３１８ ｄ。２０１１年１月至２０１１年ｌ０月．生
产天数２９６ｄ，最长连续满负荷运行２１５ｄ，预计全 年可达生产天数３５７ ｄ。 此外，还实现了气化炉在线无波动倒炉 所谓
在线无波动倒炉，是指在空分供氧量略有富余的 情况下，利用多喷嘴气化技术可实现一对烧嘴带
压投料的特点．在气化炉切换过程中保证全系统 几乎无波动。
华东理工大学科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术
华东理工大学科技成果——多喷嘴对置式水煤浆气化技术
项目简介
煤炭气化，即在一定温度、压力下利用气化剂与煤炭反应生成洁净合成气（CO、H2的混合物），是实现煤炭洁净利用的关键，可为煤基化学品（合成氨、甲醇、烯烃等）、整体煤气化联合循环发电（IGCC）、煤基多联产、直接还原炼铁等系统提供龙头技术，为现代能源化工、冶金等行业的技术改造和节能降耗提供技术支撑。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术是世界上最先进的气流床气化技术之一。水煤浆经四个对置的喷嘴雾化后进入气化炉内，与氧气反应生成含CO、H2和CO2的合成气，从气化炉出来的粗合成气经新型洗涤冷却室、混合器、旋风分离器和水洗塔等设备的洗涤和冷却后进入后序工段；气体洗涤设备内的黑水则经高温热水塔进行热量回收和除渣后成为灰水再返回气体洗涤设备内，全气化系统基本实现零排放。
该技术工艺指标先进，与同类技术相比，合成气有效成分高2-3个百分点、碳转化率高2-3个百分点、比氧耗降低7.9%、比煤耗降低2.2%等，生产强度大，又减少了专利实施许可费。
所属领域 化工、能源
项目成熟度 产业化
应用前景
多喷嘴对置式水煤浆气化技术的产业化成功，打破了国外技术在气化领域的垄断地位，标志着我国自主的大型煤气化技术已处于国际领先地位。目前有33台多喷嘴对置式水煤浆气化装置处于工业运行、建设和设计中，同时该技术已走出国门，为美国一家石化公司提供气化技术。
知识产权及项目获奖情况
与多喷嘴对置式水煤浆气化技术相关的有二十余项发明专利和实用新型专利。拥有自主的知识产权。
项目曾得到国家“九五”科技攻关、“十五”和“十一五”“863”课题、“973”计划的支持。所获主要奖励有：2007年国家科学技术进步二等奖；第十届中国专利奖优秀奖；2006年中国石油和化学工业科技进步特等奖；2006年中国高校-企业合作创新十大案例；2006年中国高校十大科技进展；2005年上海市科技进步三等奖。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍
多喷嘴对置式水煤浆气化技术工程设计介绍
0 前言
进入新的世纪以来，世界能源状况对我们国家的建设产生了重大影响，国家的能源安全、经济的快速发展、我国资源的基本构成等因素，使煤炭的综合利用以及煤化工事业受到了广泛的关注，同时也促成了空前规模的煤化工建设热潮，来自方方面面的投资正使煤化工以前所未有的速度发展。该领域的装置规模、技术水平都有了整体的提升，新技术开发、装备制造能力以及生产管理水平也取得了可喜的进步。随着一批大型煤化工装置陆续投产，人们在探询各种技术路线优劣时也能够更客观冷静，在总结和比选各种技术的特点时，也增加了几分把握。如果说这些投产的装置在当初建设时还算大型的话，现在看来这只是进入更大规模装置建设的起点，也是国有大型煤炭、电力和石化企业进入煤化工领域的试水之举。特别是“十一五”期间，国家对能源的消耗和废弃物的减排提出了明确的定量要求，由于煤气化对此举足轻重的影响而必将更加引人注目。可以肯定地说，煤制油、煤制烯烃必将催生更大规模的煤化工装置。煤气化技术作为煤化工装置的龙头自始至终是人们探索和争论的焦点，选择何种煤气化技术也是投资者在决策时最需要慎重考虑和把握的，实践也证明选择是否适合自己的煤气化技术对煤化工项目是至关重要的。现以多年来参与水煤浆气化工程设计的经历，就多喷嘴对置式水煤浆气化装置工程设计谈一点体会。
1 多喷嘴对置式水煤浆气化技术的工艺特点
目前己投入生产运行大型煤气化装置，采用水煤浆气化的装置普遍有较高的运转率，水煤浆气化的可靠性已无可争议，以GE(德士古)水煤浆气化技术为代表的单喷嘴水煤浆气化得到了广泛地认同，近年来研发成功的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，也成功实现了在大型装置上的工业化运行。“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂、中国天辰化学工程公司承担了国家重点课题《新型(多喷嘴对置)水煤浆气化技术开发》，进行了中间试验研究，有关部门组织了鉴定和验收。“十五”期间进行了工业性示范装置的建设，由中国天辰化学工程公司负责进行多喷嘴对置式水煤浆气化装置和配套工程的设计，在兖矿国泰化工有限公司进行工程建设，工程列入“十五”期间的国家“863”计划。气化装置设置2台日处理1150t煤、气化压力4.0MPa，以日处理20t煤的中间试验装置为基础进行工程放大。该装置于2005年7月21日一次投料成功，于12月11日至19日进行了现场考核，其生产负荷和技术指标均达到了预定的设讨寸旨标，各项技术经济指标优于国外同类技术，说明工业化放大设计是成功的。我国已拥有自主知识产权的先进煤气化技术，标志着我国现代煤化工技术完全依赖国外技术的时代已经结束。
水煤浆气化技术操作问答（简版）
水煤浆气化技术操作问答（简版）
煤浆制备：
1.煤浆浓度的主要影响因素有哪些？过高或过低有什么影响？
答：影响煤浆浓度的主要因素有：(1) 煤中内的水分含量煤中内在水分含量高，则煤浆浓度低，否则相反。(2) 粒度分布煤浆粗粒含量愈大，则煤浆浓度愈大，否则相反。(3) 添加剂加入适量的添加剂可以提高煤浆浓度，改善煤浆的性能。(4) 助熔剂煤浆浓度过高或过低对生产都是不利的，煤浆浓度过高，即煤浆含固量过大，有利于提高气化效率。但此时煤浆粘度大，流动性能差，不利于输送，贮存时易沉淀分离，甚至堵塞管道而煤浆浓度过低时，有利于煤浆的输送和贮存、但进入气化炉的有效成分即煤量减少，发热量降低，水分增多，水汽化需要吸收大量的热量，使气化效率降低，所以，煤浆浓度的选择必须满足生产的全面需要。
2.煤斗设置氮气的作用是什么？石灰贮斗中加仪表空气(IA)的作用是什么？
答：煤斗通氮气的作用是在煤着火时消防用。石灰贮斗中加IA的作用是石灰架桥时用其冲击力破坏架桥使石灰能畅流。
3.煤浆管线设置冲洗水阀的作用是什么？
答：设置的目的是在气化炉投料后冲洗留在管道内的煤浆，防止沉淀分层，下次开车时堵塞管道阀门。
4.磨煤机出口煤浆粒度分布不合格应检查调整那些操作因素或设备因素？
答：磨机出口煤浆粒度分布不合格有操作因素，也有设备因素，根据煤种选择适当的大小棒配比和工艺条件，如果粒度粗可以减少进料量，增加煤停留时间，若是设备因素，可适当增加棒的数量。如果粒度过细，可增加进料量，设备上可以减少棒的数量。
5.煤浆浓度高的原因以及处理方法？
答：原因：A、给煤量变大；B、给水量变小；C、煤或水计量不准。 处理方法：A、减少给煤量；B、增加给水量；C、通知仪表查原因、校表。
6.磨煤机轴瓦温度高的原因以及处理方法？
答：原因：A、供油量少； B、冷却水温度高；
C、轴及轴瓦配合不协调；
D、磨机长时间空转。
处理方法：A、加大供油量；B、增大循环冷却水量或降低循环水温度；
科技成果——顶置多喷嘴粉煤加压气化炉技术
科技成果——顶置多喷嘴粉煤加压气化炉技术
适用范围 化工行业，适用于化肥、煤化工、电力（IGCC）、民用（城市燃气）等
行业现状
据统计，我国化工行业生产每年的能源消耗量约占全国能源消费总量的10%左右，其中合成氨行业的能源消耗量约占我国化工行业能源消费总量的25%。以年产30万t合成氨项目为例，采用传统的常压固定床气化技术，比氧耗约为380Nm3/kNm3（CO+H2），其中有效气（CO+H2）含量约60%-70%，碳转化率为78%，年消耗能源约71万tce，是我国化工行业的重点节能领域。
该技术通过采用煤粉高压密相输送技术、顶置煤烧嘴及点火烧嘴设计技术、水冷壁式气化炉反应器设计技术、多级闪蒸能量回收技术等，可显著提高合成氨的气化效率和粗合成气中有效气（CO+H2）的含量。同时，与传统固定床气化合成氨技术相比，具有煤种适应范围广、工艺指标先进、装置稳定可靠、负荷调节范围宽、自动化程度高、建设投资及操作成本低等特点，可为我国劣质煤的清洁高效利用提供可借鉴的解决方案。
成果简介
1、技术原理
原料煤经磨煤干燥单元制备煤粉，密相输送系统将煤粉输送至气化炉顶部的三个煤粉烧嘴内，在烧嘴头部充分均匀混合并保证特有的旋转场，使气化炉内燃烧温度均匀分布，减少热损失，提高气化效率，粗合成气中的一氧化碳和氢气占比可达到90%以上，冷煤气效率可达80%以上，相比传统固定床气化技术进行合成氨生产实现节能。
2、关键技术
（1）煤粉高压密相输送技术
通过特殊设计的流化盘和通气锥设备，使用氮气或二氧化碳气体将固体粉煤进行平稳流化。在此基础上，通过特殊设计的角阀，在压差的推动下，获得固体粉状物质连续稳定的高密度输送。
（2）顶置煤烧嘴及点火烧嘴设计技术
通过特殊的通道和夹层设计，使不同物料在各自通道中以不同的速度和旋转角度进行输送。特有的出口设计使不同物料在烧嘴头部进行充分均匀混合并保证特有的旋转场，使煤粉气化时能够拥有稳定的燃烧流场和回流场，保证气化炉内燃烧温度的分布均匀性。同时，通过通道和出口孔径数量的设计，使得点火烧嘴能够在常压到高压（4MPa）区间任意进行点火燃烧。
多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术
多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术
闫吉臣
【摘 要】In this paper , ifrstly, it takes a brief introduction of the
signiifcance of coal gasiifcation technology and study the role of coal gasif
ication technology research and the infuence on the whole economic
society, besides, it focus on analyzing the application research of
pressurization and gasiifcation of current opposed multi-nozzle water-coal-slurry, and then takes introduction of the process and characteristics
of pressurization and-gasiifcation of current opposed multi-nozzle water-coal-slurry technology, and master the speciifc water-coal-slurry
pressurization and gasiifcation technology and related technologies, ifnally
through the concrete cases to analyze opposed multi-nozzle coal-water
slurry pressurization and gasiifcat-ion technology. We hope the research in
this article can bring more comprehensive knowledge and understanding
兖矿国泰水煤浆气化装置黑水处理絮凝剂选择与应用
水煤浆气化装置黑水处理絮凝剂选择与应用
杨树青 孙卓庆 李 耀 王淑萍 朱 敏(兖矿国泰化工有限公司，山东滕州，277527) 日期：2008-12-19
多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术，是当前煤气化领域发展较快的新技术，采用水煤浆进料，具有处理煤量大、煤种适用广泛、有效气成分高、碳转化率高、初步净化彻底、系统压降小、开停车方便等优点。兖矿国泰化工有限公司的多喷嘴对置式新型水煤浆加压气化装置，是我国第一套具有完全自主知识产权的国家“863”重点推广项目，并且整套装置是以大型煤气化技术为中心的IGCC联产甲醇、醋酸示范装置。整套装置于2005年10月17日一次投料成功，并打通全部流程生产出合格甲醇。同年12月通过了“863”现场考核验收，2006年达到了设计生产能力。
气化装置的黑水处理系统是保障新型气化炉稳定运行的重要环节，而灰水固悬物含量的高低直接影响灰水系统的阻垢、分散效果。这些固悬物的存在不仅能诱发碳酸钙垢的形成，还能吸附阻垢分散剂，从而降低阻垢分散剂的活性，增加药剂的消耗，并且固悬物还易在管道、设备中沉积。实践证明，选择合适的絮凝剂及添加量能够将灰水固悬物控制在较低的水平，降低黑水系统的阻垢难度，从而降低水质处理的总药剂成本。
为解决上述问题，保障系统安全稳定生产，兖矿国泰化工有限公司与天津化工研究设计院水处理中心合作，优选出适合兖矿国泰化工有限公司黑水处理的最佳絮凝剂，制定了水质控制方法。
1 实验
1.1 仪器和药剂
仪器：7230分光光度计，搅拌器，DH-201恒温干燥箱。
絮凝剂：选择合成高分子絮凝剂——聚丙烯酰胺(PAM)。在非离子型、阳离子型和阴离子型3类中选择较为适合装置水质的药剂，见表1。实验用药剂均为干粉，系天津化工研究设计院生产。
1.2 实验水质
黑水碱度为4～10mmol／L；Ca2+含量为300mg／L；悬浮物含量为3000mg／L；pH值为8.4；温度为80℃。
浅谈四喷嘴水煤浆气化炉炉渣的优化控制措施
浅谈四喷嘴水煤浆气化炉炉渣的优化控制措施
发表时间：2014-09-17T10:19:05.420Z 来源：《工程管理前沿》2014年第8期供稿 作者： 汤咏
[导读] 四喷嘴对置的水煤浆气流床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。
汤咏
安徽华谊化工有限公司安徽芜湖238312
摘要：新型四喷嘴对置式气化炉装置是具有自主知识产权的水煤浆气化技术，为了维护其长周期运行，除了要克服其自身存在的缺陷外，还需对炉渣进行优化控制。本文首先对四喷嘴水煤浆气化炉做了概述，然后详细阐述了四喷嘴水煤浆气化炉炉渣的优化控制措施。
关键词：四喷嘴水煤浆气化炉；炉渣；气化；煤浆；负荷
一、四喷嘴水煤浆气化炉概述
具有自主知识产权的四喷嘴对置式水煤浆气化示范装置的技术特点是：四喷嘴对置的水煤浆气流床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；蒸发分离直接换热式含渣水处理及热回收工艺。
图四喷嘴对置式气化及煤气初步净化示意图
1-磨煤机；2-煤浆槽；3-多喷嘴对置式气化炉；4-锁斗；5-水洗塔；6-蒸发热水塔；7-真空闪蒸器；8-澄清槽；9-灰水槽
（一）多喷嘴对置式气化及煤气初步净化
气化反应是串并联反应同时存在的极为复杂的反应体系，可分为一次反应与二次反应：
1、一次反应区(燃烧区)
进入该区的反应物有工艺氧、煤浆以及回流流股和折返流流股中CO、H2等。水煤浆入炉后，首先进行雾化，同时接受来自火焰、炉内壁、高温气体、固体物等的辐射热，以及回流流股及折返流流股的热量。煤浆瞬间蒸发，煤粉发生热裂解并释放出挥发份。裂解产物、
挥发份及其他易燃组分在高温、高氧浓度下迅速完全燃烧，放出大量热。这个过程进行得相当短促，主要发生在射流区与撞击区中，其结
束的标志是氧消耗殆尽。
2、二次反应区
进入二次反应区的组分有煤焦、CO2、CH4、H2O以及CO、H2等组分。这时主要进行的是煤焦、CH4等与H2O、CO2发生的气化反应，生成CO和H2。这是有效气成分的重要来源。二次反应主要发生在管流区。
水煤浆加压气化装置黑 灰水系统改造与水煤浆加压气化装置水质pH影响因素分析
1 水煤浆加压气化装置黑/灰水系统改造与水煤浆加压气化装置水质pH影响因素分析
我厂德士古水煤浆加压气化装置采用三级黑水闪蒸，闪蒸汽和灰水进行两级逆流换热的黑／灰水流程。该流程便于回收余热。但在运行中，黑／灰水系统存在着闪蒸罐垢堵和管道磨蚀穿孔等问题，严重影响气化装置的运行。现将近几年对该系统的技术改造总结如下。
1 黑／灰水系统流程
气化炉和洗涤塔来的黑水由节流减压阀依次进入高压闪蒸罐和中压闪蒸罐，高温液体在闪蒸罐内降压膨胀，闪蒸汽经两级逆流换热后进入火炬，闪蒸后的含固黑水自流入负压控制的真空闪蒸罐，底流物由沉降槽给料泵输入沉降槽。在此过程中，黑水逐步被浓缩，含固量越来越大，在沉降槽中与絮凝剂充分混合接触，固体沉降到底部排污处理，较清的灰水溢流进入灰水罐由高压灰水泵输入系统循环利用。高压灰水和高、中压闪蒸罐闪蒸的汽气混合物(温度约170℃和144℃)逆流接触换热，灰水温度由75℃升至150℃左右，余热得到最大限度的回收，原设计流程见图1。
2 存在的问题
(1)原设计中，真空闪蒸罐位于5.00m的框架2楼上，其出口黑水必须经沉降槽给料泵输入沉降槽，由于泵输介质的原因，故障率非常高，维护也相当复杂，而且泵泄漏的黑水四溅，污染了整个气化现场。
(2)整个系统闪蒸罐内和管道内壁结有大量垢片，堵塞闪蒸罐的黑水出口并卡住液位自调阀，难以处理，而且操作危险性大，极易发生烫伤人的事故。
(3)在黑／灰水系统中，黑水的含固量大，固体多为细碎的熔融玻璃体状细渣，硬度较高且粒度不均，随着系统中黑水不断流动，弯头、管道等关键部位被磨蚀穿孔，导致气化装置必须减量，甚至停车处理。另外，大量的含固黑水被汽气混合物夹带着进入各级闪蒸罐顶换热器，在换热器的壳程中极易产生沉积结垢，影响换热器的换热效果。
3 系统的改造 2 根据存在的问题，我厂分别于1997年底和2000年初对黑／灰水系统进行了改造，改造后的黑／灰水系统流程见图2，改造内容如下：
煤化工气化灰水高效分散剂配方研发应用
煤化工气化灰水高效分散剂配方研发应用
发布时间：2021-08-16T02:31:24.014Z 来源：《建筑砌块与砌块建筑》2021年第5期 作者： 周峥艳[导读] 和宁化学委托常州中南化工有限公司对分散剂进行选型优化，从目前情况看效果显著，达到了预期的效果。
常州中南化工有限公司 江苏省常州市 213111
摘要：简要介绍了煤气化灰水系统的工艺流程、水质特点、气化渣水系统易结垢部位及垢样成分，分析了系统管线结垢的原因，阐述了分散剂的作用机理，重点从垢样成分、成垢原因和分散剂的选型等三方面介绍了系统结垢的控制，通过对HS-09高效灰水分散剂的配方选型，渣水水质有了很好的分散阻垢作用，从目前看效果显著，达到了预期效果。
关键词：褐煤；气化灰水；阻垢；机理
引言
泸天化集团宁夏和宁化学有限公司（以下简称“和宁化学”）综合年产60万t合成氨和甲醇，采用熔渣-非熔渣氧气分级气化技术制备合成氨原料气，灰水处理单元采用二级闪蒸工艺，灰水处理单元是水煤浆气化装置的重要组成部分，灰水系统能否良好运行是气化安全、稳定、长周期、满负荷运行的必要条件之一。然而实际生产过程中，灰水系统一直存在着结垢迅速、激冷水量下降快的情况，长期以来制约着气化系统长周期稳定生产。为了摆脱这一现状，和宁化学委托常州中南化工有限公司对分散剂进行选型优化，从目前情况看效果显著，达到了预期的效果。
一、气化黑灰水处理工艺及水质特点
气化黑灰水是指：来自气化炉激冷室和洗涤塔的黑水分别经减压阀减压后进入高压闪蒸罐，黑水经闪蒸后，一部分水被闪蒸为蒸汽，少量溶解在黑水中的粗煤气解析出来，同时黑水被浓缩，温度降低。从高压闪蒸罐顶部出来的闪蒸汽一股进入除氧器，另一股经灰水加热器与高压灰水换热冷却后再经高压闪蒸冷凝器冷凝后进入高压闪蒸分离罐，分离出的不凝气送至火炬，冷凝液进入除氧器循环使用。高压闪蒸罐底部出来的黑水温度进入真空闪蒸罐进一步闪蒸，浓缩的黑水流入沉降槽。