水冷壁气化炉激冷水过滤器改造

王　彪

(山西阳煤丰喜集团临猗分公司气化车间，山西 临猗　044100)



水冷壁气化炉激冷水过滤器改造

王彪

(山西阳煤丰喜集团临猗分公司气化车间，山西 临猗044100)

摘要：我公司水冷壁气化工艺系统，为实现长时间连续运行，新增1台激冷水过滤器。3台过滤器，两开一备，轮流进行清灰。克服了水煤浆气化工艺系统运行时不能对过滤器进行清灰这一不足，有效改善了激冷水水质。改造后系统连续运行150 d激冷环也没有磨损和堵塞。

关键词：水冷壁；气化炉；激冷水过滤器；激冷环

0引言

煤炭气化是传统的煤化工产业，随着社会经济的不断发展，它们将进一步得到发展.我公司自主研发的水煤浆水冷壁气化炉日处理煤750t，气化炉采用水冷壁代替耐火砖、烧嘴使用火点火等特点。制得的煤气中有效气体(CO+H2)体积分数≥80.7%，碳转化率达98.0%，喷嘴使用寿命超过6个月[1]，含渣黑水大部分循环使用，少量排放的废水没有挥发性有机物，微量金属的浓度也很低。缺点是激冷水经过过滤器进入气化炉，激冷水中的大量灰渣沉积在过滤器底部，而这些灰渣只有在停车的时候才可以清理。如果系统运行时间过长，灰渣得不到清理，激冷水水质变差，对激冷环的磨损加剧，同时激冷水中携带的灰渣容易堵塞激冷环下降孔，破坏下降管水膜，严重时可烧坏下降管，引起事故发生。为了克服水煤浆气化工艺连续运行时不能对过滤器进行清灰这一不足，本方案在原有工艺基础上新增加一台过滤器，共3台过滤器，两开一备，轮流进行清灰。

1水冷壁气化流程

流程简介

煤浆槽中的煤浆由高压煤浆泵送入气化炉顶部工艺烧嘴的内环隙[2]，空分送来的氧气进入工艺烧嘴的中心管及外环隙，在气化炉内发生部分氧化反应，生成以CO、H2、CO2为主要成分的工艺气，气体经气化炉水浴、碳洗塔洗涤后，作为气化产品送往变换工段。粗渣从锁渣罐排放，细渣以黑水形式送闪蒸系统。碳洗塔下部的灰水由激冷水泵送人激冷室内的激冷环和喷嘴洗涤器，碳洗塔底部排出的黑水、气化炉的黑水各自通过角阀减压送往闪蒸系统，产生蒸汽送往外工段，闪蒸降温后黑水加絮凝剂进沉降槽。黑水在降温减压后，经二级闪蒸及沉淀，灰浆送往真空带式过滤机过滤。沉降槽溢流液流人灰水槽，然后经激冷水泵P1403、高压灰水泵P1406泵循环回碳洗塔。

图1　水冷壁气化流程简图

2激冷水过滤器改造

本方案解决其技术问题所采用的技术方案是：正常运行时，1#、2#过滤器投入使用，3#备用。运行20～30d以后，3#过滤器投入使用，停1#，打开1#过滤器人孔，进行清灰，完工后，1#过滤器投入使用，对2#进行清灰处理，完工后，2#过滤器投入使用，3#停用处于备用状态。本方案的有益效果是，可以在系统运行的时候对过滤器进行清灰，保证激冷水水质，减少激冷环的磨损，同时可以避免由于激冷环下降孔堵塞而引发事故。

2.1　具体实施方式

激冷水过滤器逻辑系统[3]是手动与可编程序控制器自动系统相结合进行的，其自动系统仅限于清理完过滤器以后充压的操作。过滤器清灰前，先将3#备用激冷水过滤器进口阀打开，观察到激冷水流量变大、过滤器压差PDI1307变小再开始以下操作：

第一步：关闭激冷水过滤器进口阀XV13008和出口阀XV13010及其前阀。

第二步：手动打开激冷水过滤器泄压阀XV13015，给激冷水过滤器泄压，由于激冷水温度高达200℃，打开泄压阀门XV13015以后，出来的是水蒸气，泄压前，泄压手动阀要保持微开，以便于缓慢泄压。泄至常压后通知现场打开两道冲洗水阀冲洗泄压阀门XV13015和泄压管道，冲洗完毕后关闭冲洗水阀和泄压阀门XV13015。

第三步：由于激冷水过滤器的排污管线和阀门已经堵塞，现场打开人孔将过滤器内的水排出，并将过滤器进口、出口和高压灰水进过滤器盲板倒盲。

第四步：现场用鼓风机对过滤器进行通风置换、冷却，分析合格后，现场人员进入过滤器内部清灰。

第五步：清灰完毕后，打开过滤器排污阀和冲洗水阀，对过滤器进行冲洗，冲洗完毕后关闭排污阀和两道冲洗水阀。

第六步：将过滤器进口、出口和高压灰水进过滤器盲板导通，关闭人孔盖。

第七步：打开两道冲洗水阀和泄压阀门XV13015，给过滤器充水，待泄压阀排渣池处有水流出，说明过滤器已经充满水，关闭冲洗水阀和泄压阀门XV13015。

第八步：打开过滤器充压阀门XV13013及其前阀，对过滤器进行充压，此时过滤器进口阀门XV13008和出口阀门XV13010打自动，进入可编程序控制器自动系统。

第九步：当-280kPa≤过滤器压差PDI13021≤280kPa时，过滤器进口阀门XV13008、出口阀门XV13010打开，如果充压过快，导致过滤器内压力PI13020超压，进口阀XV13008、出口阀XV13010打不开，需要手动关闭充压阀门XV13013，并将出口阀门XV13010、进口阀门XV13008打手动，然后打开泄压阀XV13015进行泄压，泄压完毕后关闭泄压阀XV13015，将充压阀XV13013前阀开度调小重新进行充压。

第十步：进口阀XV13008、出口阀XV13010打开后，充压阀XV13013关闭，现场关闭充压阀XV13013前阀。

第十一步：关闭备用激冷水过滤器进口阀，出口阀保持打开状态。此时过滤器清灰完毕，处于正常运行状态，过滤器压差PDI1307≤40kPa。

备注：进口阀XV13008打开的条件是-280kPa≤PDI13021≤280kPa

出口阀XV13010打开的条件是XV13008打开，泄压阀XV13015与进口阀XV13008、出口阀

XV13010、充压阀XV13013互锁，既泄压阀XV13015不可以和进口阀XV13008、出口阀XV13010、充压阀XV13013中的任何一个阀门同时打开。

2.2　附图说明

图2是原过滤器工艺流程图。

图2　原过滤器工艺流程图

图3是本改造方案的过滤器工艺流程图。

图3　改造后的过滤器工艺流程图

图3中XV13015为过滤器泄压阀；XV13008为过滤器进口阀；

XV13010为过滤器出口阀；XV13013为过滤器冲压阀

3结语

改造前系统运行仅一个多月，过滤器压差就

会超过100kPa，停车后发现激冷环磨损相当严重。改造后，系统连续运行150d，过滤器压差稳定在35kPa左右，激冷环没有明显磨损痕迹，激冷环下降孔也没有积灰，说明清灰后激冷水水质得到明显改善，可有效延长激冷环使用寿命，减少因激冷环堵塞而引发的事故，有利于安全生产[4]。本系统存在不足之处是，每次清洗激冷水过滤器时，排污口必然堵塞，泄压后过滤器内的水无法排出，只能通过人孔，将黑水排在楼层，污染环境，此问题有待进一步研究解决。

参考文献：

[1]王中刚，韩喜民；水煤浆水冷壁气化炉项目总结[J]化肥工业，2012，39(1)：57～58.

[2]李平，任建兴；新型水煤浆喷嘴试验研究与应用[J]上海电力学院学报，1997，(1).

[3]张明慎，刘吉祥；德士古水煤浆气化炉的设计[J]化工设备设计，1998，(6).

[4]吴存仓.水煤浆水冷壁气化工艺及生产运行[J]煤化工，2012，(2).

Technical Transformation of Chilling Water Filter in Water Wall Gasification

WANGBiao

(Shanxi YangMei FengXi group LINYi branch gasification in the workshop Shanxi Linyi)

Abstract：My company add a chilling water filter in water wall gasification process system for a long time continuous operation. One of the Three filters is standby. It Overcomes the deficiency of removal ash in coal water slurry gasification technology，effectively improved the chilling water quality.After transformation the system runs continuously for 150 days without wear and tear of quench ring.

Key words：water wall；gasifier；chilling water filter；quench ring

中图分类号：F426.72

文献标志码：B

文章编号：1003-6490(2015)01-0022-03

作者简介：王彪(1986-)，男，汉族，山东菏泽鄄城人，2009年毕业于北京理工大学研究生院化学工程专业，气化技术员，主要从事水煤浆气化工作。

收稿日期：2014-