水煤浆气化渣水系统管路磨损及堵塞的优化改造

王小玲（东华工程科技股份有限公司，安徽　合肥　230024）

水煤浆气化渣水系统管路磨损及堵塞的优化改造

王小玲（东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024）

水煤浆气化技术是由重油气化工艺发展演变而来的第二代煤气化工艺，于上世纪八十年代投入工业生产。我国最早在1993年引进专利技术，此后全国各地众多化肥厂、石化公司等先后建设了不同规格的水煤浆气化装置。水煤浆气化技术在诸多方面具有优异性和先进性，但同时也存在不足之处，其中最大的问题是渣水系统管路磨损及堵塞。而管道磨损或遭遇堵塞，一方面会影响正常工作，另一方面还会浪费大量原料，增加检修工作，浪费人力物力，影响经济发展。本文将针对水煤浆气化渣水系统管路磨损及堵塞问题，提出一些优化改造的措施，以此来完善水煤浆气化技术，提高工作效率。

水煤浆；气化；渣水系统；优化

渣水系统管路磨损及堵塞主要原因有两点，一是黑水中含有大量高硬度的固体悬浮物，在黑水中形成结晶后在管道内流动，造成管道堵塞，设备结垢，无法正常运行；另一点是循环水中含有大量氯离子，流动过程中会腐蚀管道。针对这两点，本文提出以下优化改造措施。

1　降低固体颗粒含量

1.1分级净化

传统的技术中是将合成气直接送入水洗塔洗涤，净化完全在洗涤塔内完成。由于洗涤水里存在很多灰尘等固体杂质，这部分水进入激冷水系统后可能造成设备堵塞。而分级净化的做法是，先将粗合成气送入含有大量水的混合器，充分混合后通入分离器，先将大部分固体颗粒分离出去，再将只含少量固体杂质的气体送入水洗塔进行洗涤。这样做能有效减少洗涤水，即气化炉激冷水中固体颗粒的含量，从而避免激冷环内发生结垢等现象。目前该技术已应用于我国不少公司和厂家，并且取得了较好的效果。

1.2固液旋流风分离

顾名思义，固液旋流风分离技术是一种将固体颗粒物（炭黑）与液体旋流（水）进行快速分离的技术，该技术已获取专利，但是目前还未应用于水煤浆气化渣水处理。不难想象，若将该技术应用于渣水处理，能大幅度降低黑水中的固体悬浮物含量，有效缓解管路磨损及堵塞问题。

1.3黑水过滤器

目前有两种效果比较好的过滤黑水的技术。一种是将黑水送入能够高强度过滤的过滤器，经过滤后，黑水中固体颗粒含量可直接降至可以循环利用的水平，这种技术简单高效，并且能减少运行费用。另外一种方法的特点是在过滤黑水中的固体颗粒之前，先将其从气化反应器底部除去，这样做能使过滤更彻底。最后再将清液送入后续处理设备进行净化。

1.4喷射法

喷射法的工作过程是先在炭黑水中放入活性剂，使两者充分接触，然后使用液面喷射泡沫法，进行四级喷射。使用喷射法能从炭黑水中直接获得炭黑，分离效率非常高，接近百分之百，分离后水重的固体悬浮物含量很小，净化程度相当高。

2　降低硬度

软化水的方法有很多，其中石灰纯碱软化法由于处理费用低而被广泛采用，将此技术应用于软化气化炭黑水，能有效降低其硬度。石灰纯碱软化法的优越性在于不仅成本低，而且操作方便，只需首先把炭黑水与石灰水充分混合，再加入纯碱水，使其发生反应产生沉淀，将沉淀物与液体分离即达到降低硬度的目的。

3　工艺优化

3.1采用防腐或抗磨损材料

实践证明，使用耐磨损或者抗腐蚀的材料，如在管道内附上耐磨损陶瓷能有效防范管道磨损、腐蚀等问题。另外，还可以改善设备和管道的结构，如通过减小黑水在管道内的流动速度来减小其对管道的冲刷腐蚀。

3.2直接换热

传统工艺采用间接换热的方法，热回收效率低，清洁起来困难，并且很容易发生堵塞。

直接换热技术针对间接换热的缺点进行了改进，先将洗涤后的黑水送入蒸发室使其发生闪蒸，把水蒸汽送入填料层与低压水换热，加热后的低压水又可重新送回系统进行循环利用。直接换热法能重复利用资源，提高热量回收率，简化设备清理过程，大大提高工作效率。与直接换热比，具有诸多优点。

3.3增加集渣罐

黑水硬度很高，在闪蒸过程中碳酸钙容易达到饱和而析出，生成灰垢。如果操作不稳定，温度变化大，会导致垢层脱落，造成管道堵塞。针对这个问题，可以在闪蒸罐的底部设置一个集渣罐，用以搜集形成的灰垢，这样做能放置垢层脱落在管道内，有效避免管道发生堵塞。

4　结语

水煤浆气化技术至产生至今已有近半个世纪，在这半个世纪的运行和发展过程中，其优点被不断验证，而渣水系统管路磨损及堵塞是目前亟待解决的技术瓶颈，只有解决了这个问题，才能实现水煤浆气化技术新的突破和进步。以上所讨论的改进技术从管路磨损及堵塞的原因出发，从不同方面提出了优化改造措施，能有效提高系统运行效率，减少原料浪费现象和维修工作量，实现节能减排，增加产量和提高效率的目标。

［1］张国栋.多喷嘴对置式水煤浆气化控制方案开发与应用［D］.华东理工大学，2011.

［2］陈权，仝胜录，王晓雷，王晓光，刘健，王鸣，霍卫东.水煤浆气化渣水处理技术综述［J］.神华科技，2014，01:63-65.

［3］赵宏.水煤浆气化装置设计与改造探讨［J］.大氮肥，2012，02:133-135.

［4］秦嘉潞.水煤浆气化系统的优化改造［J］.中氮肥，2016，01: 52-54.