德士古水煤浆气化运行中出现的问题及处理分析

吴璐璐

摘要：德士古气化炉在国内发展的时间较长，在科技水平逐步加强的新时期，这种技术得到了进一步快速发展，大多数煤化工企业都对这种技术进行了深广性应用，然而在具体的技术运用过程中还是出现了很多问题，比方说，煤浆管线磨损严重、激冷水流量降低、氨氮含量超标等。这就需要在充分了解气化炉运行原理的基础上采取有效措施对这些问题进行妥善处理，以此在根本上消除技术隐患问题，为德士古水煤浆气化技术的更好发展注入活力。

关键词：煤浆;激冷水;气化反应机理;环保;锁斗;问题

引言：

在所有的水煤浆气化技术中，发展历史是为长久的就是德士古水煤浆气化技术，这种技术最早涌现于西方发达国家，后来引进国内，在气化装置运行中得以进一步快速发展，工艺烧嘴国产化进一步彰显了技术的显著效用，给工业的更快更好发展提供了技术上的保障，然而在长期的技术实践中，德士古水煤浆加压气化过程中往往都会产生设备带灰等现象，应当以合理的技术措施进行妥善处理和防控，从而在保证相关工作成效的基础上，也为德士古水煤浆技术的发展提供有利条件。

1德士古水煤浆气化炉气化机理

水煤浆和氧气通过工艺烧嘴进入气化炉，在压力6.5MPa、温度1350℃左右的条件下进行气化反应，生成以CO+H2为主要成分的粗合成气。在气化炉内进行的反应相当复杂，一般认为分三步进行：（1）煤的裂解和挥发份的燃烧（1）煤的裂解和挥发份的燃烧，水煤浆和纯氧进入高温气化炉后，水分迅速蒸发为水蒸汽。煤粉发生热裂解并释放出挥发份。裂解产物及易挥发份在高温、高氧浓度的条件下迅速燃烧，同时煤粉变成煤焦，放出大量的反应热。因此在合成气中不含焦油、酚关和高分子烃类。该过程进行得相当短促。（2）燃烧和气化反应，

煤裂解后生成的煤焦一方面和剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO、CO2等气体，放出反应热：另一方面，煤焦又和水蒸汽、CO等发生气化反应，生成CO、H2。（3）气化反应，经过前两步反应后，气化炉中的氧气已完全消耗殆尽。这时主要进行的是煤焦、甲烷等与水蒸汽、CO2发生的气化反应，生成CO和H2。

一般认为，在气化炉中主要进行以下化学反应：

同时还可能发生以下副反应：

这些副反应生成的酸性产物可能会使渣水的pH值降低，呈酸性，造成渣水系统的

设备和管道的腐蚀。气化反应中生成的硫化物主要以无机硫H2S的形式存在，有机硫

COS的含量很少。

2德士古水煤浆气化运行中出现的问题及处理

2.1煤浆制备工序问题

在近期以来煤浆制备工序的运行过程中，发生较多次小煤浆泵蜗壳和二级滚筒筛进料管线冲蚀泄露的情况，直接原因是将沉降槽底部含固黑水（质量浓度大约为10%左右）引入磨煤机导致，水煤浆中的粗颗粒增多，对管道冲蚀磨损增加，对于管材消耗和后期维护成本增加，通过大检修将易磨损部分进行升级更换和贴补加固，目前效果良好，对于后期引入真空过滤机也是迫在眉急，对于是否磨煤机还要不要再加入沉降槽底部含固黑水，也是值得后期摸索和可行性试验，以减少成本的同时，也能得到的经济效益。

2.2激冷水流量降低问题

随着气化炉运行周期的增加，其中激冷水流量便会逐渐缩减，尤其是在装置重启的条件下，这种流量缩减现象会更加明显，这样的现象也可能会在三台炉运行中出现，那么在装置停车检修杂物清理环节，更加注意到激冷水管线内部、激冷水过滤器，以及激冷环等沉积了大量杂质，其中杂质堆积现象较为严重的就是激冷水过滤器部分，该区域的杂物清理难度也较大，并且这种现象也会反复出现，进而就可能导致气化炉装置重启变得不顺畅，这主要是由于，在每次停车检修杂物清理时，都会发现其中的杂物已堆满，只有再将这些杂物完全清除的条件下才能保证顺畅启动。但是在正式启动时，就可能有杂物被带入激冷环等部位。所以在重启之前，冲洗每一段激冷水管线也是保障气化炉运行稳定工作的一部分，在运行的过程中及时调整激冷水过滤器底部排污流量对于维持激冷水流量稳定也是重要的一环。

2.3锁斗问题

在近期的实际生产中，锁斗系统的仪表，主要是压力表和液位计都出现了仪表膜盒损坏导致显示不准的现象，通过及时更换膜盒，暂时处理了问题，但是运行大约一个月左右，又出现同样的问题，通过深入研究分析，为了有效保护液位计而进行了相应的技术改造，在液位计前加了弯管，取得了良好的效果，在工艺方面也及时作出了调整，延长了锁斗充压时间，增加了泄压时间。锁斗安全阀也发生了几次内漏的情况，导致锁斗充压充不起来，被迫只能更换新的安全阀，增加了运行风险，及时将更换下来的安全阀进行维修和技术总结，为今后的安全阀校验和提高维修质量把关提供了经验基础。

2.4灰水氨氮含量高的问题

节能环保是煤化工企业近些年来最为关注的工作，从煤气化的角度而言，废水处理难度较高，这主要是由于氨氮处理难度高所致。一般传统的煤化工企业是没有氨回收处理工序的，作为新型煤化工企业我们上了氨回收处理工序，本着节能环保，零污染、零排放的目的，通过近期的运行分析，氨氮超标的主要原因还是氨回收处理工序运行不稳定导致，闪蒸气压缩机和氨压机频繁跳车，导致系统里的氨氮回收不及时，一直在系统里循环转，送往气化的高温冷凝液和工艺冷凝液氨氮含量较高，以至于气化外排水氨氮超标，不得已只能多加入新鲜水而对其进行稀释，已达到排放的目的，所以要求在氨回收的操作过程中，一定要以稳为主，加蒸汽提温应当缓慢，循序进行，闪蒸气压缩机和氨压机并入系统应缓慢增加负荷，与传统企业相比，直接将排放气送入火炬进行燃烧相比，我们操作难度增加，但是我们通过回收氨水，并进行提纯，不仅仅为企业获得了一定的经济效益，而且对于企业环保方面也是做出了一定的贡献。

2.5闪蒸系统问题

闪蒸系统的目的只要有四个方面：回收热量、解析酸性气体、灰水循环利用和浓缩黑水含固量。闪蒸是利用气体在水中的溶解度随压力的降低而降低，再者压力越低，水的沸点也越低，利用此原理使黑水中的气体和水蒸气与杂质分离。一套高闪系统大约处理黑水700m3/h，高压闪蒸罐由上部椭圆形封头、筒体、下部锥型封头组成，内部为空罐，上部装有旋流板进行气液分离，并从板面向下设有降液管;气化炉排水和洗涤塔排水经高压角阀后，先经过闪蒸释放筒，缓冲并降压闪蒸，在进入高压闪蒸罐，在黑水入口处有折流挡板;罐底部出料口有漩涡器。气化炉和碳洗塔排出的黑水经角阀节流减压闪蒸后进入高压闪蒸罐，在释放筒及高压闪蒸罐内，高压液体突然减压膨胀，使得溶解在黑水中的水蒸气和酸性气体迅速闪蒸出来，经罐中部的分离空间，再经旋流板进一步分离夹带液体后，汽气混合物从顶部排出，闪蒸后的黑水从罐底排出进入下一级闪蒸。对于黑水含固量的回收也较多，因没有压滤机，导致黑水的含固量增加，对于黑水管道的磨损严重增加，黑水闪蒸角阀出现多次阀体开孔刺漏，由于在运行的过程中，只能贴补和加固，对于生产安全造成了隐患，释放筒多次因冲刷严重，导致泄露，设备只能补焊或者注胶补充，对于每个释放筒都进行了加固防护，以保证生产的稳定。含固黑水颗粒在沉降槽中的沉降大致可分为两个阶段，在加料口以下一段距离内，颗粒浓度很低，颗粒大致作自由沉降。在沉降槽下部，颗粒浓度逐渐增大，颗粒大致作干扰沉降，沉降速度很慢，在沉降槽中加入絮凝剂以加速沉降，排污量大小影响系统水平衡，具体的说影响到灰水槽液位高低：过大时使灰水槽液位偏低，过小沉降槽底部沉淀的大颗粒不能排出，带到其它系统造成设备管线结垢。沉降槽底流泵多次出口管线磨损泄露，原因主要有：含固量较高，摩擦力增大;管线材质耐磨度不够，需要更换新型耐磨钢材;沉降黑水管线太长，拐弯太多，易磨损。同时也对沉降槽底流泵进口过滤器进行技术改动，以前过滤器是立式的，不容易打开清洗，通过大检修改进，将过滤器改为卧式，当沉降槽底流泵不打量时，及时打开盖板，对過滤器进行清洗，有效的延长了泵的使用寿命和周期，同时也对泵叶轮也是一种保护。所以保持系统水质良好，应选着合适的气化温度并控制稳定;适当加大系统水循环;控制好沉降槽的操作，及时添加适量的絮凝剂及出口分散剂;控制好高压蒸及真空闪蒸的操作;调节灰水适当的PH值。对于企业的生产安全稳定运行提供有力保障。

结语

煤化工企业在平时发展时，应当根据企业本身发展状态以及需求，积极改进优化技术，助力企业快速向更加先进的层面发展，这还应当先行建立实行符合企业发展状态及其需求的技术作业方案，摒弃主观臆断的思想意识，进一步合理化技术作业标准和需求，进而为煤化工企业的更加良好发展提供有利条件。

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