煤气水封装置在焦化厂的应用情况分析

高 巍 赵玉梅 秦敬波 王大利 王嘉伟

(1.山西铁道职业技术学院,山西 太原 030013; 2.临汾万鑫达焦化有限责任公司,山西 临汾 041500;3.山西大学 环境与资源学院,山西 太原 030006)

焦化厂产出的焦炉煤气,钢铁厂产出的高炉煤气、转炉煤气及煤制气装置产生的煤气中均含有较多的水,管道中的积水会增加管道支架荷重并减小管道的流通面积,影响煤气输送,因此需要及时排出管道和煤气设备中的冷凝水。同时,煤气泄漏会造成安全事故,造成人员伤亡和企业财产损失,因此企业生产中需加大煤气水封装置的创新力度,改善工作环境,提高安全生产系数。

煤气水封装置要求入口压力高于设计压力时允许煤气通过,在入口压力低时保证出口处煤气不会逆流回入口管,并且能同时排出煤气管道和煤气设备中的冷凝液,提高煤气品质。然而,老式煤气密封装置密封效果差(现场CO含量为200～1 000 ppm),无观察视镜,排污水先存储在槽体中,不仅占据生产场地,加大工作强度,更是带来安全隐患。上述弊端直接导致工作成本高、强度大、现场异味逸散、环境卫生差等问题[1]。

针对上述问题,团队经过查阅资料,相互讨论,设计出一种新型的煤气水封密封装置,克服了现有技术的缺陷。加装观察孔、水封出口全密封、增加泵引流冷凝液,改进后可观察冷凝液情况,无异味逸散,从根本上解决了实际生产中存在的问题。

1 行业现状

老式煤气密封装置问题比较严重,现场图如图1。主要表现为下液口密封不良,现场异味逸散大,达不到环境监测要求。焦化厂焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等场所有煤气逸散情况,不仅对该岗位工人呼吸系统产生严重影响,还有很大的安全隐患。

图1 老式煤气密封装置现场图

煤化工是国民生活、生产中不可缺少的重要部分,生产工艺中使用或中间产品有煤气的企业占据一定的比例。煤气的安全使用与企业安全生产息息相关。因煤气逸散造成工人呼吸道疾病时有发生,特别是有一大批早期建设的企业因没有安全要求以及技术条件的限制,无法解决现场异味逸散情况。目前安全生产越来越受到各级部门的重视,一旦发生安全事故,不仅给企业带来重大的经济损失,更会带来严重的负面影响。因此在企业推广新型煤气密封装置系统势在必行[2]。

2 新型煤气水封装置

临汾万鑫达有限责任公司研发了一款新型煤气水封密封装置,见图2。该装置通过增加玻璃视镜便于岗位工人查看煤气冷凝液,观察煤气管道是否堵塞;去除了残留液收集槽,由延伸管道直接将液体通过泵输送至废水回收站;调整了煤气管道密封性,减少了CO逸散。从传统密封装置密封效果差(现场CO含量为200～1 000 ppm)改善为密封无异味(现场CO含量为0～5 ppm)。该装置从根本上解决了实际生产中存在的问题。

图2 新型煤气水封密封装置图

该煤气水封密封装置的原理是利用水的静压力阻止煤气流动。煤气水封的作用有3种:(1)用于排出煤气管道中积存的冷凝水;(2)用于切断煤气管道;(3)用于煤气逆止。溢流水封是为了排放积水或防止设备超压,超压时可以从设备泄压。水封高度及插入管深度由工艺要求及设备配置决定。检修水封是为了将装置与系统或其他设备进行隔绝,以便设备进行置换及吹除后进行检修。

3 新型煤气水封装置应用情况

新型煤气水封装置于2020年4月在临汾万鑫达焦化有限责任公司投入使用,全厂需90多个该装置。图3是化产车间其中一组初冷器不同工段使用新型煤气水封装置情况图。

图3 化产车间一组初冷器使用新型煤气水封装置情况流线图

同时,该装置在同行业相互交流后,山西光大焦厂、襄汾宏源焦化、襄汾星源钢铁在2021年采用该技术投入生产中[3]。

4 结语

将新式、老式煤气密封装置从性能、产生效果及工人劳动强度等情况进行了对比,结果见表1。

表1 新旧煤气水封装置性能对比

新式煤气水封密封装置的产品优势体现在以下几个方面:

(1)提升环保指标,改善现场环境,提升操作精细化程度,减少劳动量。

(2)煤气冷凝液可以通过管道直接回收,避免了定期定点拉运或者抽送液体[5]。

(3)改装费用较低,有利于大范围推广。

(4)灵活性较强,煤气水封的安装距离在200～250 m之间,每个企业可根据自家的煤气管线长度设计。

对比应用前后,我们团队研发的新型煤气水封装置克服了老式水封装置密封性差、导致煤气中夹杂水分、影响下一步工艺等弊端。投入使用后,公司现场VOCs治理提升了一个档次。该装置具有环保、低耗、占地面积小、生产成本低、无安全风险因素等优点,实际应用效果非常好,值得推广应用[4]。