德士古气化装置闪蒸系统改造总结

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1、德士古气化装置闪蒸系统改造总结聂成元，朱冬梅(兖矿鲁南化肥厂，山东滕州)2002-03-16   我厂德士古水煤浆加压气化装置采用三级黑水闪蒸流程，闪蒸气和灰水经两级逆流换热，进行余热回收，充分体现了这套装置在节能降耗和环境保护方面的优越性。但在运行中，存在着闪蒸罐垢堵和管道磨蚀穿孔现象，严重影响了气化装置的运行。我厂组织力量不断攻关，大胆探索，使闪蒸流程更趋完善，现将近几年来的技改总结如下。1 闪蒸系统现状和存在的问题1.1 闪蒸系统流程简介   气化炉和洗涤塔排出的黑水由节流减压阀依次进入高压闪蒸罐和中压闪蒸罐，高温液体在罐内降压膨胀，闪蒸气经两级换热后进入火炬，闪蒸后

2、的含固黑水自流进负压控制的真空闪蒸罐，真空闪蒸后的底流物由沉降槽给料泵泵入沉降槽，黑水逐步被浓缩，含固量越来越高，在沉降槽内和絮凝剂充分接触。固体颗粒沉降到底部排出，过滤、较清的灰水溢流进入灰水罐，通过高压灰水泵泵入系统循环利用。其中高压灰水和高中压闪蒸罐闪蒸出的汽气混合物(温度大约为70℃和144℃)逆向接触换热，灰水温度经两级换热后由70℃升至150℃左右，余热得到极大程度的回收。1.2 闪蒸系统存在的问题   德士古气化装置的闪蒸系统虽然有很多优越性，但试车以来，每年均有数次因闪蒸系统的问题导致气化装置无法运行而停车或减量，还因疏通系统堵塞，发生数起人身烫伤事故。运行

3、中发现闪蒸系统主要存在以下问题。   (1)原设计真空闪蒸罐位于框架二楼，出口黑水必须经沉降槽给料泵泵人沉降槽，对液位调节系统要求较高，泵故障率较高，泄漏的黑水四溅，污染环境，整个闪蒸系统管理困难，维护费用高。   (2)闪蒸系统罐内和管道内壁结有大量垢层，极易脱落堆积在罐的底部，堵塞罐的黑水出口和卡住自调阀，清理难度大，而且危险性大，极易发生烫伤事故。另外，还造成系统无法运行而迫使气化装置停车处理。   (3)闪蒸系统黑水含固量大，且固体多为高温玻璃体，随着黑水的流动，冲刷磨蚀弯头、管道。一旦关键部位被磨蚀穿孔，气化装置就须减量或停车处理，影响气化装置长周期运行。   (

4、4)大量的含固黑水夹杂着汽气混合物进入各级闪蒸罐顶换热器，在换热器中易沉积结垢，影响换热效果。1.3 闪蒸系统堵塞的原因   随着闪蒸的进行，黑水中的Ca2+、CO32—、HCO3—等离子浓度逐渐升高，达到生成CaCO3的条件后，CaCO3及其他不溶性盐类与黑水中的炭黑颗粒吸附在设备内壁上，慢慢形成较厚的垢层，特别是锥体部位，可达20cm左右。当遇到开停车或操作不稳定时，温度变化较大，由于设备和灰垢的膨胀系数差别较大，灰垢较易剥落，堵塞管路和罐体出口。2 闪蒸系统的改造2.1 闪蒸系统改造后的流程   根据闪蒸系统存在的问题，我厂组织力量对改造方案进行技术论证后，分别于19

5、97年和2000年对闪蒸系统进行了技术改造，改造后的闪蒸流程示意见图1。2.2 闪蒸系统的改造项目   (1)真空闪蒸罐由原来的框架二楼移至框架五楼，闪蒸后的黑水靠自流进入重力沉降槽，作进一步处理。   (2)原设计沉降槽给料泵由于存在故障率高、维护费用高、管理复杂等弊端，在真空闪蒸罐移位后，改作他用。   (3)高中压闪蒸罐的黑水管线，改至罐体下部引出，罐出口处设折流挡板，避免大块渣进入。罐底锥部原黑水出口管线改为排污管线，并配置冷凝液冲洗管，定期冲洗，使集结在锥部的灰渣沉积物及时排出。此项改造避免了高中压闪蒸罐和管道的堵塞。   (4)真空闪蒸罐底部的液位自调机构，由原

6、来的一开一备改为单系列自动调节，另一路设置球阀。这样，不仅省掉一套自调机构，节省费用，减少维护，而且避免灰垢堵塞自调阀。   (5)针对真空闪蒸罐黑水出口设于锥体处，无法设置排污管线，我们在真空闪蒸罐底部设计了一台积渣罐。依据真空闪蒸罐在开停车时剥离下来的灰垢量，并结合实际生产情况，将积渣罐设于罐锥体与液位自调阀之间，并在出口设置折流挡板，防止灰垢进入液位自调阀，底部设置一箅子板，箅子板上方设较大的卸料孔，以便清理积渣罐内部灰垢。箅子板下方设置排污阀，在拆卸料孔时，排尽罐内的黑水，以防烫伤人，这样积渣罐可以不定期清理，增加了闪蒸系统运行的可靠性。   (6)由于闪蒸系统黑水

7、中，含有硬度较高粒度不均的玻璃颗粒体，在闪蒸系统流动的过程中，会对一些关键部位产生磨蚀，时间一长就会磨穿这些部位，处理时需气化炉减量或停车。为此，我厂与多家科研单位联合，开发了特殊材料衬里的弯头管道，安装在易出问题的关键部位。   (7)闪蒸系统液位测量仪表均改用双法兰式1511型仪表，并配置冲洗水系统，定期冲洗。平时操作中，严格控制液位。3 改造后的运行效果   闪蒸系统通过改造，运行状况良好。原来曾多次因闪蒸系统而导致停车，现在几年内没有因闪蒸系统原因而停车，说明效果显著。具体表现在以下几点。   (1)由于省