德士古水煤浆加压气化装置问题探讨

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1、德士古水煤浆加压气化装置问题探讨王伟(山东兖矿鲁南化肥厂气化分厂滕州)2005-02-16   兖矿鲁南化肥厂德士古水煤浆加压气化装置经过10年的生产运行，积累了许多经验和教训，通过改造和创新使得德士古技术日见成熟，但是在有些方面还存在一些问题，需要进一步完善。1 激冷水流量下降   气化装置激冷水的主要作用是保护气化炉的激冷环和下降管，同时对水煤气进行初步洗涤和冷却。原设计激冷水为从洗涤塔下部抽取的工艺灰水，泵送至激冷环上。但运行一段时间后，激冷水流量下降，严重影响系统的长周期稳定运行。经分析，其原因主要有：气化炉的激冷环的尺寸较小；激冷水中含有灰渣；激冷环处于1200℃的

2、高温环境下，容易结垢。其中只有激冷水的水质可以改变。气化系统补充用水是除氧水，其经泵加压后分2路进入洗涤塔：一路从塔盘进入，流量为25m3／h；一路经液位调节阀进入，流量为40m3／h。另外进入洗涤塔的水还有循环使用的高压灰水，流量为30m3／h。这3路水进入洗涤塔以后，约有80m3／h进入气化炉的激冷室，其余去闪蒸系统。   为解决激冷水流量下降的问题，可以直接向激冷环上供应清洁的除氧水，为此需对系统的水循环作如下调整：(1)使用1台除氧水泵直接向激冷环供水，流量设定75m3／h；(2)保留洗涤塔循环泵作为辅助激冷水泵，流量设定20m3／h，不经过激冷环直接供应到激冷室，用

3、于维持气化炉的水平衡；(3)新增1台除氧水泵，流量设定40m3／h，替代原除氧水泵向洗涤塔供水。   调整以后，激冷环供水量在75m3／h，加上辅助激冷水泵的20m3／h，完全可以保证气化炉的水平衡。新增的除氧水泵由于洗涤塔的液位补水阀基本上不开，富余的流量用于仪表冲洗水和泵的轴封冷却水。这样既保证了激冷水的供应，又解决了仪表冲洗水和泵轴封水不足的问题。2 黑水闪蒸系统管道及阀门的磨损   进入气化炉和洗涤塔的水在完成对水煤气的洗涤冷却任务后，部分黑水经黑水闪蒸系统处理后循环使用。黑水在进入闪蒸罐前先经过减压角阀，角阀前后的压差为2.0MPa，节流后的黑水以很快的速度向阀门及

4、阀门后的管道冲击。由于黑水中含有渣粒，对管道及阀门的磨损非常严重，给系统运行带来很大的影响：(1)管道磨损后，补焊困难；(2)阀门磨损后，阀位开度小，不能有效控制流量，曾多次引起气化炉液位低而使系统跳车；(3)阀门磨损快，更换和维修费用高。经分析，造成黑水管道、阀门磨损的主要原因在于设计上存在问题：(1)减压阀过于靠近闪蒸罐；(2)减压阀后设置了扩管的异径短节。   由于这2个原因加大了阀门前、后压差，加剧了黑水的冲击力。为此，将减压阀前移，尽量靠近气化炉和洗涤塔；阀后不设扩管；在黑水入闪蒸罐前加1个可更换的减压孔板。这样使黑水的降压分为三段实现，从而管和阀门的磨损也得以解决

5、。3 灰水换热器堵塞   气化炉、洗涤塔排放的黑水经闪蒸和沉降处理后，澄清的灰水经换热器与闪蒸气换热回收热量后返回系统循环使用。灰水换热器为U形管式，灰水走管程，闪蒸气走壳程。由于灰水中含有灰份，换热器的管程经常堵塞，每次检修都要拆换热器的封头对管程进行清理。而U形管式换热器不易清理，高压水枪只能冲走浮灰，已堵死的管子无法处理，影响了换热效果和灰水流量。   解决此问题除了在工艺操作方面改善外，针对换热器的使用，提出2点整改方案：   (1)将换热器的U形管束由垂直放置改为水平放置。U形管束垂直放置时，灰水从下部进入上部出来，当换热器停运以后，由于管道内的灰水有少量回倒，管路

6、中积存的灰渣会沉积于换热器的管束中，尤其集中于U形管束的下半段靠近U形拐弯的区域。把换热器U形管束改为水平放置后，在灰水少量回倒的时候，管路中的灰渣则均匀地沉积在整个U形管的水平面上，可以沉积灰渣的面积大大增加，灰渣很难把整个管子堵死；在换热器运行的过程中，即使在灰水流速不高的情况下，灰水中夹带的灰渣也较易随着灰水带出而不会产生积累。   (2)在换热器的灰水出入口阀内加1套高压冲洗水，当换热器停运时立即用高压冲洗水进行反向冲洗，及时冲走换热器内沉积的灰渣。4 结语   改造后，用清洁的除氧水作激冷水可以解决激冷水流量下降；黑水闪蒸系统的阀门实现分段降压，可以解决黑水阀门和管

7、道磨损；灰水换热器整改后，有助于解决换热器堵塞。 德士古水煤浆气化4种灰水（黑水）系统对比王建军，张国连，丛玉梅（兖矿贵州能化有限公司开阳合成氨项目筹备处，贵阳）2007-04-16   自从德士古第1套水煤浆加压气化装置在鲁南化肥厂投料开车以来，国内最近10多年又陆续新建了10多套装置，并且都已取得成功。德士古水煤浆气化装置的灰水（黑水）系统主要有4种工艺流程，各有优、缺点，现对比如下。1 流程（一）（图1）1.1 流程简介   （1）黑水系统   气化炉激冷室排出的黑水和洗涤塔锥体底部排出的黑水分别