殼牌煤氣化排渣系統優化與技改

王子修

摘 要：針對殼牌煤氣化排渣工藝的特點，從安全、環保、節能等方面著手，對排渣系統進行優化，增加撈渣機地坑蒸汽噴射器、臨時渣池、排渣管線沖洗水及渣漿泵。

關鍵詞：殼牌；煤氣化；撈渣機；蒸汽噴射器；臨時渣池

1 公司主要工藝簡介

河南能源化工集團鶴煤公司煤化工項目為煤制甲醇工程，是經省發展和改革委員會備案、國家環保部審批通過的省重點工程、省經濟結構調整項目和市一號工程。該項目設計生產能力為年產六十萬噸甲醇，主要技術為世界先進或領先水平。空分裝置采用了世界上先進的法國液空公司的空氣分離技術，具有高效節能的特點；煤氣化裝置采用荷蘭皇家殼牌的SCGP技術，該技術環保、高效、節能、自動化程度高；低溫甲醇洗采用德國魯奇技術，具有凈化程度高、節能等特點；甲醇合成采用丹麥托普索低壓合成技術，具有合成壓力低、轉化率高、副產物少等優點；含硫尾氣處理采用丹麥托普索WSA技術，具有尾氣排放量少、回收效率高、排放標準高等特點，關鍵設備采用進口，設備自動化程度高、能耗低、環保效果好。

2 氣化車間主要工藝簡介

渣向下通過排渣系統冷卻收集后裝車。粗煤氣經過激冷氣冷卻，通過輸氣管進入合成器冷卻器進行充分換熱。原料煤經破碎由運輸設施送至磨煤機，在磨煤機內將原料煤磨成粒度、濕度合格的煤粉（粒度90%<100μm，水含量1%-2%），煤粉經常壓煤粉倉、加壓煤粉倉及給料倉，由高壓氮氣或二氧化碳氣將煤粉送至氣化爐煤燒嘴。來自空分的高壓氧氣經預熱后與中壓過熱蒸汽通過氧蒸混合器進入煤燒嘴。煤粉、氧氣及蒸汽在氣化爐高溫加壓條件下發生碳的氧化及各種轉化反應。氣化爐頂部約1500℃的高溫煤氣經除塵冷卻后的冷煤氣激冷至900℃左右進入合成氣冷卻器。經合成氣冷卻器回收熱量副產高壓、中壓飽和蒸汽或過熱蒸汽后的粗煤氣進入除塵單元，通過陶瓷濾芯除去飛灰、后經過濕法洗滌系統處理，最后含塵量小于1mg/m3的粗煤氣送往甲醇車間制得甲醇。爐渣通過氣化爐底部進入排渣系統，經過淬冷破碎，通過撈渣機裝車，飛灰經過氣提冷卻后裝車。

3 排渣系統簡介

在氣化爐燃燒段產生的高溫熔渣，向下流入氣化爐底部渣池進行淬冷，淬冷后的大塊爐渣經破渣機破碎后流入渣收集器，定期排放至排渣罐，再排至渣脫水槽，用撈渣機將排出的爐渣經由卡車轉運至渣場。渣收集器內的灰水經渣池水循環泵（P-1401A/B）升壓，再經水力旋流器（S-1403A/B）脫除細渣、渣池水冷卻器（E-1401A/B）冷卻至50℃后返回氣化爐底部渣池，用于高溫熔渣的淬冷。排渣罐內的灰水經排水增壓泵（P-1402A/B）升壓后返回到渣收集器，排渣罐的補水由排渣罐給水罐（V-1404）提供。排渣罐（V-1403）每間隔一小時需要排放一次渣，排渣通過排渣程序進行。渣脫水槽的灰水經細渣漿排出泵（P-1403A/B）送至初步水處理工序。撈渣機連續運轉，刮板源源不斷從渣池中帶出渣粒，在撈渣機提升段，渣于水分離，渣通過鏈條及刮板的帶動，從撈渣機頂部落入渣車里，水進入渣脫水槽。

4 技改項目

在氣化裝置前期的運行中，由于排渣系統是連續不間斷運行的，撈渣機在撈渣的過程中由于負荷過高，長時間運行，導致鏈條拉長，刮板脫落。從而導致撈渣機無法堅持運行，從而影響氣化系統長期穩定的運行，為了保證排渣系統的長期穩定運行，以往是將渣通過臨時排渣管排至撈渣機旁邊的大池子，用人力將初步澄清的渣水疏導至外界區。造成環境、水資源、安全等方面的負擔。撈渣機與渣脫水槽固定在地坑里，由于檢修及其他原因而導致地坑積滿渣水，通過潛水泵把水送至臨時渣池，由于渣水密度大及量大，經常導致潛水泵損毀。針對以上問題，結合實際情況，對排渣系統進行了優化與技改。

4.1 臨時渣池的設計

氣化排渣周期為一個小時，一次排渣的渣水體積為72m3。結合現場位置，臨時渣池設計為長寬各13米，深度為2米，地下地上各一米。通過臨時排渣管與排渣罐鎖斗閥下面的三通相連。臨時渣池為鋼筋混凝土結構，通過兩堵隔墻被分為大小三個池子，大池子儲存臨時排渣管過來的渣，渣水經過兩個相鄰的裝有濾網的小池子經過兩次沉降分離，較干凈的渣水通過進口裝有濾網的渣漿泵送往初步水處理單元循環利用。而大池子的渣可以通過鉤機裝車。

技改完成后，臨時渣池即使不抽水、不清渣也最少可以承受四次排渣，相當于排渣系統四個小時的運行時間，而通過不間斷的渣漿泵打水及鉤機裝車，排渣系統可以長時間運行，對于撈渣機為期一天的檢修周期，已經足夠了，從而帶來了明顯的經濟效益。通過此次技改環境問題得到很大改善，減少了工人的勞動強度，降低了發生人身傷害事故的隱患，同時渣水得到了重復利用，保證了排渣系統的安全、長期、穩定運行。

4.2 臨時排渣管的技改

在排渣罐底部兩個鎖斗閥下面安裝一個三通，一路通過一個插板閥與撈渣機相連，一路通過另一個插板閥，由排渣管與臨時渣池相連。在前期運行中，臨時排渣管由于在短短五分鐘時間內要排完72m3的渣水，經常發生堵塞，需要不停地人工敲管子，影響了正常的排渣，容易導致排渣罐底錐的堵塞。為了解決以上問題，在臨時排渣管上開通了多路沖洗水，需要排渣時，提前打開沖洗水，然后開鎖斗閥排渣。

此次技改通過增加沖洗水，以往的臨時排渣管下渣難、堵塞現象不再發生，保證了臨時排渣順利進行，技改效果明顯。

4.3 撈渣機地坑增加蒸汽噴射器

撈渣機與渣脫水槽是固定在地坑里面，由于檢修、漫灌及其他原因導致地坑里面積滿了渣水。以往通過潛水泵抽水，每次都要去接臨時電，同時有專人負責抽水，到后面渣水液位過低、密度較大時，抽水難以進行，還經常容易損毀潛水泵，同時也有安全隱患。為此專門對撈渣機地坑排水進行了技改。通過增加蒸汽噴射器，采用文丘里原理，利用氣化裝置低壓蒸汽高速流體靜壓能與動能相互轉換過程中產生的負壓將地坑里面的渣水抽出來，排入臨時渣池。

此次技改只需要工人現場開啟蒸汽閥門進行抽水，在現場巡檢過程中隨時可以停止，此裝置蒸汽耗量小、勞動強度低、安全可靠、輕便快捷。

5 結束語

通過從安全、環保、節能方面進行分析，上面所做出的技改，投資少、見效快。通過技改，解決了臨時排渣中的眾多問題，為企業帶來了明顯的經濟效益，同時也保證了氣化裝備的安全、穩定、長周期運行。

參考文獻

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