煤制甲醇水耗工藝改進(jìn)及實(shí)施效果

何繼友（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)，甲醇分公司，寧夏 銀川 750411）

煤制甲醇水耗工藝改進(jìn)及實(shí)施效果

何繼友（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)，甲醇分公司，寧夏 銀川 750411）

本文綜述了神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)甲醇分公司在降低系統(tǒng)水耗方面做的各項(xiàng)工作及實(shí)施效果，介紹了清凈下水回收、變換污水改造等改造項(xiàng)目。并根據(jù)目前裝置運(yùn)行的情況，提出下一階段工作的計(jì)劃。

煤制甲醇；水耗；改進(jìn)；實(shí)施；效果

大型煤制油是一個(gè)高耗水的行業(yè)。而我國(guó)的國(guó)情表明有煤的地區(qū)少水，有水的地區(qū)缺煤，煤炭資源與水資源分布嚴(yán)重不均勻。寧夏回族自治區(qū)處于西北地區(qū)，是典型的少水多煤地區(qū)。只有通過對(duì)大型煤化工項(xiàng)目全廠用水透徹分析，才能將煤化工系統(tǒng)水耗從源頭和技術(shù)層面進(jìn)行有效控制，降低污染水水量。

甲醇分公司共有兩套甲醇裝置，分別為25萬噸/年甲醇（以下簡(jiǎn)稱一套）、60萬噸/年甲醇（以下簡(jiǎn)稱二套）。本文通過甲醇分公司近年來的節(jié)水改造項(xiàng)目，初步闡釋在煤制甲醇項(xiàng)目上如何降低系統(tǒng)水耗。

1 已實(shí)施項(xiàng)目

1.1 低壓蒸汽回收

二套裝置2.5MPa飽和蒸汽夏季以50t/h的流量放空，利用現(xiàn)場(chǎng)的低壓飽和蒸汽，通過汽輪機(jī)主汽門進(jìn)入汽缸，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過聯(lián)軸器與水泵相連，帶動(dòng)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)汽輪機(jī)排出來的蒸汽還可以回收再利用。二套裝置2.5MPa飽和蒸汽中的12t/h引至甲醇一套循環(huán)水泵房，18t/h引至甲醇二套循環(huán)水泵房，驅(qū)動(dòng)輸出功率為1250kW、2500kW的凝汽式汽輪機(jī)，代替原有電機(jī)拖動(dòng)循環(huán)水泵。

1.2 一套氣化灰水系統(tǒng)改造

為了減少灰水外排和節(jié)約中壓鍋爐給水用量，將原設(shè)計(jì)給激冷水噴嘴系統(tǒng)及碳洗塔供給的中壓鍋爐給水改造為變換冷凝液及灰水，原設(shè)計(jì)中壓鍋爐給水量約60m3/h,通過分析分析并與國(guó)內(nèi)其他廠家對(duì)比，首先通過將變換冷凝液水量約45m3/h，新建一臺(tái)除氧器，并增加加壓泵輸送至碳洗塔及氣化爐輻射廢鍋；再通過增加灰水泵向新增除氧器供水15 m3/h。

1.3 全廠伴熱冷凝液回收

兩套裝置在冬季工藝管道及儀表伴熱蒸汽使用量70t/h,設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮冬季伴熱蒸汽冷凝液的回收。通過對(duì)現(xiàn)狀的調(diào)查，統(tǒng)計(jì)各車間疏水器的位置及數(shù)量，聯(lián)系專業(yè)設(shè)計(jì)院進(jìn)行設(shè)計(jì)，在一套設(shè)置氨冷凍及變換裝置區(qū)兩處各設(shè)置兩臺(tái)板換、一臺(tái)冷凝水罐、兩臺(tái)熱水泵；在二套設(shè)置蒸汽管網(wǎng)、灰水處理、硫回收、甲醇合成等四處各設(shè)置兩臺(tái)板換、一臺(tái)冷凝水罐、兩臺(tái)熱水泵。并將直排疏水器進(jìn)行更換、儀表伴熱與工藝伴熱分開進(jìn)入冷凝水管。

1.4 提高循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。

提高循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，可以減少循環(huán)水補(bǔ)水量，降低排污量，從而節(jié)約水資源。GB50050《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》中基本要求濃縮倍數(shù)應(yīng)≥3。一套循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)已達(dá)到4.0，使用RJ生物藥劑將濃縮倍數(shù)提到6后，實(shí)際運(yùn)行循環(huán)水量約20000 m3/h，實(shí)際運(yùn)行溫差平均6℃；在濃縮倍數(shù)4.0和6.0時(shí)，補(bǔ)水量占循環(huán)水百分比分別約為1.7%和2.0%，節(jié)約用水60t/h。

1.5 清凈下水替代循環(huán)水補(bǔ)水

一套除鹽水裝置超濾廢水池主要進(jìn)水為超濾膜反洗水、除碳過濾器反洗水、纖維過濾器反洗水共計(jì)約300 m3，原設(shè)計(jì)此股水進(jìn)清凈下水處理后回用，回收率為56.8%，經(jīng)過對(duì)此股水水質(zhì)分析后滿足循環(huán)水補(bǔ)水要求，因此將此股水配管改制循環(huán)水，減少循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水量130m3/h。

1.6 鍋爐除氧器乏汽回收項(xiàng)目

我公司四臺(tái)鍋爐除氧器每小時(shí)放空乏汽約15t,乏汽回收裝置采用噴射式混合加熱器。噴射式氣體混合加熱器有殼體、噴嘴、混合管等零部件組成。通過乏汽回收，每小時(shí)回用蒸汽冷凝液15t。

1.7 做好現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理，減少設(shè)備的跑冒滴漏

通過開展設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化、漏點(diǎn)紅黃牌制度、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)揚(yáng)塵點(diǎn)進(jìn)行整改，減少現(xiàn)場(chǎng)清理、煤棧橋沖洗次數(shù)及水量，減少用水10t/h。

2 下一步節(jié)水計(jì)劃

2.1 清凈下水回收利用

清凈下水裝置反滲透產(chǎn)品水產(chǎn)量450m3/h，反滲透產(chǎn)品水作為脫鹽水反滲透補(bǔ)充水和循環(huán)水裝置補(bǔ)水。清凈下水反滲透產(chǎn)品水去脫鹽水超濾水箱原設(shè)計(jì)管線為DN200，管線距離約1000m，最大送水量為200m3/h，剩余反滲透產(chǎn)品水送往循環(huán)水裝置塔池，高水低用，未有效的利用反滲透產(chǎn)品水，造成水資源浪費(fèi)。在清凈下水反滲透水箱產(chǎn)品水去循環(huán)水裝置的給水管線出口處增加一條碳鋼管線至脫鹽水裝置超濾和反滲透水箱，并增加一臺(tái)離心泵。

2.2 涼水塔除霧節(jié)水

目前冷卻塔內(nèi)加設(shè)收水器消除飄水現(xiàn)象，但收水效率較低，效果不穩(wěn)定，大多是收回空氣中已經(jīng)存在或攜帶較大的水滴，但對(duì)主要的蒸發(fā)水沒有處理作用。

針對(duì)二套一臺(tái)冷卻塔，在冷卻塔的兩側(cè)裝有翅片空冷器，高溫的循環(huán)水通過管道先進(jìn)入翅片空冷器降溫后再到噴淋系統(tǒng)進(jìn)行噴灑降溫。氣溫較低時(shí)打開冷卻塔上部調(diào)節(jié)百葉窗，冷空氣掠過換熱器翅片表面,對(duì)翅片管內(nèi)循環(huán)水降溫的同時(shí)冷空氣溫度得以提高變?yōu)楦蔁峥諝猓蔁峥諝膺M(jìn)入冷卻塔上部氣室內(nèi)與下部抽上來的濕熱飽和空氣混合后空氣的含濕量降低，變?yōu)椴伙柡蜖顟B(tài)排出風(fēng)筒后冷卻塔的雨霧現(xiàn)象減少。

在消霧的同時(shí)，回收蒸發(fā)循環(huán)水，節(jié)水率約21.8%，節(jié)省補(bǔ)水量，既有環(huán)境效益，可減少蒸發(fā)損失水量17.55m3/h。

2.3 項(xiàng)目名稱低壓蒸汽回收

利用一套合成汽包副產(chǎn)蒸汽（蒸汽量30t/h；壓力2.5MPa；溫度220℃）安裝一臺(tái)背壓式螺桿膨脹機(jī)組，拖動(dòng)一臺(tái)2000kW無刷勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)組,一級(jí)發(fā)電后背壓出蒸汽經(jīng)過母管分別并聯(lián)接入兩臺(tái)螺桿膨脹機(jī)組（兩臺(tái)螺桿機(jī)為串聯(lián)連接）二次發(fā)電，拖動(dòng)一臺(tái)2000kW無刷勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)組。蒸汽經(jīng)過梯級(jí)利用，兩次發(fā)電總裝機(jī)容量為4000kW，實(shí)際發(fā)電量為3000kW，并回收30t/h的凝結(jié)水。

3 結(jié)語(yǔ)

作為大型煤化工項(xiàng)目，耗水量大，且在水資源匱乏的地區(qū)。為了減少用水量及排水量，減少對(duì)環(huán)境的影響，必須進(jìn)行節(jié)水改造。通過以上改造將我公司噸甲醇耗水量由設(shè)計(jì)的22.46t，降為9t,但距離石油化工6t的水平,還有很大差距，在以后的工作必須繼續(xù)加大節(jié)水技術(shù)的引進(jìn)及實(shí)施。

何繼友（1982-），男，寧夏回族自治區(qū)銀川市人，工程師，主要從事煤化工生產(chǎn)管理工作。