關于水煤漿氣化爐文丘里洗滌器結構及流程優化小結

邵正軍,陶新兆

(中鹽安徽紅四方股份有限公司，合肥 231607)

1 工藝流程及原理

水煤漿氣化工藝以空分裝置送來的純氧和經高壓煤漿泵泵送的水煤漿為原料，通過工藝燒嘴進行混合、碰撞、霧化，進入氣化爐燃燒室內發生氣化反應生成粗煤氣;粗煤氣經過氣化爐激冷室水浴初步除塵增濕后形成粗水煤氣經過文丘里洗滌器、洗滌塔進行洗滌除塵后，送往后系統，作為其生產的原料氣(主要成分為一氧化碳和氫氣)[1-2]。

文丘里洗滌器的文丘里管包括收縮段、喉管和擴散段。含煤灰的粗水煤氣進入收縮段后，流速增大，進入喉管時達到最大值。洗滌液從收縮段加入，氣液兩相間存在較大流速差，液滴在高速氣流下霧化,塵粒被水濕潤，塵粒與液滴或塵粒之間發生激烈碰撞和凝聚。在擴散段，氣液速度減小，以塵粒為凝結核的凝聚作用加快，凝聚成直徑較大的含塵液滴，從而在洗滌塔被沉降分離出來[3-4]。

2 存在問題及原因分析

中鹽安徽紅四方股份有限公司單噴嘴氣化爐自2013年3月原始開車運行以來，頻繁出現文丘里洗滌器噴頭出水孔堵堵塞、文丘里洗滌器套管泄漏問題，嚴重制約著氣化爐長周期運行，氣化爐多次因套管泄漏被迫停車。

文丘里洗滌器的洗滌水為灰水循環泵抽送洗滌塔內的黑水，由于洗滌塔內的黑水含固量、堿度、硬度較高，以及文丘里洗滌器的結構設計不合理，一方面易導致文丘里洗滌器噴頭出水孔結垢堵塞，影響文丘里洗滌器的洗滌效果，另一方面含固量較高的洗滌水流經文丘里洗滌器噴頭出水孔時，流速較大，高達16 m/s以上，極易導致喉管及套管沖刷泄漏。

3 技術改造優化措施

針對文丘里洗滌器在實際運行過程中存在的問題，主要對文丘里洗滌器結構及洗滌水流程進行技術改造優化。

3.1 文丘里洗滌器結構優化

(1) 改變文丘里洗滌器噴頭出水孔方向。將噴頭原兩圈平行的12個出水孔改為兩圈交錯的8個出水孔，通過交錯出水孔噴出的水柱相互碰撞，降低對喉管及外管的沖刷，并增加與煤氣的有效接觸，改善洗滌效果。另外，在噴頭端面增加5個有一定角度的出水孔，經出水孔的水在喉管內表面形成水膜可改善洗滌效果。

(2) 設計可拆卸并有過渡段末端的喉管。若喉管出現泄漏，在氣化爐停車檢修時，可將喉管抽出補焊或更換；有過渡段末端的喉管，可一定程度上降低能量損失。

改造前后文丘里洗滌器的結構示意圖見圖1。

(a) 改造前

3.2 洗滌水流程優化

在不改變總的工藝流程的情況下，將原潔凈的灰水直接送入洗滌塔內對水煤氣進行洗滌除塵后，再經過灰水循環泵加壓部分泵送至文丘里洗滌器改為直接進入文丘里洗滌器對粗水煤氣進行洗滌除塵后，再進入洗滌塔。具體流程見圖2(圖中虛線部分為流程優化所新增管線)。

FV1314—文丘里洗滌器洗滌水流量調節閥；HV1301—灰水循環泵防汽蝕應急補水閥；LV1315—洗滌塔補水液位調節閥；①—來自氣化爐的粗水煤氣去往文丘里洗滌器；②—來自洗滌塔的洗滌水去往氣化爐；③—出洗滌塔的水煤氣去往變換工段；④—來自渣水工段潔凈的灰水去往洗滌塔；⑤—來自洗滌塔排放的黑水去往閃蒸系統。

4 結語

自2015年2月完成3臺文丘里洗滌器結構及其洗滌水流程的技術改造運行以來，再未出現文丘里洗滌器噴頭堵塞以及喉管、外管沖刷泄漏現象。文丘里洗滌器的正常運行，保證并改善了對水煤氣的洗滌效果，促進氣化裝置的穩定長周期運行，并消除了因泄漏而帶來的安全隱患，同時降低了文丘里洗滌器因喉管泄漏而產生的檢修費用(喉管可單獨拆卸修復或更換)。