德士古气化工艺激冷水水源改造

摘要：在传统的德士古水煤浆气化工艺中，经常会出现气化炉严重积水、激冷环与容器壁积渣等问题。这些主要是由于用来降温的激冷水源是来自煤气洗涤塔的排水管。出现这些问题以后，工厂往往需要花费大量的财力和人力进行修理。本文针对这些问题在激冷水的水源处进行改造，让激冷水的水质得到改善，从而防止以上问题的出现。

关键词：德士古 气化工艺 激冷水 改造 水源

德士古公司的水煤浆气化工艺所出现的这些问题由来已久。而激冷水的水源是其水煤浆气化工艺出现问题的根本原因，只要这个问题得到解决，那么这一套工艺就能得到改善，节省人力的同时还可以获得经济效益上的提升。

一、原有工艺存在的不足

（一）激冷水的水源中含有杂质

原来的水煤浆气化工艺流程路线如下：水煤气从气化炉出来以后进入文丘里洗涤器，然后进入洗涤塔，进入洗涤塔的气体中所包含的可溶于水的杂质就会被除去。之后混合气进入气液分离器进行气体与液体的分离，这一步开始就进入了变换工段。从气液分离器出来的气体最后进入变换炉。

出于环保节能的考虑，系统水的流程是一种循环过程，路线描述如下：从气化炉以及煤气洗涤塔出来的水由于颜色变黑，因此被我们称为黑水，首先对黑水进行闪蒸处理，闪蒸处理之后水的颜色变灰，灰水在高压泵的压力下再次进入煤气洗涤塔，然后进入冷凝水泵，冷凝水泵将水打入黑水过滤器中，最后进入气化炉。

煤气洗涤塔的作用是洗去水煤气中的灰尘、硫化物、氮化物、碱金属盐和卤素等，洗涤出的物质就溶在了液相中。 出来的黑水只有极少部分进入闪蒸处理，大部分的黑水都成为了用作降温的激冷水。激冷水是通过激冷水泵压到气化炉中，由于水中仍含有不少媒灰，因此它所经过的管道尤其是细管道就容易发生结垢的现象。这会增加黑水过滤器的负担，使其不得不增加洗涤频率。同时也不利于粗煤灰的洗涤与冷却，气化炉的液位也会因此降低，甚至出现降液管受到损害和托盘的温度过高等问题。同时，滞留在系统中的物质如果不能被及时的清除，还会腐蚀设备，系统的长期运转得不到保障。而对于化工企业来说，运转设备每重启一次都需要耗费大量的能量，造成直接的经济损失。

（二）出现气缚现象

水煤气进入到煤气洗涤塔以后先从降液管流下然后进入煤气洗涤塔的液相，这个步骤是为了让灰分等杂质溶于洗涤塔的液相中。但是激冷水的水泵也与煤气洗涤塔里面的液相管道相连，激冷水泵将水从液相管道中抽出后，叶轮中心的负压就不够，造成气缚现象的发生。激冷水泵的水量下降，气化炉中的粗煤气就不能被充分的清洗和降温，使得整个水循环系统进入恶性循环。而气化炉被带走的水越多，这个问题就会越明显。

二、解决方案

（一）改变流程路线

在原有的工艺路线上，我们可以新增一个洗涤塔，让从煤气洗涤塔出来的水煤气先进入洗涤塔然后进入气液分离器。这样，进入变换工段的水煤气所含的杂质就少多了。同时，闪蒸工段处理的灰水用高压泵压到新增加的洗涤塔中，那么从新增加的洗涤塔所出来的水便可以作为激冷水水源通过水泵进入气化炉。而新增洗涤塔的水则来源于水媒气冷却后的水、变换工段的冷却用水以及经过黑水闪蒸处理后的灰水。新增洗涤塔的结构比较特殊，上面是拱形的结构，下面则为锥形结构，在入口处设置了挡板，用来防止水煤气进入时造成的冲击，入口处的下方新增了四层塔板。而原来的洗涤塔顶端处有一个旋转式的除雾器，可以有效清除水煤气进入时带来的蒸汽。由于新增加洗涤塔以后，水煤气是直接从降液管下流到煤气洗涤塔液相中去的，因此除雾器的设计可以取消。

流程路线被改造以后，水煤气还是先进入气化炉进行气化，出来以后进入文丘里洗涤器进行洗涤。然后又进入到煤气洗涤塔用水吸附气体杂质，从煤气洗涤塔出来的气体再进入新增的洗涤塔中进行又一次的洗涤操作。最后进入变换工段，在变换工段进行气液分离操作后气体进入变换炉。

而水循环的流程路线则是：气化炉、煤气洗涤塔、新增加的洗涤塔这三个设备中出来的液体一起进入闪蒸操作，从闪蒸器出来的液体通过高压水泵又再次打到新增的洗涤器中去，然后经过激冷水泵进入黑水过滤器，最后进入气化炉。

（二）改造流程路线后达到的效果

激冷水泵正常工作时的流量为480m3/h，额定通过电流为34A。在改造前，泵的出口阀门开度、电流、出口的流量分别为：100%、24A、350m3/h，而在进行改造之后，泵的出口阀门开度变为80%，电流为29A，出口的液体流量则变为389m3/h。

而改用从新增加的洗涤器出来的水源作为激冷水后，水中所含杂质明显减少，这有效的减轻了降液管以及相关管道的积灰、结垢现象，不用频繁的进行黑水过滤器的切换，系统的运行状态更加稳定。并且，还可以增大煤气洗涤塔底部排水阀的开度，加大黑水排放量，这样改造效果可以得到加强。改造之后，激冷水泵的入水接口接到了新增洗涤器的下方，这对于防止气缚现象有很好的效果，因为此时激冷水水量是充足的。同时还可以有效的改善气化炉中气体的带水现象。增加2台高压分离器到煤气洗涤塔与最后的变换炉之间，可以让变换工段的气体带水、带灰现象明显得到改善，并且起到保护催化剂的作用。

结束语

德士古公司的水煤浆气化工艺中经常出现的问题经过这一次的改造之后，得到了明显的改善。这一改造也为其它工艺中类似问题的解决提供了参考，为德士古水煤浆工艺技术的进步奠定了基础。这个方案以很小的投入让这些问题得到改善，避免了德士古公司因检修所投入的人力以及财力，避免了经济上的浪费。

参考文献：

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