壳牌煤气化排渣系统优化与技改

王子修

摘 要：针对壳牌煤气化排渣工艺的特点，从安全、环保、节能等方面着手，对排渣系统进行优化，增加捞渣机地坑蒸汽喷射器、临时渣池、排渣管线冲洗水及渣浆泵。

关键词：壳牌；煤气化；捞渣机；蒸汽喷射器；临时渣池

1 公司主要工艺简介

河南能源化工集团鹤煤公司煤化工项目为煤制甲醇工程，是经省发展和改革委员会备案、国家环保部审批通过的省重点工程、省经济结构调整项目和市一号工程。该项目设计生产能力为年产六十万吨甲醇，主要技术为世界先进或领先水平。空分装置采用了世界上先进的法国液空公司的空气分离技术，具有高效节能的特点；煤气化装置采用荷兰皇家壳牌的SCGP技术，该技术环保、高效、节能、自动化程度高；低温甲醇洗采用德国鲁奇技术，具有净化程度高、节能等特点；甲醇合成采用丹麦托普索低压合成技术，具有合成压力低、转化率高、副产物少等优点；含硫尾气处理采用丹麦托普索WSA技术，具有尾气排放量少、回收效率高、排放标准高等特点，关键设备采用进口，设备自动化程度高、能耗低、环保效果好。

2 气化车间主要工艺简介

渣向下通过排渣系统冷却收集后装车。粗煤气经过激冷气冷却，通过输气管进入合成器冷却器进行充分换热。原料煤经破碎由运输设施送至磨煤机，在磨煤机内将原料煤磨成粒度、湿度合格的煤粉（粒度90%<100μm，水含量1%-2%），煤粉经常压煤粉仓、加压煤粉仓及给料仓，由高压氮气或二氧化碳气将煤粉送至气化炉煤烧嘴。来自空分的高压氧气经预热后与中压过热蒸汽通过氧蒸混合器进入煤烧嘴。煤粉、氧气及蒸汽在气化炉高温加压条件下发生碳的氧化及各种转化反应。气化炉顶部约1500℃的高温煤气经除尘冷却后的冷煤气激冷至900℃左右进入合成气冷却器。经合成气冷却器回收热量副产高压、中压饱和蒸汽或过热蒸汽后的粗煤气进入除尘单元，通过陶瓷滤芯除去飞灰、后经过湿法洗涤系统处理，最后含尘量小于1mg/m3的粗煤气送往甲醇车间制得甲醇。炉渣通过气化炉底部进入排渣系统，经过淬冷破碎，通过捞渣机装车，飞灰经过气提冷却后装车。

3 排渣系统简介

在气化炉燃烧段产生的高温熔渣，向下流入气化炉底部渣池进行淬冷，淬冷后的大块炉渣经破渣机破碎后流入渣收集器，定期排放至排渣罐，再排至渣脱水槽，用捞渣机将排出的炉渣经由卡车转运至渣场。渣收集器内的灰水经渣池水循环泵（P-1401A/B）升压，再经水力旋流器（S-1403A/B）脱除细渣、渣池水冷却器（E-1401A/B）冷却至50℃后返回气化炉底部渣池，用于高温熔渣的淬冷。排渣罐内的灰水经排水增压泵（P-1402A/B）升压后返回到渣收集器，排渣罐的补水由排渣罐给水罐（V-1404）提供。排渣罐（V-1403）每间隔一小时需要排放一次渣，排渣通过排渣程序进行。渣脱水槽的灰水经细渣浆排出泵（P-1403A/B）送至初步水处理工序。捞渣机连续运转，刮板源源不断从渣池中带出渣粒，在捞渣机提升段，渣于水分离，渣通过链条及刮板的带动，从捞渣机顶部落入渣车里，水进入渣脱水槽。

4 技改项目

在气化装置前期的运行中，由于排渣系统是连续不间断运行的，捞渣机在捞渣的过程中由于负荷过高，长时间运行，导致链条拉长，刮板脱落。从而导致捞渣机无法坚持运行，从而影响气化系统长期稳定的运行，为了保证排渣系统的长期稳定运行，以往是将渣通过临时排渣管排至捞渣机旁边的大池子，用人力将初步澄清的渣水疏导至外界区。造成环境、水资源、安全等方面的负担。捞渣机与渣脱水槽固定在地坑里，由于检修及其他原因而导致地坑积满渣水，通过潜水泵把水送至临时渣池，由于渣水密度大及量大，经常导致潜水泵损毁。针对以上问题，结合实际情况，对排渣系统进行了优化与技改。

4.1 临时渣池的设计

气化排渣周期为一个小时，一次排渣的渣水体积为72m3。结合现场位置，临时渣池设计为长宽各13米，深度为2米，地下地上各一米。通过临时排渣管与排渣罐锁斗阀下面的三通相连。临时渣池为钢筋混凝土结构，通过两堵隔墙被分为大小三个池子，大池子储存临时排渣管过来的渣，渣水经过两个相邻的装有滤网的小池子经过两次沉降分离，较干净的渣水通过进口装有滤网的渣浆泵送往初步水处理单元循环利用。而大池子的渣可以通过钩机装车。

技改完成后，临时渣池即使不抽水、不清渣也最少可以承受四次排渣，相当于排渣系统四个小时的运行时间，而通过不间断的渣浆泵打水及钩机装车，排渣系统可以长时间运行，对于捞渣机为期一天的检修周期，已经足够了，从而带来了明显的经济效益。通过此次技改环境问题得到很大改善，减少了工人的劳动强度，降低了发生人身伤害事故的隐患，同时渣水得到了重复利用，保证了排渣系统的安全、长期、稳定运行。

4.2 临时排渣管的技改

在排渣罐底部两个锁斗阀下面安装一个三通，一路通过一个插板阀与捞渣机相连，一路通过另一个插板阀，由排渣管与临时渣池相连。在前期运行中，临时排渣管由于在短短五分钟时间内要排完72m3的渣水，经常发生堵塞，需要不停地人工敲管子，影响了正常的排渣，容易导致排渣罐底锥的堵塞。为了解决以上问题，在临时排渣管上开通了多路冲洗水，需要排渣时，提前打开冲洗水，然后开锁斗阀排渣。

此次技改通过增加冲洗水，以往的临时排渣管下渣难、堵塞现象不再发生，保证了临时排渣顺利进行，技改效果明显。

4.3 捞渣机地坑增加蒸汽喷射器

捞渣机与渣脱水槽是固定在地坑里面，由于检修、漫灌及其他原因导致地坑里面积满了渣水。以往通过潜水泵抽水，每次都要去接临时电，同时有专人负责抽水，到后面渣水液位过低、密度较大时，抽水难以进行，还经常容易损毁潜水泵，同时也有安全隐患。为此专门对捞渣机地坑排水进行了技改。通过增加蒸汽喷射器，采用文丘里原理，利用气化装置低压蒸汽高速流体静压能与动能相互转换过程中产生的负压将地坑里面的渣水抽出来，排入临时渣池。

此次技改只需要工人现场开启蒸汽阀门进行抽水，在现场巡检过程中随时可以停止，此装置蒸汽耗量小、劳动强度低、安全可靠、轻便快捷。

5 结束语

通过从安全、环保、节能方面进行分析，上面所做出的技改，投资少、见效快。通过技改，解决了临时排渣中的众多问题，为企业带来了明显的经济效益，同时也保证了气化装备的安全、稳定、长周期运行。

参考文献

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