关于水煤浆气化炉文丘里洗涤器结构及流程优化小结

邵正军,陶新兆

(中盐安徽红四方股份有限公司，合肥 231607)

1 工艺流程及原理

水煤浆气化工艺以空分装置送来的纯氧和经高压煤浆泵泵送的水煤浆为原料，通过工艺烧嘴进行混合、碰撞、雾化，进入气化炉燃烧室内发生气化反应生成粗煤气;粗煤气经过气化炉激冷室水浴初步除尘增湿后形成粗水煤气经过文丘里洗涤器、洗涤塔进行洗涤除尘后，送往后系统，作为其生产的原料气(主要成分为一氧化碳和氢气)[1-2]。

文丘里洗涤器的文丘里管包括收缩段、喉管和扩散段。含煤灰的粗水煤气进入收缩段后，流速增大，进入喉管时达到最大值。洗涤液从收缩段加入，气液两相间存在较大流速差，液滴在高速气流下雾化,尘粒被水湿润，尘粒与液滴或尘粒之间发生激烈碰撞和凝聚。在扩散段，气液速度减小，以尘粒为凝结核的凝聚作用加快，凝聚成直径较大的含尘液滴，从而在洗涤塔被沉降分离出来[3-4]。

2 存在问题及原因分析

中盐安徽红四方股份有限公司单喷嘴气化炉自2013年3月原始开车运行以来，频繁出现文丘里洗涤器喷头出水孔堵堵塞、文丘里洗涤器套管泄漏问题，严重制约着气化炉长周期运行，气化炉多次因套管泄漏被迫停车。

文丘里洗涤器的洗涤水为灰水循环泵抽送洗涤塔内的黑水，由于洗涤塔内的黑水含固量、碱度、硬度较高，以及文丘里洗涤器的结构设计不合理，一方面易导致文丘里洗涤器喷头出水孔结垢堵塞，影响文丘里洗涤器的洗涤效果，另一方面含固量较高的洗涤水流经文丘里洗涤器喷头出水孔时，流速较大，高达16 m/s以上，极易导致喉管及套管冲刷泄漏。

3 技术改造优化措施

针对文丘里洗涤器在实际运行过程中存在的问题，主要对文丘里洗涤器结构及洗涤水流程进行技术改造优化。

3.1 文丘里洗涤器结构优化

(1) 改变文丘里洗涤器喷头出水孔方向。将喷头原两圈平行的12个出水孔改为两圈交错的8个出水孔，通过交错出水孔喷出的水柱相互碰撞，降低对喉管及外管的冲刷，并增加与煤气的有效接触，改善洗涤效果。另外，在喷头端面增加5个有一定角度的出水孔，经出水孔的水在喉管内表面形成水膜可改善洗涤效果。

(2) 设计可拆卸并有过渡段末端的喉管。若喉管出现泄漏，在气化炉停车检修时，可将喉管抽出补焊或更换；有过渡段末端的喉管，可一定程度上降低能量损失。

改造前后文丘里洗涤器的结构示意图见图1。

(a) 改造前

3.2 洗涤水流程优化

在不改变总的工艺流程的情况下，将原洁净的灰水直接送入洗涤塔内对水煤气进行洗涤除尘后，再经过灰水循环泵加压部分泵送至文丘里洗涤器改为直接进入文丘里洗涤器对粗水煤气进行洗涤除尘后，再进入洗涤塔。具体流程见图2(图中虚线部分为流程优化所新增管线)。

FV1314—文丘里洗涤器洗涤水流量调节阀；HV1301—灰水循环泵防汽蚀应急补水阀；LV1315—洗涤塔补水液位调节阀；①—来自气化炉的粗水煤气去往文丘里洗涤器；②—来自洗涤塔的洗涤水去往气化炉；③—出洗涤塔的水煤气去往变换工段；④—来自渣水工段洁净的灰水去往洗涤塔；⑤—来自洗涤塔排放的黑水去往闪蒸系统。

4 结语

自2015年2月完成3台文丘里洗涤器结构及其洗涤水流程的技术改造运行以来，再未出现文丘里洗涤器喷头堵塞以及喉管、外管冲刷泄漏现象。文丘里洗涤器的正常运行，保证并改善了对水煤气的洗涤效果，促进气化装置的稳定长周期运行，并消除了因泄漏而带来的安全隐患，同时降低了文丘里洗涤器因喉管泄漏而产生的检修费用(喉管可单独拆卸修复或更换)。