煤气化装置文丘里洗涤系统的改良应用

杨红俊

(云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司, 云南开远 661699)

煤炭是世界上最丰富的化石能源，在中国一次能源的生产和消费结构中，煤炭占70%以上。煤炭气化技术已有上百年的历史，开发了包括固定床、流化床、气化床和地下气化等典型气化工艺百余种，其中10余种达到工业化程度。最近十几年，以气流床气化为代表的大型煤炭气化技术得到了快速发展，并在我国煤化工工业中得到了广泛的应用[1-4]。然而，由于受到煤质特点的限制，煤气用户也千差万别，因此没有一种“万能”气化炉，只能根据煤质、煤气规模及用途、气化技术成熟度等特点选择较适宜的气化技术。

云南解化清洁能源开发有限公司解化化工分公司结合公司实际，采用世界先进的碎煤熔渣加压气化技术，以云南省开远市小龙潭的劣质褐煤为原料，生产以CO+H2为主要成分的甲醇合成气。碎煤熔渣气化技术具有煤种适应性强、氧耗低、煤耗低、气化强度高、气化效率高、煤转化率高、液态排渣，且灰渣可用于建筑材料等优点。

1 文丘里洗涤装置工艺流程

文丘里洗涤装置的工艺流程见图1。

图1 文丘里洗涤装置的工艺流程

文丘里洗涤装置共分为三级，粗煤气自气化炉出口出来后进入到喷淋洗涤器中，经过高压煤气水洗涤后的高压含尘煤气水进入到洗涤分离器中，间断性地送至煤气水分离装置，而粗煤气则顺着流程到达一级文丘里洗涤器中；经过高压煤气水二次洗涤后，粗煤气和高压含尘煤气水分别进入到一级文丘里分离器中，经过气液分离后，高压含尘煤气水从一级文丘里分离器底部送至二级文丘里分离器中，粗煤气则再次进入到二级文丘里洗涤器中，再次经过高压煤气水洗涤后一起进入到二级文丘里分离器中；经过气液分离后的粗煤气从二级文丘里分离器顶部出来后送至后序工段。然而二级文丘里分离器中的大部分高压含尘煤气水则通过酚水洗涤循环泵加压后送至一级文丘里洗涤器中对粗煤气进行洗涤，少量的高压含尘煤气水则通过阀门控制送至煤气水分离装置[5-7]。

2 存在的问题

粗煤气自气化炉出来后进入喷淋洗涤器中，刚出气化炉的粗煤气含尘量是最高的，然而喷淋洗涤器所用的高压煤气水体积流量只有15 m3/h，无法满足生产所需。

煤气水分离装置来的高压煤气水温度只有80 ℃左右，大量使用会将粗煤气温度降得过低而给后续工段增加控制难题。

高压煤气水进入洗涤分离器后全部送至煤气水分离器装置，增加了系统新鲜酚水用量，不利于煤气水分离装置的稳定运行。

在气化炉运行过程中，当压力发生波动时，大量的煤粉进入喷淋洗涤器，由于洗涤酚水量有限而导致洗涤不完全，容易发生设备管道堵塞，进而引发设备超压和管道断裂等潜在的安全、环保事故隐患[8]。

由于管道频繁堵塞，给装置日常操作过程中的调整增加了难度。

由于上述原因，为保障安全生产煤气化装置需要经常停车通过检修来疏通文丘里洗涤器，不仅大大缩短了煤气化装置的运行周期，而且也不符合公司节能减排的要求。

3 改造方案和技改措施

改良后的工艺流程见图2(图中粗实线为新增管线，细实线为原有管线)。

图2 改良后的工艺流程

为了增加一级文丘里洗涤器的酚水使用量，同时又不增加外来酚水量，可将酚水洗涤循环泵出口的酚水量引至喷淋洗涤器中。

为了避免洗涤分离器的酚水全部送至煤气水分离装置而不利于安全稳定运行，可将洗涤分离器中经过分离的酚水送至酚水洗涤循环泵入口，通过酚水洗涤循环泵加压后可实现连续循环使用。

改造所需的材料见表1。

表1 改造所需材料表

4 装置改良后的运行效果

经过增加了喷淋洗涤器的洗涤酚水量后，喷淋洗涤器内部再也没有因粉尘而导致堵塞的现象发生，有效提升了装置的安全稳定运行率。

由于洗涤酚水量的增加，酚水中的含尘量也随之降低，故酚水管道的冲刷磨损程度也随之下降，有效地保障了管道的使用寿命。

煤气水分离装置来的低温高压煤气水使用量在原有基础上减少了约50%，粗煤气的温度也在原有基础上提升了约10 K，大大减轻了后序工段因粗煤气温度低而频繁调整的控制难题。

5 结语

通过工艺技术可行性改造，有效解决管道易堵塞、酚水洗涤循环量小等系统瓶颈，避免洗涤冷却器堵塞造成气化炉与煤气系统压差增大而带来的安全隐患，避免洗涤冷却器至洗涤分离器酚水连通管因堵塞而断裂造成安全事故，防止酚水扩散而污染环境。减少了开停车次数，同时达到了节能降耗的改造目标。