气化洗涤塔的技术改造

陶雅勤

(安徽晋煤中能化工股份有限公司, 安徽阜阳 236499)

目前，安徽晋煤中能化工股份有限公司共有3套气化装置，装置中气化炉洗涤塔的黑水排放至高压闪蒸系统进行闪蒸处理，高压闪蒸罐底部的水和固体通过液位控制进入真空闪蒸罐。在系统开停车过程中，温度会大幅波动，引起垢片大量脱落，沉积在洗涤塔锥部，导致锥部排污堵塞。灰水系统长周期运行后，沉积的垢片、灰渣不断增加，最终堆积结垢，严重影响变换系统的安全及气化炉装置的长周期运行。

1 工艺流程

气化装置中，气化炉洗涤后的水/合成气混合物进入合成气洗涤塔，沿下降管导入塔底部，水浴后向上穿过水层时，大部分固体沉降到塔底部，与合成气分离。上升的合成气离开液面，在扩大的空间内完成气液分离，然后穿过4层塔盘，经过工艺冷凝液和锅炉水洗涤除尘[1]。离开塔盘的合成气，在塔顶部穿过旋流板，通过离心力除去气体夹带的雾沫和固体，使合成气中含尘质量浓度小于1 mg/m3。

洗涤所需的工艺冷凝液，一部分来自变换系统的冷凝液和锅炉给水，从塔盘上部加入，作为稳定流量的洗涤水，从而保证洗涤效果；另一部分来自于除氧器的工艺水，经洗涤塔给料泵加压后，由管线从塔盘补进洗涤塔。该工艺水流量与合成气洗涤塔的液位关联，可降低塔内黑水的固体含量[2]。

从洗涤塔中抽取黑水，经激冷水泵加压，作为气化炉激冷水和文丘里洗涤器喷淋水。从洗涤塔的锥形底部连续排放黑水去高压闪蒸罐进行处理，并控制该黑水的流量。

2 改造目标与措施

为解决洗涤塔锥部积灰问题，优化改造洗涤塔排水。改造总体思路是将洗涤塔排水设计为两个出口，分为底排(即锥部排污)和侧排。

由于系统内垢片受开车期间温度变化的影响，一般在开车过程中系统底排会被堵塞，无法在线疏通，只能用侧排排水，导致锥部灰渣垢片沉淀堆积，影响装置安全、稳定运行[3]。为此，切除洗涤塔锥部排污至高压闪蒸罐管线，由高压灰水泵出口总管配一路管线，将高压灰水送至洗涤塔锥部排污管线，产生的垢片、煤渣、煤灰会随灰水悬浮流动，再通过侧排送至高压闪蒸罐。此方法避免洗涤塔锥部积灰结垢，保证装置长周期运行。

高压灰水进洗涤塔补水主线DN150、补水流量调节阀DN80，在高压灰水DN150主管引DN50支管作为锥部反冲洗水。正常运行时，DN50反冲手阀全开。通过实际运行，补水调节阀的开度由原50%降至35%，能满足正常生产调节需要，运行稳定可靠。

2.1 安全性分析

洗涤塔设计锥部的水排入高闪，但由于垢片脱落堵塞管道，造成底部排污无法顺利排水，影响洗涤塔内部灰水水质。将锥部排水改为锥部进水冲洗，避免锥部垢片沉积堵塞，改善系统水质。洗涤塔设计补水为高压灰水，从塔釜进水，将此路进水分为两路，即新增从锥部进水入塔釜。经分析，以上技改不存在安全隐患。洗涤塔管路改造前后对比见图1。

(a)改造前

2.2 改造的创新点

本成果设计结构简单、使用方便；减少垢片、煤渣、煤灰在洗涤塔锥部形成沉积，稳定了生产；在维持系统水原有平衡的基础上，利用高压灰水进洗涤塔补水分支，对洗涤塔锥部进行反冲，不增加额外能耗[4]。

3 改造效果

通过改造，气化灰水从洗涤塔锥部连续冲入，避免了垢片及灰渣在锥部形成沉淀，减缓了系统积灰结垢的速度，稳定了装置的运行，延长了航天炉运行周期。

技改前，每年都会因洗涤塔积灰结垢造成液位显示失真，影响变换及气化装置的安全稳定运行，严重时必须停车检修。技改后，每套系统每年可以避免因洗涤塔积灰、结垢影响安全运行停车检修。

单系统开停车一次用时约6 h，系统消耗量见表1。

表1 改进后系统消耗量

根据表1，按电费单价为0.6元/(kW·h)、蒸汽单价为130.0元/(m3·h-1)、煤气单价为800.0元/(t·h-1)计算，每年可节约27.1万元。

4 结语

目前，同行业大部分洗涤塔锥部排污均不能正常使用，严重时影响洗涤塔液位正常显示，导致大量带水至变换系统。将锥部排水改为锥部进水冲洗，避免锥部垢片沉积堵塞，改善系统水质。经过1 a的运行，洗涤塔锥部积灰明显减少，洗涤塔液位运行稳定，保证气化装置的长周期生产。