煤气化沉降槽底部防堵工艺技术

魏东平,杜顺龙

(陕西长青能源化工有限公司,陕西宝鸡 721405)

近年来我国煤化工成为经济发展的战略重点,其中德士古水煤浆气化技术是目前国内应用较为成功的煤气化技术之一。但是煤气化工艺存在大量黑水过滤等水质问题,气化炉激冷室底部黑水及洗涤塔底部黑水经调节阀减压后送至闪蒸系统,第二真空闪蒸罐下塔浓缩黑水经沉降槽给料泵加压后送至沉降槽,沉降槽底部堵塞会对生产造成严重影响。沉降槽是水质处理的关键设备,为了加速黑水在沉降槽中的沉降速度,通常在沉降槽进口处加入絮凝剂。絮凝剂贮存在絮凝剂槽中,由絮凝剂泵调节至适当流量后送入混合器,絮凝剂与黑水充分混合后送入沉降槽。沉降槽沉降下来的细渣由沉降槽搅拌器刮入沉降槽底部,由沉降槽底流泵送往真空带式过滤机。在气化炉开停车过程中,沉降槽底部经常出现堵塞现象,细渣无法连续正常外排,严重影响气化系统稳定长周期运行。为此,行业内纷纷采取了相应的技术措施。

1 原技术解决方案

1.1 方案1

当发现压滤机上料出现异常、细渣出料变少时,及时打开沉降槽底流泵入口配备的低压氮气或冲洗水,向沉降槽底部进行反冲;同时,需要拆开泵入口管线端头堵板,现场进行就地排放,以防反冲后渣中的粗颗粒进入泵内,使底流泵打量变差[1]。该方案在原有设计的基础上,不做任何变更,仅增加了清理疏通的工作量,经过多次反冲排放,将沉降槽底部粗颗粒积渣排放干净后,沉降槽底流泵进行正常送料。但是在开停车过程中,受系统高温水热膨胀影响,管道、沉降槽侧壁及刮耙垢片会脱落带入沉降槽底部出口,多次反冲排放难以将较大垢片带离系统,较大垢片停留在沉降槽底部,使沉降槽底流泵的出料仍有不稳定的现象,长期运行使系统水质变差,管线结垢严重,影响系统稳定运行[2]。

1.2 方案2

在沉降槽底部增加侧排排放口,防止较大垢片卡阻,当出现严重堵塞时,直接用高压水枪对底流泵入口进行疏通,侧排管线进行大流量就地排放,这样基本解决了较大垢片堵塞沉降槽底部出料的问题[3]。但该方案在疏通过程中存在较大作业风险,容易对作业人员产生人身伤害。另外,该方案耗时较长、工作量大,疏通后造成压滤机负荷大,而且就地排放量大,造成周围环境卫生差[4]。

2 现技术解决方案

综合原技术解决方案可知,以上措施都存在较大弊端。对沉降槽底部结构等进行了详细的研究,分析了造成底部堵塞的原因、部位,以及堵塞物(垢片)的成分和硬度,采用了自动粉碎防堵装置机构(简称防堵粉碎装置)。该防堵粉碎装置包括沉降槽刮耙、底流泵及连接至刮耙中心轴与底流泵入口之间的防堵机构,彻底解决沉降槽底部堵塞问题,具体技术方案为:

(1) 考虑到刮耙旋转,将底部积渣带入中心位置,在沉降槽刮耙与中心轴连接下方加2片由中心轴带动的旋转叶片,使刮耙与防堵粉碎装置一起运行,对底部沉积灰渣起到不断搅拌的作用,防止堵塞;另外,防堵粉碎装置在旋转过程中会不断对较大垢片形成挤压粉碎,使细小灰渣顺利通过底流泵入口,经底流泵送往过滤机。

(2) 防堵粉碎装置叶片选用不锈钢材质,不易腐蚀且耐磨,叶片向上旋起。

该防堵粉碎装置针对性强、防堵效果好,同时减少了工作量,使用灵活便捷,达到预期效果。

3 技术对比

结合造成底部堵塞的原因、部位,以及堵塞物(垢片)成分、硬度的分析,针对装置出现沉降槽底部堵塞频次高、对系统水质影响大、处理难度大等疑难问题,使用了防堵粉碎装置,彻底实现了沉降槽底部畅通无堵塞,保证了系统长周期运行,改善了系统水质。此工艺技术与原技术解决方案相比,具有以下优点:

(1) 防堵塞针对性强。根据沉降槽底部排料口构造设计了该防堵粉碎装置,彻底解决了因短时间底流泵停运和开停车过程造成的垢片堵塞等问题,结合沉降槽内部构造,找准堵塞根源,解决了堵塞问题。

(2) 减少了工作量,且装置构造简单、不易腐蚀,制造成本低且安全可靠,沉降槽底流泵周围环境得到了大幅改善。

(3) 保障了系统细渣正常连续外排,为系统长周期稳定运行提供了保障,杜绝了灰浆现场就地排放等环保问题。

4 结语

沉降槽底部的技术改造,彻底解决了垢片堵塞等问题,找准了堵塞根源,解决了堵塞问题,保障了系统稳定长周期运行,提高了产能效益,同时减少了工作量,杜绝了灰浆就地排放,真正做到了清洁环保。