龙宇煤化工壳牌煤气化渣系统泄压时存在的问题及改造

河南煤业化工集团龙宇煤化工有限公司的50万t/a甲醇项目采用壳牌干煤粉气流床加压气化工艺，合成气冷却器采用水冷壁结构，无耐火砖衬里，维护量较少，可使气化反应在1400～1600 ℃温度下运行，碳转化率高，有效气成分（CO+H2）和冷煤气效率也很高，渣系统采用液态排渣。渣系统的目的是冷却、造粒和排放，因此气化炉底部安装了1个水浴（渣池），液态渣流入渣池时，它被激冷、固化并分散成颗粒，大渣块经破渣机破碎后进入渣收集罐。

       排渣通过排渣程序进行：渣收集罐和渣排放罐联通，收渣30 min后隔离；渣排放罐泄压，第一阶段向火炬泄压，压力由3.9 MPa降至0.25 MPa，第二阶段向湿洗系统的气液分离器泄压，泄压至常压后，渣排放罐向渣脱水槽排渣，排出的渣通过捞渣机和长、短皮带输送至渣场；排渣结束后，渣排放罐冲水，待液位高报后用高压氮气加压，压力条件满足后，再与渣收集罐联通，完成1个循环。

       尽管排渣是按排渣程序进行，但排渣系统在泄压时存在如下一些问题。

      （1）第一阶段泄压期间，由于压力在短时间内从3.9 MPa泄至0.25 MPa，高压气体经1个调节阀、1个开关阀和孔板降压节流后直接排放至火炬管线，因渣排放罐内主要是渣水混合物，仅含有少量气体，在泄压时会带出部分渣水，渣水随气体进入火炬管线，渣排放罐约1 h排渣1次，经过多次排渣泄压累积，就有大量的水带入火炬管线，造成火炬管线带水严重，极易在使用火炬管线时导致水击。为此，将火炬导淋加粗，但仍没有从根本上解决火炬带水问题，一直影响着公司的安全生产。

      （2）第二阶段向气液分离器泄压期间，压力从0.25 MPa泄至常压，由于压力调节阀阀体上带有较细的变径，将DN80 mm的泄压管线变为DN40 mm，气体通过该管段泄压较慢，而且变径处容易被气体夹带的渣水混合物堵塞，造成第二阶段泄压时间过长，影响排渣时间。

       针对上述问题，2009年5月系统大修期间，我们经过认真分析、计算后，对渣系统泄压管道进行了全面改造。

      （1）针对火炬带水问题，在火炬泄压阀后，增加1个同管径的支管，用来连接DN600 mm、高4000 mm的管段，该DN600 mm管段用作气液分离器，将渣排放罐排放气直接通过该气液分离器放空，混合物从侧向进入分离器。分离出的气体通过顶部DN150 mm的放空管线引至标高90 m放空；分离出的液体分成两股：一股用底部DN150 mm管线排入捞渣池渣脱水槽内循环利用，另外一股在捞渣机故障时排入地沟。为了防止分离出的渣水堵塞底部排放管线，在排放管上增加1股DN50 mm的循环水对管线进行冲洗。

       为避免气液分离器故障时影响正常生产，在泄压阀后和气液分离器后分别安装1个插板阀，以便在火炬泄压和分离器泄压之间进行切换。

      （2）对于第二阶段泄压时间过长问题，拆除泄压管线上的压力调节阀，用同等管径DN80 mm短节代替，取消第二阶段向湿洗系统的气液分离器泄压，直接通过该气液分离器将渣排放罐泄至常压。这也避免了渣水进入后系统造成的影响。

      （3）对排渣系统的顺控程序进行相应的变更，使之与现场改造相适应。

经过以上改造后，开车结果表明，改造完全成功，不但能完全满足生产要求，还彻底解决了火炬带水问题，消除了影响安全生产的重大隐患，为系统长周期、稳定运行提供了保障。