GE水煤浆气化装置渣水分离问题探讨

毛兆锋，李志祥，刘 泽

（神华包头煤化工有限责任公司，内蒙古包头014000）

［摘要］以神华包头煤化工有限责任公司GE水煤浆气化装置为例，简介其2种排渣方式，对渣水分离系统出现的问题进行分析、探讨与总结，并提出解决方案。

［关键词］ GE水煤浆气化；渣水分离系统；排渣方式；问题解决；固体废渣利用

［中图分类号］ TQ 546 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004-9932（2015）04-0031-03

GE水煤浆气化装置作为神华包头煤化工有限责任公司1 800 kt/a甲醇装置的龙头，其运行的平稳程度直接决定后系统的连续生产状况。从气化装置开车近5 a来的运行情况尤其是开车初期来看，气化炉运行周期较短、计划停车次数偏多。气化装置的连续稳定运行受诸多操作变量因素的影响，本文着重从气化渣水分离方面着手，对渣水分离系统出现问题的原因进行剖析探究，并针对现有的煤气化装置的运行状况提出可行的解决方案。

1 渣水分离系统介绍

1.1 渣水分离的重要性

GE水煤浆气化为高温下（1 350 ℃）以浓度60%（质量分数）左右的水煤浆、纯度＞99.6%的氧气为原料进行的加压(6.5 MPa)气化，反应生成的高温粗煤气及溶渣进入激冷室冷却，原料煤中灰分等杂质变成的熔融态的粗渣经激冷水降温后固化，在激冷室底部与激冷水沉降分离后经锁斗排到渣池；气化炉激冷室中洗涤粗煤气后的大黑水和后续系统洗涤塔中洗涤粗煤气后的小黑水分别从底部排送至闪蒸系统进行4级闪蒸处理，进而实现细渣与灰水的分离。无论粗渣还是细渣，渣水分离的目的都是为了循环利用灰水，排出废渣，达到清洁利用灰水的目的。如果固体废渣不能及时排放，将导致整个系统水质下降，系统内管线极易挂渣堵塞，水煤气向后系统带灰量增加，附着在下游变换催化剂上使其活性降低；向公用工程定期排放的废水水质变差，将导致整个公用工程处理负荷增大，严重时影响整个公司的公用系统用水。

1.2 渣水分离流程概述

粗渣处理排放过程：煤中主要灰分及杂质等形成的熔融态粗渣经激冷水急冷后沉降至激冷室底部，经锁斗自动（事故时手动）收渣系统送入渣池前仓，在渣池前仓自由沉降5～10 min后，渣池溢流阀打开，较澄清水送往后仓；前仓粗渣经沉降分离后，由刮板输送机捞出送至粗渣输送系统。当渣池出现故障时，锁斗内的渣水将排向研磨水池，粗渣由抓斗机捞出，再由渣车送至渣场。细渣处理排放过程：来自气化炉和洗涤塔底部的大、小黑水经过4级闪蒸浓缩、降温后，送往沉降槽中进行沉降，为加速沉降槽中固体颗粒的沉降，在闪蒸罐至沉降槽进料管线中加入絮凝剂，沉降后的黑水送往带式真空过滤机过滤脱水，滤饼经渣车送出界区；沉降槽上层澄清液溢流至灰水槽后返回气化系统循环利用，少量排放。

2 渣水分离问题探讨

2.1 渣水分离的影响因素

在GE水煤浆气化工艺中，原料煤品质是影响渣水分离效果最重要的因素——原料煤灰分的高低、灰熔点的高低以及内水含量的多少直接影响着系统渣水分离的效果。原料煤灰分升高、灰熔点升高，不仅氧耗和煤耗增加，而且气化炉排渣量也增加；为保证气化炉正常排渣，需要提高氧煤比，这样会导致大、小黑水温度偏高，不利于渣水的分离。内水含量增加会导致煤浆浓度降低、炉温升高、产品气中有效气含量降低，需要降低氧煤比，稳定产品气中有效气含量，但会导致气化炉排渣不畅。

其次是工艺控制指标、操作方面的影响因素。在原料煤品质一定的情况下，中控人员要监控操作好，尤其是气化单元、渣水单元的稳定运行，严格控制好各项工艺指标；其中，气化炉炉温控制，闪蒸系统温度、压力的控制，水循环系统的控制以及三剂（添加剂、絮凝剂、分散剂）的加入量至关重要。

最后是设备类型及尺寸的影响。如气化炉激冷室容积的大小、上升管与下降管尺寸及环形间隙的大小、大小黑水管线管径的大小等。为改善气化系统的循环水水质，闫国富［1］提出的对气化炉的改造，主要是通过增大上升管内径、扩大下降管与上升管之间的环隙面积，降低粗煤气的流速，从而减少粗煤气向后系统的带水带灰；或者新增气化炉，降低单台气化炉的负荷等。

更多内容请见《中氮肥》2015年第4期