张晓永，成维
（河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城476600）
［摘 要］河南龙宇煤化工有限公司Shell粉煤气化装置自2008年投运以来，随着运行时间的延长和环保要求的不断提高，气化水系统管线泄漏、设备内部堵塞、现场环境卫生差等问题逐渐凸显。为此，龙宇煤化对气化水系统采取了一系列有针对性的优化改进措施，包括优化系统流程、升级酸火炬连通管线材质、将真空过滤机改为离心式卧螺机、循环水储罐补水由泵输改为重力作用溢流、各储罐液位控制改为通过机泵变频器调节、各收集罐顶部空冷器加装喷淋装置等。优化改进后，现场环境卫生状况大为改善，生产操作方便简洁，现场设备检修作业频次明显降低，为Shell粉煤气化装置的长周期稳定运行奠定了基础。
［关键词］Shell粉煤气化装置；气化水系统；除渣单元；湿洗单元；运行问题；优化改进
［中图分类号］TQ546.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2024）03-0013-03
0 引 言
河南龙宇煤化工有限公司（简称龙宇煤化）气化装置采用Shell粉煤加压气化工艺。其中，合成气除渣单元和湿洗单元产生的废水汇集至气化水系统进行预处理。气化水系统的良好运行是Shell粉煤气化装置长周期稳定运行的保障。龙宇煤化Shell粉煤气化装置自2008年投运以来，随着运行时间的延长和环保要求的不断提高，处理渣水和湿洗单元外排水的气化水系统之管线泄漏、设备内部堵塞、现场环境卫生差等问题逐渐凸显，伴随着设备设施故障频发，检修工作风险程度也逐渐增高，严重影响着气化装置的长周期、安全、稳定运行。通过对气化水系统运行问题进行深入分析，并采取一系列优化改进措施后，气化水系统现场环境状况大为改善，生产操作方便简洁，设备运行周期明显延长。以下对有关情况作一介绍。
1 气化水系统工艺流程简介
Shell粉煤气化水系统的主要任务是对除渣单元排出的渣水和湿洗单元排出的洗涤水进行简单处理，处理后的废水大部分供除渣系统循环使用，小部分送至污水处理厂进一步处理。气化水处理系统收集来的渣水和洗涤水，首先进入汽提塔内进行酸性气汽提——0.6 MPa低压饱和蒸汽自下而上与自上而下的渣水和洗涤水在汽提塔内的填料层充分接触，溶解在渣水和洗涤水中的酸性气如CO2、H2S、HCN、HCl及NH3等被解吸出来，为保持汽提效果，维持汽提塔操作温度在125～130 ℃、操作压力在0.18～0.25 MPa；从汽提塔中解吸出来的酸性气随蒸汽一起进入空冷器换热降温至90 ℃而实现气液分离，分离下来的液体部分送回汽提塔内循环利用，分离出的酸性气送入酸火炬系统焚烧处理后排放。从渣水单元来的渣水灰分含量高，从湿洗单元来的洗涤水酸性气含量高，为防止渣水和洗涤水中的Ca2+、Mg2+与CO32-在汽提塔填料层形成碳酸钙、碳酸镁沉淀，汽提塔设置有2个填料层，从除渣单元来的渣水进入下部填料层，从湿洗单元来的洗涤水以及其他单元收集的废水进入上部填料层，为避免在汽提塔填料层形成碳酸钙、碳酸镁沉淀，本装置采取了进一步措施——将除渣单元来的渣水先送至沉降槽中沉降，经絮凝剂絮凝沉降后的上部清液依靠重力进入澄清槽中，再由澄清液泵送至各使用点；沉降槽下部的泥浆则通过泥浆泵送至卧螺机中进行分离，滤液与汽提后的洗涤水最终在沉降槽中汇合。
在灰浆浓缩系统中，界区内收集的污水及捞渣机洗渣后的灰水从沉降槽一侧加入，为促进固体颗粒沉降，在沉降槽灰水加入口同时加入一定比例的絮凝剂，渣水中的悬浮物经絮凝剂作用加速浓缩、长大、沉降后，较为干净的水从沉降槽另一侧溢流进入溢流槽，再经分配系统进入各工艺控制点；沉降槽中沉淀下来的灰浆落入澄清槽底部，通过刮灰栅耙将灰浆收集到锥底，再通过底部灰浆泵打到泥浆存储罐，在泥浆存储罐中，灰浆得到进一步澄清、沉淀，从泥浆存储罐底部排出的灰浆固含量一般已达25%，由泥浆泵送至卧螺机，经卧螺机分离后固含量达73%的煤泥收集后被大车运出，卧螺机滤出的清液则被滤液泵送至澄清槽中循环使用。
2 气化水系统运行问题及其影响
2.1 管线因腐蚀/冲刷磨损而泄漏
2.1.1 加酸管线及后管段腐蚀泄漏
气化水系统的主要任务处理除渣单元排出的渣水和湿洗单元排出的洗涤水，而除渣单元排出的渣水中Ca2+、Mg2+含量较高，湿洗单元排出的洗涤水中CO32-含量较高，2股污水在汽提塔内接触后会生成碳酸钙、碳酸镁等结垢物而造成管线、设备堵塞，严重影响气化装置的正常运行。为减少垢物的形成，需通过添加酸液调节系统的pH以维持弱酸环境，酸液在渣水给料泵和洗涤水给料泵出口加入。气化水系统设计压力为0.20 MPa，为了能让酸液正常加入到气化水系统中并与物料充分混合，控制酸液压力在0.35 MPa。气化水系统运行过程中，在酸液的强腐蚀性及压力作用下，加酸管线及后管段出现腐蚀泄漏，泄漏的酸液对操作平台及周围造成腐蚀，由此给生产操作和现场人员带来严重的安全隐患。
2.1.2 去酸火炬管线腐蚀泄漏
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