孔德會（天保中天科技（天津）股份有限公司，天津300308）

在煤氣化工藝技術(shù)的具體應(yīng)用過程中會涉及很多類型的列管式換熱器，其中高壓閃蒸換熱器就是其中至關(guān)重要的組成部分。閃蒸系統(tǒng)在多個行業(yè)和領(lǐng)域中都得到了十分廣泛的應(yīng)用，特別是在化工，食品以及醫(yī)藥等行業(yè)中，所呈現(xiàn)出的應(yīng)用優(yōu)勢特別顯著。結(jié)合這樣的情況可見，對于煤氣化閃蒸系統(tǒng)的熱交換效率提高策略和相關(guān)內(nèi)容進行分析是十分重要而且必要的。

1 煤氣化閃蒸系統(tǒng)概述

煤氣化技術(shù)有著十分廣泛的應(yīng)用場景，在大型工業(yè)化運行過程中所涉及的煤氣化技術(shù)主要包括固定床氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)、氣流床氣化技術(shù)。從具體的應(yīng)用實踐來看，特別是在滌綸短纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，在實際的生產(chǎn)環(huán)節(jié)要有效應(yīng)用蒸汽針對滌綸絲束進行有效加熱，此時會產(chǎn)生特別多的冷凝水。在這個過程中，煤氣化閃蒸系統(tǒng)可以切實有效的發(fā)揮閃蒸分離冷凝水和二次蒸汽的作用和價值，使其充分的分離和提取。所以對于閃蒸系統(tǒng)進行科學(xué)合理的設(shè)計，可以有效節(jié)約飽和蒸汽的能耗，在更大程度上提升熱交換的效率，與此同時，也可以更有效的回收冷凝水，使資源得到節(jié)約和循環(huán)利用。

2 閃蒸的原理及問題

2.1 基本原理

通常情況下我們所稱之為的閃蒸主要指的是結(jié)合實際情況，有針對性的利用物質(zhì)沸點在壓力的作用之下，會逐步升高的物理特性，他們在飽和水的高壓之下融入到低壓容器中，會在特別短的時間內(nèi)急劇下降，由此使得流體溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于此壓力下的沸點，因此，在閃蒸罐流體會在特別短的時間內(nèi)出現(xiàn)氣化現(xiàn)象，在這樣的情況下造成該飽和水轉(zhuǎn)變成為容器壓力下的飽和水蒸氣。在相應(yīng)的煤氣化閃蒸系統(tǒng)裝置中，閃蒸主要是結(jié)合具體情況，有針對性的凈化處理高溫高壓灰水，然后對其進行回收冷卻和再利用，把水中的酸性氣體進行有效去除，以此對其進行循環(huán)的利用，這樣能夠在更大程度上有效減少對于管道的腐蝕，使設(shè)備的使用壽命進一步延長。與此同時，也可以使補水量進一步降低，對其展開二次使用。

2.2 相關(guān)問題

在氣化系統(tǒng)灰水處理單元里面特別關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就包括閃蒸，但是，氣化爐激冷室和洗滌塔排水量所處的狀態(tài)并不夠穩(wěn)定，缺少持續(xù)性，這樣的情況就會導(dǎo)致閃蒸罐液位有很大的波動性，在這樣的情況下就會使得導(dǎo)管被嚴(yán)重堵塞，設(shè)備有大量積灰、冒頂?shù)?，此類問題導(dǎo)致管道出現(xiàn)震蕩，在很大程度上腐蝕掉真空閃蒸灰水泵等等，一系列相關(guān)問題就會造成整個系統(tǒng)的超溫超壓與水循環(huán)受到嚴(yán)重阻礙，由此就會使得閃蒸效果大打折扣，甚至在很大程度上阻塞換熱器列管，與此同時也會大幅度的降低閃蒸汽換熱之后所生成的冷凝液的數(shù)量，閃蒸汽經(jīng)火炬放空后，會損失掉很多熱量，與此同時，在處理過程中也埋下很多安全隱患。，甚至導(dǎo)致氣化爐停止運行，使其受到嚴(yán)重?fù)p壞。

3 煤氣化工藝

3.1 煤氣化系統(tǒng)

在具體的生產(chǎn)過程中，特別是煤制甲醇的制作過程中，煤氣化系統(tǒng)是十分重要的核心內(nèi)容，從實踐情況來看，我國的煤氣化系統(tǒng)主要采用國內(nèi)自主研發(fā)的兩段式干煤粉加壓氣化爐(氣流床)煤氣化工藝技術(shù)。煤氣化是煤粉、氧氣在持續(xù)加壓的情況下進一步流入到氣化爐內(nèi)部，在既定的時間內(nèi)升溫、揮發(fā)分脫除等相關(guān)方面的化學(xué)或者物理變化，在這個過程中，會產(chǎn)生相對應(yīng)的合成氣體，例如，H2和CO為主的合成氣。煤氣化工藝在事件的過程中主要是采取干煤粉加壓進料方式，其氣化劑主要是純氧，它的反應(yīng)溫度可以高達(dá)1400C~1600°C。在具體應(yīng)用過程中所涉及的煤氣化裝置由多個工程單元有機組成，例如，其組成部分主要包括磨煤與干燥單元、煤粉加壓輸送單元、煤粉氣化單元、除渣單元、濕洗單元、灰水處理單元等相關(guān)內(nèi)容，在灰水處理單元中可以進行氣體和液體的分離。

3.2 灰水處理單元

在灰水處理單元的運行過程中，除渣單元、濕洗單元及其它裝置輸送而來的廢水進入中壓閃蒸罐，閃蒸之后就會把灰水通過底部的管道輸送到真空閃蒸罐內(nèi)部，在這個過程中對其進行二次閃蒸，由此就會使得氣體由閃蒸罐頂部釋放出來。中壓閃蒸罐閃蒸出來的氣體通過中壓閃蒸冷凝器和中壓閃蒸水冷器與循環(huán)冷卻水展開相對應(yīng)的熱交換，在熱交換完成之后，閃蒸汽溫度出現(xiàn)十分劇烈的下降，換熱之后氣體因為劇烈的降溫而生成相對應(yīng)的冷凝液，在冷凝液進入到中閃氣液分離罐分離，把酸性氣體送到火炬，冷凝液進入循環(huán)水罐，對其進行二次利用。真空閃蒸罐二次閃蒸之后的閃蒸汽通過真閃冷凝器和真閃冷凝器與循環(huán)冷卻水進行熱交換，在這個過程中閃蒸氣的溫度進一步降低，換熱之后的冷凝液到達(dá)蒸閃氣液分離罐分離，酸性氣體外排至火炬，冷凝液通過真空閃蒸冷凝液泵送到循環(huán)水罐中進行回水利用。

4 換熱器可能導(dǎo)致的相關(guān)問題分析

灰水處理中應(yīng)用多個系統(tǒng)輸送而來的高溫高壓灰水內(nèi)部有特別多的具有腐蝕性的介質(zhì)，對其進行排放或者二次回收利用時，都極有可能在很大程度上腐蝕管道和相關(guān)設(shè)備，同時對于環(huán)境也有很大的污染?；宜ㄟ^多級閃蒸之后進一步解析出所含有的酸性氣體，由此可以使管道及其設(shè)備的使用壽命進一步延長。針對換熱器換熱效果比較差的相關(guān)問題而言，所涉及的解決方法包括換熱器循環(huán)水反洗沖法和零背壓排放法，但是從根本上來講，這樣的解決方法無法真正意義上根除換熱器列管堵塞等相關(guān)問題。

如果換熱器的效果比較差，極有可能導(dǎo)致閃蒸氣的溫度持續(xù)升高，在這樣的情況下無法實施冷凝，由此會造成閃蒸汽被大批量的釋放，在這樣情況下就會加劇水資源浪費問題。同時也會在更大程度上提升壓閃蒸罐壓力，使安全閥起跳，真空閃蒸回水泵被嚴(yán)重腐蝕，使得真空閃蒸泵抽負(fù)效果大打折扣，其罐體內(nèi)部無法形成真空，形成大量的閃蒸汽導(dǎo)致管道震蕩，使企業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，而且長周期運行等受到極大的阻礙。所以針對這樣的情況，在實際的發(fā)展過程中要著重針對相關(guān)設(shè)備進行優(yōu)化和更新，使其應(yīng)用優(yōu)勢得到充分的體現(xiàn)。

5 提升煤氣化閃蒸系統(tǒng)熱交換效率的策略

因為閃蒸氣體有著特別強烈的高腐蝕性，極有可能腐蝕掉換熱管，使其表面出現(xiàn)結(jié)垢、脫皮的問題，對于換熱效果造成嚴(yán)重影響，使換熱管極有可能產(chǎn)生堵塞的問題，隨著壁厚進一步減少，使得換熱管出現(xiàn)破裂的問題，對其生產(chǎn)效率的提升造成嚴(yán)重影響。對此，采用循環(huán)水反沖洗法無法解決相關(guān)方面的問題，所以，要把換熱器列管進行根本上的替換，盡可能有效應(yīng)用抗腐蝕性能更顯著的不銹鋼列管，由此在更大程度上提升熱交換效率，從根本上有效規(guī)避換熱管出現(xiàn)破裂或者堵塞等相關(guān)問題。

6 結(jié)語

綜上所述，通過上文的分析，我們能夠充分看出，為了在最大程度上提升煤氣化產(chǎn)生系統(tǒng)的熱交換效率，需要對換氣管進行不斷的優(yōu)化和完善，使相關(guān)技術(shù)得到有效應(yīng)用，有效應(yīng)用不銹鋼列管，并對其進行不斷的改造，從根本上有效避免排放的物質(zhì)造成大氣污染，浪費水資源。