張志穎

(河南龍宇煤化工有限公司 , 河南 永城 476000)

1 濕洗單元工藝流程

從干法除灰系統(tǒng)來(lái)的合成氣溫度335 ℃,灰含量<5 mg/Nm3進(jìn)入濕洗系統(tǒng)。首先合成氣通過(guò)文丘里洗滌器與循環(huán)水充分混合,然后氣水混合物進(jìn)入填料床洗滌器C1601底部,合成氣從洗滌器底部水層中溢出進(jìn)入填料床層,與洗滌水逆向流動(dòng)充分接觸,不僅降低了合成氣中的細(xì)灰含量(控制在1 mg/Nm3以下),而且使合成氣溫度降到168 ℃。合成氣通過(guò)C1601頂部氣水分離器后離開C1601洗滌器,分成兩股,一股去下游甲醇變換工段;另一股與干法除灰系統(tǒng)來(lái)的部分合成氣混合后去冷激氣壓縮機(jī)。濕洗循環(huán)水中含有一定濃度的固體顆粒,為平衡循環(huán)水中的灰分含量,需排放一部分循環(huán)水量,同時(shí)循環(huán)水也洗去了合成氣中部分的酸性氣體,使得循環(huán)水呈酸性。在循環(huán)水泵后設(shè)有一個(gè)循環(huán)水pH值在線分析儀,隨時(shí)記錄循環(huán)水中pH值高低。為了防止酸液對(duì)設(shè)備、管線、閥門等整個(gè)系統(tǒng)的腐蝕,在循環(huán)水進(jìn)入文丘里洗滌器前加入20%的堿液。其流量受合成氣流量和pH值控制,以合成氣流量控制為主,pH值控制為副,在正常工況下pH值控制在7.5左右。同時(shí)對(duì)從洗滌塔出來(lái)的合成氣進(jìn)行在線氣體分析,分析內(nèi)容包括H2、CO、CO2、H2S、COS、N2、CH4、NH3、O2等。通過(guò)氣體分析調(diào)整氣化爐運(yùn)行工況,停開車時(shí)的系統(tǒng)置換也在此進(jìn)行惰性分析。

圖1 濕洗單元工藝流程簡(jiǎn)圖

2 濕洗單元運(yùn)行過(guò)程中遇到的問(wèn)題

2.1 濕洗塔出口壓力控制問(wèn)題

濕洗塔出口壓力是通過(guò)控制閥13PV0076來(lái)實(shí)現(xiàn)的,此閥門設(shè)計(jì)為前后壓差自動(dòng)控制,由于壓差表偏差、故障等原因,閥門開度波動(dòng)較大,對(duì)氣化爐壓力穩(wěn)定及壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。

2.2 冷凝液和鍋爐水補(bǔ)水管線經(jīng)常泄漏問(wèn)題

C1601的補(bǔ)水為甲醇變換工藝?yán)淠?此冷凝液內(nèi)含有氯離子(1 000～1 500 mg/L),易對(duì)C1601補(bǔ)水管線造成腐蝕,尤其是補(bǔ)水管線33PV0008A、16FV0014調(diào)節(jié)閥后管線受腐蝕和沖刷的雙重影響,經(jīng)常出現(xiàn)泄漏。

2.3 填料壓差變化及運(yùn)行流量變化的調(diào)整問(wèn)題

經(jīng)過(guò)干法除灰的合成氣首先進(jìn)入J1602文丘里洗滌器進(jìn)行洗滌,洗滌后的合成氣在進(jìn)入C1601濕洗塔底部與C1601循環(huán)水逆流接觸,除去合成氣中的酸性氣體和飛灰。隨著裝置運(yùn)行周期的延長(zhǎng),飛灰黏附在J1602文丘里洗滌器噴淋頭,堵塞噴淋頭導(dǎo)致噴淋水流量16FI0012/15流量降低,致使洗滌效果差,造成C1601濕洗塔內(nèi)填料層上垢層堆積,最終表現(xiàn)為C1601填料層的壓差增大。

2.4 外送合成氣管線及取壓管根部腐蝕泄漏問(wèn)題

外送合成氣管線由于水汽含量高,在一些氣體不流通的管道腐蝕嚴(yán)重,管線腐蝕后造成氣化裝置與甲醇變換工序之間管線經(jīng)常在焊縫或彎頭處出現(xiàn)漏點(diǎn);同時(shí)管線上的取壓點(diǎn)根部也多處出現(xiàn)泄漏,使氣化爐被迫停車,造成較大經(jīng)濟(jì)損失。原來(lái)外送合成氣管線材料為碳鋼,在氯化物環(huán)境下存在應(yīng)力腐蝕開裂的危險(xiǎn),存在嚴(yán)重的安全隱患。

3 目前裝置采取的有效措施

①針對(duì)13PV0076控制過(guò)程中造成氣化爐壓力波動(dòng)的現(xiàn)象,將調(diào)節(jié)閥13PV0076由原來(lái)自動(dòng)控制改為手動(dòng)控制,通過(guò)調(diào)整能夠保證壓縮機(jī)入口溫度控制在205 ℃左右。調(diào)節(jié)閥13PV0076開度55%～65%,可以滿足裝置流量和溫度調(diào)整的要求。

②濕洗塔補(bǔ)水改為工藝?yán)淠褐?補(bǔ)水管線頻繁出現(xiàn)泄漏。補(bǔ)水管線33PV0008AB上面只有2道調(diào)節(jié)閥,出現(xiàn)泄漏后無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效隔離。帶壓堵漏難度較大,利用大修機(jī)會(huì)在補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥16FV0014前后各加一道手閥,保證調(diào)節(jié)閥故障或泄漏時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)有效隔離。在16FV0014處對(duì)原來(lái)閥門材質(zhì)進(jìn)行升級(jí),并對(duì)閥門容易沖刷腐蝕處進(jìn)行加厚貼補(bǔ)處理。為降低腐蝕加大液堿的量,控制循環(huán)水pH值在6左右。原來(lái)液堿儲(chǔ)罐容量太小,改造后在原來(lái)儲(chǔ)罐旁邊添加一臺(tái)35 t儲(chǔ)量的備用罐,可單獨(dú)給加堿泵供液,也可通過(guò)上下連通閥給原儲(chǔ)罐補(bǔ)充液堿。為保證循環(huán)水質(zhì)量,加大外排水的量,由原來(lái)5～7 Nm3/h調(diào)至13～15 Nm3/h。同時(shí)在煤質(zhì)上要求Cl-嚴(yán)格控制在0.05%以下。

③濕洗塔運(yùn)行一段時(shí)間后,填料層壓差會(huì)出現(xiàn)微量上漲,去文丘里洗滌器的補(bǔ)水和塔部上層流量也會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)。分析原因?yàn)閮蓚€(gè)調(diào)節(jié)閥節(jié)流面積小,循環(huán)水中含有少量的垢片,在調(diào)節(jié)閥閥芯處及文丘里噴嘴處出現(xiàn)堵塞。這兩股來(lái)水都由P1601泵提供,在流量低了之后經(jīng)常啟動(dòng)雙泵來(lái)提高出口的流量和壓力,同時(shí)保證調(diào)節(jié)閥在較大開度,并且擴(kuò)大文丘里內(nèi)噴嘴出水孔直徑來(lái)緩解流量下降現(xiàn)象。

④316L不銹鋼管在Cl-環(huán)境中易腐蝕,為此將濕洗塔外送管線由原來(lái)的碳鋼改為規(guī)格型號(hào)為Ф457×(14+3)20G+316L(帶有316L防腐內(nèi)襯+外部20號(hào)碳鋼管線),同時(shí)合成氣管線上的取壓點(diǎn)由原來(lái)的普通取壓口改為18“變4”316L取壓管臺(tái)。并按要求在裝置停車檢修之前進(jìn)行氮?dú)庵脫Q,完畢之后進(jìn)行在沒(méi)有檢修任務(wù)時(shí)對(duì)管線進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)。

4 優(yōu)化后的運(yùn)行效果

①氣化爐在負(fù)荷及后系統(tǒng)穩(wěn)定條件下, 13PV0076閥門手動(dòng)維持55%,氣化爐壓力波動(dòng)在10 kPa以內(nèi),壓縮機(jī)輸送氣量在22.5萬(wàn)Nm3/h,壓縮機(jī)入口溫度、振值等參數(shù)穩(wěn)定。②濕洗塔補(bǔ)水系統(tǒng)可以有效隔離,即使調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障,現(xiàn)場(chǎng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)閥旁路手閥滿足補(bǔ)水要求。大大減小了氣化爐因濕洗塔補(bǔ)水問(wèn)題造成的停車風(fēng)險(xiǎn)。增加的備用液堿儲(chǔ)罐大大減少了外來(lái)液堿的加車頻次,減少了液堿裝卸階段最危險(xiǎn)的操作過(guò)程。③濕洗塔運(yùn)行一段時(shí)間后,整體過(guò)程存在結(jié)垢現(xiàn)象,表現(xiàn)為去洗滌塔及塔頂部?jī)纱罅髁砍霈F(xiàn)下降現(xiàn)象。為緩解因流量下降造成濕洗塔出口溫度的波動(dòng),當(dāng)兩個(gè)流量低于80 m3/h時(shí),通過(guò)16FV0012/15及旁路進(jìn)行調(diào)整,在調(diào)整過(guò)程中流量變化不大時(shí)才會(huì)考慮啟動(dòng)P1601雙泵運(yùn)行,同時(shí)通過(guò)開關(guān)外水開關(guān)閥16XV0017改變出口壓力來(lái)對(duì)堵塞部位進(jìn)行沖洗。經(jīng)過(guò)調(diào)整,16FV0012/15兩個(gè)流量均能保持在85 m3/h左右,出口合成氣溫度也能保持相對(duì)穩(wěn)定。④對(duì)外送合成氣管線改造后的兩年時(shí)間內(nèi)此管段未出現(xiàn)一次管線泄漏現(xiàn)象,同時(shí)在最近一次的停車檢修中對(duì)管線的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),其腐蝕量基本可以忽略不計(jì),取壓管臺(tái)也未再出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。