CN110420493B - 煤气化激冷水的过滤装置及过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了煤气化激冷水的过滤装置，其包括第一过滤器、第二过滤器和第一压力检测器，在第一过滤器的第一进水口安装有第一进水阀，第一出水口安装有第一出水阀；在第二过滤器的第二进水口安装有第二进水阀，在第二出水口安装有第二出水阀，在第一进水阀和第二进水阀之间安装有一切换阀；进水管连接在第一进水阀与切换阀之间的第一管道上，第一出水阀连通第二进水阀和切换阀之间的第二管道上，第二出水阀连通出水管，出水管连接在第一压力检测器用于检测第一进水口与第一出水口之间的压力差。其次本申请还公开了使用上述过滤装置的过滤方法。本申请能够减少由于管道堵塞而造成的过滤器无法完全使用，使激冷水的水质下降的问题。

Description

煤气化激冷水的过滤装置及过滤方法

技术领域

本发明涉及煤气化激冷水的过滤装置以及采用该过滤装置的过滤方法。

背景技术

煤气化激冷流程是煤浆（煤粉）与纯氧一起通过烧嘴喷入气化炉，在压力4.0～6.5MPa、温度1300～1500℃的条件下进行部分氧化反应，反应生成的粗煤气和熔渣混合在一起经炉膛底部的激冷环喷淋的激冷水进行激冷后，通过下降管进入激冷室水浴，在激冷室内进行气液分离，熔渣通过锁斗系统排出，以实现气化炉连续运行。激冷水来自洗涤塔，经过激冷水泵加压后送入激冷环，激冷水流量的稳定性对气化炉运行周期有重要影响。

由于气化系统内的水是循环利用的，因此激冷水含固量（煤渣）较高，激冷水泵送出的激冷水经过篮式过滤器过滤后进入激冷环，激冷高温的粗煤气和熔渣，同时防止下降管因过热而烧穿。激冷水过滤器是否具有良好的过滤效果是保证激冷环长周期运行的关键。目前煤气化激冷流程的激冷水过滤器均采取并联方式。正常生产中激冷水过滤器一开一备，由于过滤水中仍含有一定量的固体颗粒，在其中一台激冷水过滤器使用时，过滤水中的固体颗粒会存留在另一台激冷水过滤器的过滤水出口的接管内，并不断聚集，造成接管部分堵塞。当使用的激冷水过滤器的阻力达到设定值，切换到另一台激冷水过滤器时，由于该激冷水过滤器的过滤水出口的接管已经被部分堵塞，导致出水量大幅下降，而且由于堵塞在接管中的固体颗粒还会重新回到过滤水中，导致短期内过滤水中的含杂量大幅度上升，水质不达标，有时会导致气化炉被迫停工，使气化炉的运转周期缩短，气化装置的维修成本上升。

同时这些重新回到激冷水中的固体颗粒还会堵塞气化炉的激冷环上的喷淋孔，造成激冷水无法足量喷入到气化炉内，使得气化炉被迫降低负荷，影响气化炉的正常运转。

发明内容

为减少由于管道堵塞而造成的过滤器无法完全使用，使激冷水的水质下降的问题，本申请首先提出了一种过滤装置，该过滤装置能够有效地降低或避免管道堵塞的问题，具体的技术方案为：

煤气化激冷水的过滤装置，其包括第一过滤器、第二过滤器和第一压力检测器，其中第一过滤器具有第一进水口和第一出水口，第二过滤器具有第二进水口和第二出水口；在第一进水口上安装有第一进水阀，在第一出水口上安装有第一出水阀，在第二进水口上安装有第二进水阀，在第二出水口上安装有第二出水阀；在第一进水阀和第二进水阀之间安装有一切换阀；

第一进水阀经第一管道连通切换阀的一个接口，第二进水阀经第二管道连通切换阀的另一个接口；

进水管连通第一管道，第一出水阀经过渡水管连通第二管道，第二出水阀连通出水管；

该第一压力检测器用于检测第一过滤器的第一进水口与第一出水口之间的压力差。

在该过滤装置中，当单独使用第二过滤器时，仍能够保证过滤面积，完成对激冷水的过滤，使激冷水的水质达标。

第一压力检测器可以为两端分别连通第一进水口和第一出水口的差压变送器，也可以为分别在第一进水口和第一出水口安装压力计。

该过滤装置在常规运行时，切换阀处于关闭状态，激冷水依次经第一过滤器和第二过滤器进行过滤，由于第一过滤器完成了大部分的固体颗粒的截留，仅有少量进入到第二过滤器内，因此第一过滤器将首先达到饱和，需要进行反洗和清理。在反洗和清理第一过滤器的过程中，保持切换阀的开启，使激冷水仅经过第二过滤器，由于单独使用第二过滤器时，仍能保证激冷水的水质达标，因此，在开启切换阀时，沉降在切换阀两端管道内的固体颗粒会被激冷水带入到第二过滤器内并被截留。由此该过滤装置能够持续为气化炉提供合格的激冷水，直到第一过滤器和第二过滤器中所截留的固体颗粒均达到饱和状态，此时，需要将过滤装置全部停止，进行第一过滤器和第二过滤器的反洗和清理。

由于在单独使用第二过滤器时，仍能够提供合格的激冷水，在将第一过滤器完成反洗和清理后，即可投入使用，因此在该过滤装置的单个运行周期内，主要是利用第一过滤器对激冷水进行过滤，第二过滤器仅起到辅助作用，直到第二过滤器内所截留的固体颗粒也达到饱和。由此可以有效地延长整个过滤装置的运行周期，从而延长气化炉的运行周期，避免气化炉因激冷水的问题而导致的降低负荷或停炉，由此降低气化装置的运行成本。

由于过滤器在切换时，过滤器出口管线不存在积渣“死区”，激冷环不会因为积渣而堵塞、激冷水流量降低，气化炉可以高负荷长周期运行。

为了进量减少在切换阀两端管道的长度，进水管与第一管道的连接点到切换阀之间的第一管道为直管，且过渡水管与第二管道的连接点到切换阀之间的第二管道为直管。

进一步，该第一管道至少包括一个三通管件A，该三通管件A的主管形成为第一管道的一部分，进水管经该三通管件A的支管端口连通第一管道；

该第二管道至少包括一个三通管件B，该三通管件B的主管形成为第二管道的一部分，过渡水管经该三通管件B的支管端口连通第二管道。

采用三通管件，可以保证相关管道连接时，管道内壁光滑，流体阻力小。尤其是在对现有装置进行改造时，可以不改变原有过滤器和管道布局，改造简单，投资少，管线不存在袋口。

进一步，进水管与切换阀之间具有最小安装距离。过渡水管与切换阀之间具有最小安装距离。上述两个最小安装距离，是指安装管道或设备时，相关部件之间的距离要符合相关标准的最小的安装距离，在本申请中，是指进水管与第一管道的连接点到切换阀之间的距离要符合相关标准的最小安装距离。或者过渡水管与第二管道的连接点到切换阀之间的距离要符合相关标准的最小安装距离。

采用最小安装距离，可以最大限度地减少切换阀两端管道内所能容纳的固体颗粒的量，而且在运行过程，还可以定时短时间地开启切换阀，以将切换阀两端所堆积的固体颗粒带到第二过滤器内，避免固体颗粒的硬化，造成管道堵塞，影响切换阀的使用。

过渡管线短，积渣少，当第一过滤器差压升高需切出进行反洗时投用第二过滤器时，第二过滤器不会堵塞，使用周期长

进一步，为监控过滤装置进出口之间的压力差，还包括用于检测进水管与出水管之间的压力差的第二压力检测器。该第一压力检测器用于监控进水管与出水管之间的压力差，当该压力差超过一定值时，过滤效果就无法保证激冷水的质量，此时就需要停止过滤装置的使用，并对第一过滤器和第二过滤器进行反洗和清理。通过远传差压表可以实时监控过滤器阻力上升状况，及时采取应对措施。

第二压力检测器可以为两端分别连通进水管和出水管的差压变送器，也可以为分别在进水管和出水管上安装压力计。

为实现上述目标，本申请还提供一种煤气化激冷水的过滤方法，该过滤方法采用上述的煤气化激冷水的过滤装置中的任意一种，该过滤方法具体包括如下步骤：

（1）关闭切换阀，激冷水由第一过滤器过滤后，经过渡水管进入第二管道，然后经第二过滤器过滤后进入出水管，由出水管排出的激冷水在经气化炉后返回进水管，循环使用；

（2）当第一过滤器的第一进水口与第一出水口之间的压力差达到第一设定值时，开启切换阀，关闭第一进水阀和第一出水阀，激冷水仅经过第二过滤器；

对第一过滤器进行反洗并完成；

（3）再次关闭切换阀，并开启第一进水阀和第一出水阀，使激冷水依次经第一过滤器和第二过滤器进行过滤。

利用本过滤方法，使激冷水中大部分的固体颗粒被截留在第一过滤器内，在反洗第一过滤器的过程中，激冷水中的固体颗粒仍能够被第二过滤器截留，以保持激冷水的水质达标。在激冷水依次流经第一过滤器和第二过滤器的过程中，仍会有小量的固体颗粒被沉降在切换阀两端的管道中，但由于该部分管道较短，所能容纳的固体颗粒总量较少，在进行第一过滤器清洗时，切换阀两端管道内所沉降的固体颗粒会被顺利地冲入到第二过滤器内，由此保证在第一过滤器清洗过程中，仍能够提供合格的激冷水，保证了激冷水的连续提供，避免了现有技术中，由于管道堵塞而造成的激冷水量下降，从而导致气化炉无法正常运行的弊端。

当第一过滤器积渣严重，阻力上升可以及时切出清理，第二过滤器仍然可以保证激冷水质量和流量，确保气化炉稳定运行。

进一步，为保证激冷水的质量，当进水管与出水管之间的压力差达到第二设定值时，停止第一过滤器和第二过滤器的过滤，并对第一过滤器和第二过滤器进行反洗，反洗完成后，继续进行步骤（1）。避免激冷环损坏，降低气化炉检修费用。

为避免在过滤装置运行过程中，激冷水中的固体颗粒在切换阀两侧的管道内堆积过多造成结块，在第一过滤器使用过程中，经过第一设定时间后，开启切换阀，在经过第二设定时间后，关闭切换阀。定期开启切换阀，将切换阀两端堆积的固体颗粒带入到第二过滤器内，避免固体颗粒的结块，在定期开启切换阀的过程中，保持第一过滤器的运行。避免过滤器的过滤网堵塞严重，无法在线反洗。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下首先对煤气化激冷水的过滤装置进行说明，请参阅图1，该煤气化激冷水的过滤装置包括第一过滤器10和第二过滤器20，该第一差压变送器73即为权利要求中的第一压力检测器。其中第一过滤器10具有第一进水口11、第一出水口12、第一反洗水进口13和第一反洗水出口14。第一进水阀111安装在第一进水口11上，第一出水阀121安装在第一出水口12上，第一反洗进水阀131安装在第一反洗水进口13上，第一反洗出水阀141安装在第一反洗水出口14上。

第二过滤器20具有第二进水口21、第二出水口22、第二反洗水进口23和第二反洗水出口24。第二进水阀211安装在第二进水口21上，第二出水阀221安装在第二出水口22上，第二反洗进水阀231安装在第二反洗水进口23上，第二反洗出水阀241安装在第二反洗水出口24上。

切换阀51的进口经三通管件A52的主管连通第一进水阀111的进口，切换阀51的出口经三通管件B53的主管连通第二进水阀211的进口。该三通管件A52的主管形成为第一管道112的一部分，三通管件B53的主管形成为第二管道212的一部分。即第一进水阀111经第一管道112连通切换阀51的一个接口，第二进水阀211经第二管道212连通切换阀51的另一个接口。

进水管310三通管件A52的支管端口连通第一管道112，第一出水阀121连接有过渡水管320，该过渡水管320经三通管件B53的支管端口连通第二管道212，第二出水阀221连通出水管330。三通管件A52的支管与主管的连接点到切换阀之间为直管连接，且三通管件B53的支管与主管的连接点到切换阀之间为直管连接。

出水管330连通气化炉的激冷环进口，使激冷水进入到气化炉内对粗煤气和熔渣进行冷却。激冷水由洗涤塔底部抽出经激冷水泵加压后进入进水管310，完成过滤的激冷水进入到激冷室内，在激冷室内进行气液分离，分离出的激冷水排出气化炉进入到洗涤塔内进行洗涤以循环使用。

洗涤管340分别经第一反洗进水阀131和第二反洗进水阀231连通第一过滤器10和第二过滤器20。第一反洗水出口14和第二反洗水出口24均连通废水处理系统。

在进水管310与过渡水管320之间设置有第一压力检测装置700，该第一压力检测装置700包括两端分别连通进水管310与过渡水管320的第一压力检测管70，以及串接在该第一压力检测管70上的第一差压变送器73，在第一差压变送器73两侧均设置有一串接在第一压力检测管70上的第一防爆器72和第一检修阀71，第一检修阀71相对与第一防爆器72距离第一差压变送器73更远。

在进水管310与出水管330之间设置有第二压力检测装置600，该第二压力检测装置600包括两端分别连通进水管310与出水管330的第二压力检测管60，以及串接在该第二压力检测管60上的第二差压变送器63，在第二差压变送器63两侧均设置有一串接在第二压力检测管60上的第二防爆器62和第二检修阀61，第二检修阀61相对与第二防爆器62距离第二差压变送器63更远。

为尽量减少在同步使用第一过滤器和第二过滤器时，进入到切换阀51两侧管道内的固体颗粒，需要最大限度地缩短进水管310在第一管道112上的连接点与切换阀51之间的距离，在本实施例中，即最大限度地缩短三通管件A52的支管与切换阀51之间的第一距离S1。同时需要最大限度地缩短过渡水管320在第二管道212上的连接点与切换阀51之间的距离，在本实施例中，即最大限度地缩短三通管件B532的支管与切换阀51之间的第二距离S2。本实施例中，第一距离S1和第二距离S2均为相关标准的最小安装距离，本实施例中采用标准《HG 20549-1998化工装置管道布置设计规定》中的最小安装距离。

在本实施例中，第一压力检测器和第二压力检测器均采用差压变送器，可以理解，在其它实施例中，第一压力检测器还可以为分别安装在第一进水口和第一出水口上的第一压力计，利用两个第一压力计的检测值来计算第一进水口和第一出水口之间的压力差。第二压力检测器还可以为分别安装在进水管和出水管上的第二压力计，利用两个第二压力计的检测值来计算进水管和出水管之间的压力差。

以下对煤气化激冷水的过滤方法进行说明。

该煤气化激冷水的过滤方法使用上述的煤气化激冷水的过滤装置进行，该过滤方法具体包括如下步骤：

（1）关闭切换阀51，激冷水经进水管310进入过滤装置，然后经三通管件A52和第一进水阀111后进入到第一过滤器10内进行过滤，完成过滤的激冷水由第一出水阀121排出第一过滤器10后进入到过渡水管320内。

激冷水再经由三通管件B53和第二进水阀211后进入到第二过滤器20内，继续进行过滤，然后由第二出水阀221排出第二过滤器20后进入到气化炉内，对高温的粗煤气和熔渣进行冷却，然后进入到激冷室内进行气液，其中的大部分激冷水作为液体排出气化炉，排出气化炉的激冷水进入到洗涤塔内进行洗涤，完成洗涤的激冷水由激冷水泵返回到进水管310内，循环使用。并在激冷水泵的进口补充激冷水，以弥补在气化炉内被消耗掉的部分激冷水。

（2）监控第一差压变送器73所输出的第一过滤器的第一进水口与第一出水口之间的压力差，当该压力差达到第一设定值时，开启切换阀51，关闭第一进水阀111和第一出水阀121，激冷水仅经过第二过滤器20。在本实施例中，第一设定值为0.05MPa。

开启第一反洗进水阀131和第一反洗出水阀141，对第一过滤器10进行反洗，并清理第一过滤器内所沉积的过滤物，完成第一过滤器10的清洗。

（3）再次关闭切换阀，关闭第一反洗进水阀131和第一反洗出水阀141，再开启第一进水阀111和第一出水阀121，使激冷水继续流经第一过滤器10和第二过滤器20进行过滤。

同时监控第二差压变送器63所输出的进水管与出水管之间的压力差，当该压力差达到第二设定值时，停止第一过滤器10和第二过滤器20的过滤，并对第一过滤器和第二过滤器进行反洗，反洗完成后，继续进行步骤（1）。在本实施例中，第二设定值为0.1MPa。

根据不同的要求，上述的第一设定值和第二设定值还可以为其它压力值。

当同时停止第一过滤器和第二过滤器时，由于本实施例中，相对应的气化炉仅设置有一套本实施例中的煤气化激冷水的过滤装置，因此在同时停止第一过滤器和第二过滤器时，需要同步停止气化炉的运行，等待第一过滤器和第二过滤器的清洗完成。

步骤（1）中，在第一过滤器使用过程中，可以经过第一设定时间后，开启切换阀，在经过第二设定时间后，关闭切换阀。例如，可以在每经过两小时后，开启切换阀3分钟，然后再关闭切换阀。

如果同一台气化炉对应有两套以上的过滤装置时，可以切换过滤装置，以使气化炉持续运行。

Claims (5)

1.煤气化激冷水的过滤方法，其特征在于，采用煤气化激冷水的过滤装置进行过滤，该过滤装置包括第一过滤器、第二过滤器和第一压力检测器，其中第一过滤器具有第一进水口和第一出水口，第二过滤器具有第二进水口和第二出水口；在第一进水口上安装有第一进水阀，在第一出水口上安装有第一出水阀，在第二进水口上安装有第二进水阀，在第二出水口上安装有第二出水阀；在第一进水阀和第二进水阀之间安装有一切换阀；

第一进水阀经第一管道连通切换阀的一个接口，第二进水阀经第二管道连通切换阀的另一个接口；

进水管连通第一管道，第一出水阀经过渡水管连通第二管道，第二出水阀连通出水管；

该第一压力检测器用于检测第一过滤器的第一进水口与第一出水口之间的压力差；

该过滤方法包括如下步骤：

（1）关闭切换阀，激冷水由第一过滤器过滤后，经过渡水管进入第二管道，然后经第二过滤器过滤后进入出水管，由出水管排出的激冷水在经气化炉后返回进水管，循环使用；

（2）当第一过滤器的第一进水口与第一出水口之间的压力差达到第一设定值时，开启切换阀，关闭第一进水阀和第一出水阀，激冷水仅经过第二过滤器；

对第一过滤器进行反洗并完成；

（3）再次关闭切换阀，并开启第一进水阀和第一出水阀，使激冷水依次经第一过滤器和第二过滤器进行过滤；

在第一过滤器使用过程中，经过第一设定时间后，开启切换阀，在经过第二设定时间后，关闭切换阀；

当进水管与出水管之间的压力差达到第二设定值时，停止第一过滤器和第二过滤器的过滤，并对第一过滤器和第二过滤器进行反洗，反洗完成后，继续进行步骤（1）。

2.根据权利要求1所述的过滤方法，其特征在于，

该第一管道至少包括一个三通管件A，该三通管件A的主管形成为第一管道的一部分，进水管经该三通管件A的支管端口连通第一管道；

该第二管道至少包括一个三通管件B，该三通管件B的主管形成为第二管道的一部分，过渡水管经该三通管件B的支管端口连通第二管道。

3.根据权利要求1或2所述的过滤方法，其特征在于，进水管与切换阀之间具有最小安装距离。

4.根据权利要求1或2所述的过滤方法，其特征在于，过渡水管与切换阀之间具有最小安装距离。

5.根据权利要求1或2所述的过滤方法，其特征在于，还包括用于检测进水管与出水管之间的压力差的第二压力检测器。

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