王志敏1，贾博2，吴鳌三2，吴国强2，侯茂林2
（1浙江荣盛控股集团有限公司，浙江 杭州311000；2 浙江石油化工有限公司，浙江 舟山316000）
［摘 要］浙江石油化工有限公司煤焦（原料煤+延迟焦化装置副产石油焦）气化装置采用6.5 MPa多喷嘴对置式水煤浆气化炉，单炉投煤量3 000 t/d。针对一期气化装置气化细渣[含水率高达50%～70%，设计产量22.5 t/h（干基）]运输成本较高及海事管控方面的制约，采用5台细渣深度脱水干化一体机（干化机）替代原5台真空带式过滤机，将气化细渣含水率降至25%～35%，干化处理后的气化细渣与燃料煤混合后送入12.0 MPa粉煤锅炉掺烧，锅炉灰作为水泥填充料销售。本项技改于2023年9月一期气化装置大修时实施，2023年10月24日—11月3日1台锅炉掺烧试验达到预期效果后，2023年11月30日一期项目5台在运锅炉开始全面掺烧气化细渣，运行情况良好，达到了固废合理处置与资源化利用的目的。
［关键词］多喷嘴对置式煤焦气化装置；真空带式过滤机；滤饼含水率高；气化废渣资源化利用；深度脱水干化一体机；粉煤锅炉掺烧气化细渣；运行情况；效益分析
［中图分类号］TQ546.5 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）04-0033-03
0 引 言
浙江石油化工有限公司（简称浙江石化）40 000 kt/a炼化一体化项目（一期20 000 kt/a炼化一体化项目于2020年全面建成正式投产，二期20 000 kt/a炼化一体化项目于2021年全面建成正式投产），配套2×200 km3/h煤制氢装置（一期与二期装置部分生产系统工艺气管线互联互通）。其中，煤焦[原料煤+延迟焦化装置副产石油焦（石油焦设计产能为700 kt/a）]制气运行部气化装置采用华东理工大学+山东兖矿国拓科技工程股份有限公司多喷嘴对置式水煤浆气化炉，一期、二期气化装置共12台气化炉（十开两备），操作压力6.5 MPa，气化温度1 150～1 250 ℃，单炉投煤量3 000 t/d，单炉有效气（H2+CO）产量200 km3/h（标态，下同）。
浙江石化一期气化装置产生的飞灰随黑水排放至三级闪蒸系统（含高压、低压、真空闪蒸单元），经闪蒸系统闪蒸浓缩后进入澄清槽沉降，形成黑水浆料，黑水浆料原设计送至真空带式过滤机（简称过滤机）脱水产生滤饼22.5 t/h（干基），全年产量180 kt（干基，下同），细渣（即滤饼）通过船舶运送出鱼山岛[1-3]。由于过滤机脱水能力有限，滤饼含水率高（50%～70%），属于溢流态散装货物，为保证海运安全、合规，将气化细渣与锅炉渣混合后作为固废外运，运输成本约48元/t。二期气化装置黑水浆料采用板框压滤机处理，处理后的细渣含水量在38%～43%，可通过船舶运送出鱼山岛。
为消除一期气化装置气化细渣在船运过程中的安全隐患及实现固废资源化利用，浙江石化决定采用宁夏神耀科技有限责任公司5台细渣深度脱水干化一体机（简称干化机）替代原5台过滤机[4-5]；另一方面，浙江石化动力锅炉装置共配套14台粉煤锅炉（产汽量7×670 t/h+7×800 t/h，十一开三备），蒸汽温度535 ℃、压力12.0 MPa，单台锅炉消耗燃料煤约100 t/h。经分析与论证，并借鉴业内粉煤锅炉掺烧气化细渣的经验，拟将气化细渣送至粉煤锅炉掺烧，气化细渣内的残炭经动力锅炉燃烧产生蒸汽，可节约燃料煤；另一方面，锅炉燃烧后产生的细灰可作为水泥填充料销售，以达到固废合理处置与资源化利用的目的。本项技改于2023年9月一期气化装置大修时实施，技改后达到了预期效果。以下对有关情况作一介绍。
1 干化机系统工艺流程简介
煤焦气化装置原澄清槽底部黑水由灰水进料泵送至干化机，经进料过滤（耗时占比约20%）、隔膜压榨（即隔膜压滤，耗时占比约30%）、吹气穿流（耗时占比约15%）、真空干化（耗时占比约35%）等四个阶段的处理，细渣含水率降至25%～35%左右，干化后的滤饼经渣斗下渣口落至卡车上，送往渣场暂存，最终掺入粉煤锅炉燃料煤中利用；干化机过滤后形成的滤液则自流到滤液罐，用作煤焦浆制浆水及系统灰水。
干化机整个工作过程通过分段脱水以达到干化物料的目的。第一阶段，通过入料泵的正压来脱水；第二阶段，通过隔膜压榨进一步降低物料水分；第三阶段，通过蒸汽对给料管线反向吹扫，起到清理管线防止堵塞与预热隔膜板、加热板的作用；第四阶段，向隔膜板内腔、加热板内腔充入循环热水对滤饼加热，同时开启真空泵对饼腔抽真空，使其内部形成负压，降低水的沸点，滤饼中的水分随之沸腾汽化，被真空泵抽出的气水混合物经冷凝器冷凝、气水分离器分离后，液态水排放至滤液罐，尾气则经净化处理后于高点放空，最终细渣含水率控制在25%～35%左右。气化细渣深度脱水干化系统流程如图1。
2 细渣生产成本分析
公用物料成本以脱盐水8.6元/t、电0.66元/（kW·h）、0.5 MPa蒸汽57.8元/t、循环水0.3元/t、生产水5.74元/t及全年细渣产量180 kt（即22.5 t/h）计，过滤机与干化机细渣生产成本具体测算如下。
2.1 过滤机细渣生产成本
真空带式过滤机共5台，总用电负荷662.5 kW，生产水总消耗5 t/h，则真空带式过滤机（吨渣）运行成本：用电费用662.5×0.66÷22.5=19.43元/t，生产水费用5×5.74÷22.5=1.28元/t，检修耗材费用12÷2×5×20000÷180000=3.33元/t（真空带式过滤机滤布使用寿命2个月，单条滤布价格2万元）。过滤机吨渣综合生产成本=19.43+1.28+3.33=24.04元。
2.2 干化机细渣生产成本
干化机共5台，总用电负荷1 204.8 kW，脱盐水总消耗7.35 t/h，0.5 MPa低压蒸汽总消耗15.65 t/h，循环水总消耗2 250 t/h，则干化机（吨渣）运行成本：用电费用1204.8×0.66÷22.5=35.34元/t，脱盐水费用7.35×8.6÷22.5=2.81元/t，蒸汽费用15.65×57.8÷22.5=40.2元/t，循环水费用2250×0.3÷22.5=30元/t，检修耗材费用16.92元/t[干化机滤布使用寿命约6个月，全年消耗770张，单价1 500元；隔膜使用寿命约12个月，全年消耗700张，单价2 700元，全年综合耗材成本（770×1500+700×2700）÷10000=304.5万元，折吨渣耗材费用16.92元]。干化机吨渣综合生产成本=3534+2.81+40.2+30+16.92=125.27元，高于真空带式过滤机。
3 粉煤锅炉掺烧气化细渣的运行情况
更多内容详见《中氮肥》2025年第4期