灰水系统常见问题及优化措施

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多喷嘴气化炉灰水系统常见问题分析

多喷嘴气化炉灰水系统常见问题分析发布时间：2022-10-26T10:29:00.455Z 来源：《中国科技信息》2022年33卷第6月12期作者：何联飞王燕[导读] 针对气化装置在正常生产过程中发生灰水闪蒸系统黑水到闪蒸系统管线何联飞王燕青海盐湖镁业有限公司青海省格尔木市 816000摘要：针对气化装置在正常生产过程中发生灰水闪蒸系统黑水到闪蒸系统管线，沉降槽底料泵入口及出口，沉降槽溢流管线阻塞，角阀卡涩磨损，缓冲罐严重磨损以及蒸发热水塔给水泵发生汽蚀现象，提出了系列优化措施并分析絮凝剂及分散剂添加量对系统灰水产生影响，采用灰水置换的方法对系统水质进行改善，使灰水系统长期处于良好状态。

关键词：多喷嘴；气化炉；灰水前言：来自气化炉和煤气初步净化系统的含渣水被单独减压引入含渣水处理系统中，含渣水先进入蒸发热水塔蒸发室。

蒸发室中含渣水汽化量大，溶于水的酸性气体也同时被解析。

蒸发室排出的蒸汽流入热水室，直接与循环灰水接触进行换热，从而实现灰水的最大限度加热。

蒸发室底含固量的增浓液相产物，再经低压闪蒸及真空闪蒸处理后，含渣水温进一步下降，含渣水中含固量浓缩，酸性气体充分脱附。

一、仪控系统的基本描述（1）黑水介质中细颗粒状悬浮物含量多，易析出，对阀和节流装置冲蚀比较严重，而且易在节流处将阀和管道堵塞，因此阀通常使用偏心旋转阀或者球阀，阀芯阀座与阀腔冲蚀处用硬质合金堆焊，以免冲蚀堵塞；液位变送器使用远传差压变送器；（2）通过增加膜片厚度，增大取压管径，增大冲洗水流量来解决仪表堵塞损坏问题；（3）流量仪表使用文丘里管或者楔式流量计；（4）节流装置使用文丘里阀或者楔式流量计：（5）节流装置使用节流器；（6）节流器使用节流管；（7）节流器使用耐磨管；（8）节流器使用扩管；（9）节流管。

2）灰水介质灰水为黑水，悬浮物沉降下来颗粒物较少。

与黑水介质相比，仪表和阀的要求略低，但是仍然存在磨蚀、腐蚀性等问题。

灰水（含黑水及煤浆）介质压力，差压仪表。

气化灰水结垢严重问题的处理方案

甲醇装置黑水系统产生结垢的原因分析及解决方案意见XXXX科技有限公司2014/5/26一、气化炉产生结垢的机理1、碳酸盐的生成煤浆在燃烧室发生燃烧及裂解等反应后，生成的工艺气中产生大量的二氧化碳与水形成HCO3-，HCO3-在高温下分解成CO32-与黑水中的Ca2+、Mg2+等离子产生CaCO3、MgCO3而析出，从而附着在炉壁或管道上形成结垢。

2、酸性物质的存在。

气化炉急冷室的水相中一般存在如干种酸性物质，按照酸性物质的强弱顺序依次为：盐酸（HCL）、甲酸(HCOOH)、碳酸(H2CO3)、氢硫酸（H2S）.由于煤中含有CL-、SiO2，以及煤浆燃烧、裂解反应后产生的CO、CO2、H2S等气体，在气化炉高温气化反应或急冷条件下，产生如下反应：2NaCL2+2SiO2+H2O=2NaSiO3+2HCLCO+H2O=HCOOHCO2+H2O=H2CO3H2+S=H2S因此，气化炉炉内的黑水呈强力酸性。

在酸性条件下，原煤中含有的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+与SiO3生成硅酸盐及硅酸盐晶体聚合物，形成沉淀析出，导致结垢形成。

二、气化炉结垢原因的分析1、工艺流程示意图去高压闪蒸在正常情况下，水系统的流向为：来自高压灰水泵的灰水及下游变换来的工艺冷凝液进入碳洗塔，碳洗塔水相中较澄清的灰水经激冷水泵进入气化急冷室，对高温灰渣激冷和工艺气进行初步洗涤后，从激冷室排出，与碳洗塔排出的黑水一同排往黑水处理闪蒸系统。

由于工艺冷凝及灰水的PH值均在8以上，因此在碳洗塔内对工艺气洗涤后所形成的黑水不易形成聚硅酸盐难溶性结垢，所有成垢物质均为在高温、碱性条件下产生的碳酸盐、硫酸盐结垢，而此类硬垢阻垢分散剂能有效阻止并延缓其结垢速度。

在碳洗塔上部较澄清的灰水，其PH值在7以上，作为气化炉的激冷水进入气化炉，对工艺气激冷及洗涤后，其PH值因酸性介质的影响而发生下降，随着气化炉运行时间的延长，黑水的酸性进行积累，其PH值始终维持在5以下，因此，在酸性、高温、高压条件下，煤中燃烧、溶出的二氧化硅氧化成硅酸、硅酸在酸性条件下产生聚合并与水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等生成类似于长石的硬垢。

气化灰水系统结垢原因分析与对策

气化灰水系统结垢原因分析与对策摘要：煤气化属于煤洁净的重要技术之一，位于煤炭行业有着重点应用。

灰水系统水质不良，则会导致系统发生结垢情况，泵能力受此影响明显降低。

同时，造成激冷水管线与激冷环出现结垢情况，激冷水流量受此影响明显减少，激冷环、下降管使用年限明显降低，以此对系统稳定连续运行产生不利影响。

所以，有关气化灰水系统，需对其结垢原因采取全面分析，制定合理可行的对策措施，以此为气化灰水系统稳定连续运行提供可靠保障。

对气化灰水系统结垢原因分析与对策进行了分析，旨在为有关人员提供一定的参考和借鉴。

关键词：气化灰水系统；结垢；原因；对策前言：世界能源紧缺背景下，煤炭资源更是供不应求，对其采取高效综合利用，是影响能源化工领域发展的重要问题。

煤气化作为煤洁净的关键技术之一，位于煤炭行业有着重点应用。

有关水煤浆气化技术，凭借其工艺、安全与技术水平、成本等方面的优势特点，也获得广泛重点应用。

气化灰水系统若发生结垢问题，势必会对系统运行产生不利影响，所以，有关人员务必对结垢原因采取全面分析，通过合理可行的方法对策，保证气化灰水系统稳定安全运行。

1灰水系统工艺流程有关灰水系统工艺流程，涉及涵盖黑水闪蒸、沉降与灰水混合、洗涤。

首先，位于气化炉激冷室、碳洗塔底部位置，对存在的激冷水、煤气洗涤水，利用黑水管线，对此直接输送至闪蒸系统，逐级通过高压、低压和真空闪罐，对此完成闪蒸处理，确保对黑水所含CO2、H2S等实现有效排除。

通过闪蒸流程处理之后，对黑水采取降温，待温度符合相应标准，便可直接输送至沉降槽，选用絮凝剂，对此加以合理使用，以保证黑水所含残渣能够更快完成沉降。

位于沉降槽底部位置，含固量较高黑水，需借助过滤设备，对此完成有效过滤处理，对残渣和粉尘等实现有效清除。

对沉降处理的灰水采取有效收集，并直接输送到灰水槽，为防止灰水管路发生结垢情况，保证灰水固体颗粒具有良好的稳定性质，可选用分散剂，位于灰水之中加以合理添加使用。

多元料浆气化灰水处理工艺优化改进

第3期2221年5月中氮肥M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressNu3May2221孑櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦櫦毤辜煤气化技术it兄不不不不不^e不不沃多元料浆气化灰水处理工艺优化改进赵伯平（陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西渭南717170）［摘要］陕西陕化煤化工集团有限公司2x307k/h合成氨装置配套3台（在用）多元料浆气化炉（两开一备），其采用灰水药剂法的灰水处理系统是在原设计基础上经适当的技术改造而形成的。

实际生产中，灰水处理系统易结垢，困扰着系统长周期、稳定运行；有时检修清理灰水处理系统后，气化装置投运初期就会出现入炉激冷水过滤器压差高、气化炉和碳洗塔排黑（水）管线易结垢而排水不畅的现象。

在分析灰水药剂法、化学药剂法、离子交换法、电化学处理法这4种常用气化灰水处理工艺之工艺流程及其优缺点的基础上，对陕西陕化（在用）多元料浆气化灰水处理系统提出优化改进设想一一采用“化学药剂法+电化学处理法”联合工艺处理气化灰水，可望实现灰水处理系统的良好运行，只是本优化设想的合理性、可行性还有待进一步商榷。

［关键词］多元料浆气化装置；灰水处理系统；结垢；灰水药剂法；化学药剂法；离子交换法；电化学处理法；优化设想［中图分类号］TQ546.5［文献标志码］B［文章编号］1704-9932（2021）73-0012-050引言陕西陕化煤化工集团有限公司（简称陕西陕化）2x300kt/a合成氨装置配套3套（在用）多元料浆气化装置（采用西北化工研究院自主研发的单喷嘴三流道预混式多元料浆气化工艺），3台（在用）气化炉两开一备，单台气化［收稿日期］2424-08-49［修稿日期］2222-05-17［作者简介］赵伯平（968—）,男，陕西彬县人,高级工程师。

炉设计投煤量1500t/d。

实际生产中，多元料浆气化装置灰水处理系统易结垢是困扰系统长周期、稳定运行的难题；有时检修清理灰水处理系统后，气化装置投运初期就会出现入炉激冷水过滤器压差高、排黑（水）管线排水不畅的现象。

多元料浆气化灰水处理系统运行中出现的问题及处理

不可少的部分，我公司多元料浆气化装置已平稳灰水，产生的闪蒸气经气液分离器分离液滴后送
运行了２ａ多，期间灰水处理系统出现过许多问变换汽提塔作汽提气用，液体则送入脱氧水槽；
题。以下就多元料浆气化装置灰水处理系统运行被浓缩的黑灰水进入低压闪蒸操作单元，通过减
过程中出现的问题作简要介绍，对问题产生的原压闪急蒸馏的方法再次解吸其中的酸性气体，并
［关键词］灰水处理系统；高压闪蒸操作单元；低压闪蒸操作单元；真空闪蒸操作单元；灰水沉降操作单元；真空带式过滤操作单元；脱氧操作单元；问题处理
［中图分类号］ＴＱ５４６［文献标志码］Ｂ［文章编号］１００４－９９３２（２０１６）０２－００３０－０４
多元料浆气化装置灰水处理系统是装置中必元内通过减压闪蒸的方法解吸酸性气体，并提浓
在今后的设计及生产中，应全面考虑现场可能出现的情况，在设计之初就将可能出现的隐患
５结语
排除掉。针对输送高温高压介质（水）的泵，
通过对中压锅炉循环水泵密封静环材质的更
其机封及冷却系统形成如下设计准则：① 泵出换，采用具有优良耐磨性能的硬对硬摩擦副，对
厂和开车初期采用ＳｉＣＳｉＣ等硬对硬密封副，正泵效环、压盖的优化设计，将泵效环的泵送能力
ＡＰＩＰＬＡＮ２３＋６２布置方案，增加背冷措施；对密封辅助系统设计的改进，增加了从循环冷却
⑤ 密封冷却器应布置在尽量靠近泵的地方，缩水引入压盖的背冷和抬高介质换热器高度以及用
短密封冲洗管线长度，密封冲洗管线直径不小于大曲率弯管代替弯头等尽可能提高热虹吸效果、
（１／２）″，使用平滑、长半径的弯头（４５°弯头），减小管阻的措施，大大避免了热备泵刚启动密封

煤化工系统灰水结垢处理

煤化工灰水结垢处理目录：一．煤化工灰水系统和垢样分析二．灰水系统结垢的原因三．解决方案1．煤化工灰水系统和垢样分析在气化系统中，我们通常将没有经过闪蒸的高温高压水称为黑水，经过闪蒸之后的水称为灰水。

灰水垢样分析1. 以外排水换热器E0803为例, 垢片成分如下（ppm)：2. 灰水系统的垢以钙离子为主，其余元素的含量很低，除去上述物质，其余成分可认为是C和O。

所以，水垢的主要成分为碳酸钙。

2.灰水系统结垢原因2.1 灰水为什么硬度高？1. 煤中含（钙）, 煤气化过程产生（约18%）CO2，加上水, 三者在气化炉/水洗塔中反应产生Ca（HCO3）2 ；2. 气化炉/水洗塔的高温高压环境，促进以上化学反应，碳酸氢钙易溶于水，导致灰水的硬度很高。

2.2 灰水为什么容易结垢？1. 碳酸氢钙易溶于水，灰水中Ca 离子含量约 4000ppm ;2. 碳酸氢钙很不稳定，压力降低时，CO2析出，碳酸氢钙转化为碳酸钙，碳酸钙难溶于水，溶解度仅为: 1340ppm （@30度） ; 水溶液变成过饱和状态，多余的离子在管壁上结晶，形成水垢；3. Ca (HCO3)2 = CaCO3+CO2+H2O ；这个反应在常温下就能不断进行。

2.3 灰水系统水垢在哪里形成？1. 灰水始终处于过饱和状态，CaCO3水垢会在灰水流过的所有地方结垢；2. 流速慢或者压力低的地方，比如阀门附近，水泵的入口，沉淀池；结垢会比较严重。

总结：灰水系统水垢的特点1. 灰水水垢主要成分是碳酸钙，钙来自煤；2. 灰水循环使用，新的钙不断加入水系统，灰水始终处于过饱和状态；3. 灰水硬度过高，灰水的处理强度要比普通循环冷却水高出很多倍，所以，传统的阻垢方案效果都不理想。

3. 解决办法调频阻垢仪采用电磁阻垢，它是由一台电磁信号发生器和缠绕在管道上的1-电缆线圈和 2-脉冲环组成，线圈产生感应磁场；脉冲产生交变电场，处理水中的带电离子，解决结垢问题。

输灰系统出力不足、曲线异常原因分析及采取措施

输灰系统出力不足、曲线异常原因分析及采取措施在输灰系统运行过程中，经常出现堵灰、曲线波动异常、输灰系统不出力等现象，针对这些现象以及出现这些现象应该采取的一些措施进行以下几点分析：一.首先就输灰系统出现堵灰、曲线波动、输灰系统出力不足进行以下几点概述：1.煤质差是出现以上现象的首要因素。

煤质差致使灰量大、灰分变粗，灰量超过设计值致使灰系统出力不足，出现以上现象。

2.灰管内出现大面积的双套管脱落致使紊流套管起不到相应的作用，压力罐内下部喷嘴脱落、电动分路阀指示不准也是出现堵灰的一个因素。

3.各个单元的阀门开度调整不当、阀门内漏、阀门指示不准、管道泄露也是灰系统出现不稳定因素的重要原因之一。

4.灰斗料位计、压力罐料位计不准也是出现灰系统不稳定因素，如果在不知料位计不准的情况下会使各个电场出现恶性循环。

5.输灰系统检修没有及时降低电场参数运行使灰斗出现高料位报警，造成灰斗内存有大量的粗灰使输灰系统输灰困难，以至造成灰系统恶性循环。

还有一些因素也是造成灰系统运行不稳定的因素。

比如：灰湿、黏度大等等。

针对以上的几种现象我们在运行当中应采取相应的措施进行预防和调整：1.在机组负荷大、煤质差的运行工况下，及时调整各个单元的装灰时间，保证粗灰单元的正常输灰，同时密切注意灰斗是否出现高料位。

如果粗灰单元出现高料位，即时降低一电场的运行参数，加强粗灰单元的输灰，同时缩短细灰单元的装灰时间，必要时可退出省煤器、空预器的运行。

如果在粗灰单元在输灰过程中频繁堵灰，彻底瘫痪后，即时退出粗灰单元运行，保证细灰单元的正常运行，以防止输灰系统形成恶性循环。

在煤质变好灰斗高料位消失后，要即时投运电场运行，这样可以使灰斗内的粗细灰有所搭配便于输灰，投运粗灰单元运行时要依次投运，通过手动插板门来控制压力罐的进灰量，但前提是保证细灰单元的正常运行。

2.在进行电动分路阀切换后，尤其是去水泥厂的分路阀切换后更要注意观察曲线的变化。

（近期多次出现水泥厂切换阀指示不准造成堵灰）3.在运行中通过曲线的变化即时的调整各个供气手动门的开度来保证输灰单元的正常运行，同时要注意观察输灰空压机的加/卸载阀是否正常，通过曲线的变化来判断管道是否有泄露，即时通知检修处理。

灰水系统稳定运行的影响因素及改进措施

套反冲洗装置，避免烟气带出物堵塞除雾器。
（）烟气抬升高度３
４我公司氨法脱硫存在的问题
经过长时间的运行，系统比较稳定，但还存
在以下一些问题。

脱硫塔烟气出口为６０℃左右，没有设计烟
气再热装置。外界温度高的时候，烟气抬升高度还可以，但在冬天或者下雨时，由于大气温度比
１响水统主因影灰系的要素
目前，水煤浆气化装置以设计压力为４０ａ．ＭＰ
收稿日期：２１－２２０１０４
鑫凳雹兽
乏０ａＭ４Ｐ．冷
水的另一来源一般为除氧水），而设计压力
作者简介：王立群（９０）１７一，男，黑龙江伊春人，工程师，曾任黑龙江浩良河化肥厂造气车间生产主任，现在黑龙江龙煤东化有限公司负责煤气化工艺工作。
ＡｂｔａｔＩｒｕｃｈｅｆｃｏｓａｆｃｉｈｅａｈ— ｔｒｓｓｅｏｒｔｏｎｄｐｒｃｕｉｎ，ｎｄｈｏｓｒｃ：ｎｔｏｄｅｔａｔｒｆｅｔｎｇｔｓｗａｅｙｔｍｐｅａｉｎａｅａｔｏａｗｔｓ — ｔｒｓｔｍｆｅｔｈｅｏｌｇｓｆｃｔｏｎｓｓｅ，ｎｄａｓｎｔｏｃｅｅｉｓｗａｅｈｅａｈｗａｅｙｓｅａｆｃｓｔｃａａｉｉａｉｙｔｍａｌｏｉｒｄｕｅｐｒｖｎｔｏｎｏｆａｈ— ｔｒｓｓｅｓａｉｇａｄｔｆｅｔｆｅｍｐｏｍｅ．ｙｔｍｃｌｎｎｈｅｅｆｃｓａｔｒｉｒｖｅｎｔＫｅｒ：ｓ — ｔｒｓｔｍ；ｃｌｙｗｏｄｓａｈｗａｅｙｓｅｓａｉｎｇ；ｆｅｔｍｅｓｒｅｆｃａｆｃ；ａｕｅ；ｆｅｔ

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施，并在该装置中加以应用。
关键词：气化；灰水；处理；优化；措施
ＦｍｉａｅｔｎｎｔｚｄＭｅｓｒｓｏｈＷａｅｙｔｍａｌｒＱｕｓｉｓａｄＯｐｉｅｎｕｅｆＡｓｔｒＳｓｅｉｏｍｉ
ＷＡＮＧａ —ｌｎ．Ｌｎ一ｕＸｉｏｉｇＩＨｏｇ
（ａｔｈｎｎｉｅｒｇＳｉｃｎｅｈｏｇｏｔ．ｎｕＨｆｉ３０４２Ａｈｉａｇｉ１ＥｓＣｉａＥｇｅｉｃｅｅａｄＴｃｎｌｙＣ．Ｌｄ，Ａｈｉｅ０２；ｎｕＢｎｎｎｎｎｏｅ２
蒸汽经灰水加热器回收热量后通过高闪分离罐进行汽液分离，顶部气体送人变换汽提塔或火炬，底部灰水返回脱氧槽循环使用，高温热水器底部黑水经过低温热水器、空闪蒸罐逐级闪蒸真被浓缩后进入澄清槽进行水渣分离，部黑水由澄清槽进料泵底送入真空过滤机压滤，饼送至界外作建筑用，滤而上部清液大部分送人脱氧槽循环使用，部分最为废水排至界外。低温热水少器顶部闪蒸汽作为热源送人脱氧槽，空闪蒸罐顶部闪蒸汽经真过真空闪蒸冷凝器冷凝、真空泵分离器汽液分离，气体放空，液体返回系统循环使用。
１灰水处理系统工艺流程
本装置灰水处理工艺流程示意图见图ｌ。
变换汽提塔歧火村
２实际生产中会遇到的问题及解决办法
由于本工段处理的黑水含固量比较高（３％左右）整个约０，系统介质对管道及设备的磨损比较严重，时堵塞也是灰水处同理系统比较显著的特点，这些问题都影响了整个气化装置的顺利运行。相关文献调研及企业反馈，灰水处理系统存在的问题
ＮｗＭｔｉｌｔ．Ａｈｉｆｉ３０，ｈｎ）ｅａｅａＬｄ，ｎｕＨｅ０５Ｃｉａｒｅ２１
Ａｂｓｒｃ：Ｔｈｉｐｓｌｐｏｅｓｆｒａｈｗａｅｆｔｅ６０ｋ／ａｃａｔａｔｅｄｓｏａｒｃｓｏｓｔｒｏｈ０ｔｏｌ—ｗａｅｌｒｙｇｓｆｃｔｏｎｔｗａｎｒｄｃｄＴｅｔｒｓｕｒａｉａｉｎｕｉｉｓｉｔｏｕｅ．ｈｐｏｌｍｓｏｃｒｅｎｔｅｓｓｅｗｅｅａａｙｅｒｂｅｃｕｒｄｉｈｙｔｍｒｎｌｚｄ，ｒｌｖｎｐｉｚｄｍｅｓｒｓｗａｉｃｓｅｏｕｅｉｈｎｔｅｅａｔｏｔｍｉｅｒｕｅｓｄｓｕｓｄｔｓｎｔｅｕｉ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｓｆｃｔｏａｈｗａｅｄｓｏａ；ｐｉｚｍｅｓｒａｉａｉｎ；ｓｔｒ；ｉｐｓｌｏｔｍｉｅ；ａｕｅｉ
如果黑水管道中压力变化不大，腐蚀、磨损和冲刷作用并不严重，当压力突然降低，损和冲刷作用就比较突出。黑水经调磨节阀减压后，气体流速急剧变大，加上本身介质中固含量较大，对管道的磨损是非常严重的，另外，当流体流经管道转弯处，由于弯曲管壁的导流作用，头处流线成曲线运行，弯并产生离心
２１年３０１９卷第２期
广州化工
灰水系统常见问题及优化措施
王小玲李宏武，
（１东华工程科技股份有限公司，徽安合肥２０２；３０４２安徽邦尼新材料有限公司，安徽合肥２０５）３０１
摘要：介绍了某６万ａ０水煤浆气化装置灰水处理工艺流程，对该系统存在的一些问题进行了分析，提出了相应的优化措
跌水
集中在以下几个方面：
２１减压阀后弯头容易穿孔 … ．
茎一

Ｆｇ１Ｔｅｓｅｃｐｏｉｏａｒｃｓｏｓｔｒｉ．ｈｋｔｈｍａｆｄｓｓｌｐｏｅｓｆｒａｈｗａｅｐ
特征，浆稳定，于泵送；化是通过料浆被加料泵加压送人料易气气化炉，氧气在气化炉内进行气化反应，与生成以Ｃ和Ｈ为主Ｏ要组成的粗合成气；水处理为洗涤和激冷黑水经降压闪蒸、灰沉降处理后循环利用。总体来说，水处理系统的任务有两个：灰一是对来自气化炉和洗涤塔的黑水进行水渣分离，是将这个过二程中产生的热量进行回收。
本气化装置工艺技术主要由料浆制备、化和灰水处理三气部分组成，浆制备是以一种或多种的含碳固态物质为原料，料经次湿磨制成气化料浆，浆体呈非牛顿型流体中的假塑性流体
一
来自上游工段的黑水经过高温热水器减压闪蒸后，部闪顶