阻垢分散剂在气化炉灰水系统应用
气化灰水阻垢分散剂动态性能评价实验研究
煤化工 Coal Chemical Industry
Vol.49 No.3 Jun. 2021
气化灰水阻垢分散剂动态性能评价实验研究
王红星，李涛,张西标 (兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司 ，山东济南250000)
摘要介绍了某四喷嘴水煤浆气化装置灰水处理系统工艺流程，分析了该装置灰水水质数据和现有灰水处 理方法，并以该灰水数据为基础,建立了阻垢分散剂动态性能评价方法,采用动态阻垢性能评价装置(PMAC),验证 了灰水系统所用阻垢分散剂的药剂效果。实验表明，在阻垢分散剂含固质量分数为27. 9%,加药质量浓度保持在80 mg/L 以上时，灰水系统结垢风险较低。
2021年第3期
—♦一实际值 — (b)总碱度
(c)悬浮物含量
2灰水处理技术
2.1水质监测 为了确保循环回用的灰水满足气化装置设备的
正常运行要求，设置了灰水水质监测项目,部分项目 见表lo
表1部分灰水水质监测项目
监测项目
主要目的
pH值 预防pH值过高或过低时出现管线结垢和腐蚀 悬浮物含量避免固体颗粒发生沉降,造成管道结垢
2.2灰水药剂处理 循环回气化系统重复使用的灰水悬浮物质量浓
度要求必须达到60 mg/L以下。为了加速悬浮物的沉 降,需在澄清槽中加入絮凝剂；而为了防止循环灰水 中含有的Ca^MgM在管道和设备中沉积结垢,又需加 入适量的阻垢分散剂。为了解决这一矛盾，必须根据 气化煤种、悬浮物含量、水的PH值以及具体工艺条件 妥善选用絮凝剂和阻垢分散剂间。
关键词 水煤浆气化工艺;气化灰水;阻垢分散剂;动态阻垢性能评价装置(PMAC )
文章编号:1005-9598 (2021)-03-0077-04 中图分类号：X703.5 文献标识码：A
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。
煤化工气化灰水高效分散剂配方研发应用
煤化工气化灰水高效分散剂配方研发应用发布时间：2021-08-16T02:31:24.014Z 来源：《建筑砌块与砌块建筑》2021年第5期作者：周峥艳[导读] 和宁化学委托常州中南化工有限公司对分散剂进行选型优化，从目前情况看效果显著，达到了预期的效果。
常州中南化工有限公司江苏省常州市 213111摘要：简要介绍了煤气化灰水系统的工艺流程、水质特点、气化渣水系统易结垢部位及垢样成分，分析了系统管线结垢的原因，阐述了分散剂的作用机理，重点从垢样成分、成垢原因和分散剂的选型等三方面介绍了系统结垢的控制，通过对HS-09高效灰水分散剂的配方选型，渣水水质有了很好的分散阻垢作用，从目前看效果显著，达到了预期效果。
关键词：褐煤；气化灰水；阻垢；机理引言泸天化集团宁夏和宁化学有限公司（以下简称“和宁化学”）综合年产60万t合成氨和甲醇，采用熔渣-非熔渣氧气分级气化技术制备合成氨原料气，灰水处理单元采用二级闪蒸工艺，灰水处理单元是水煤浆气化装置的重要组成部分，灰水系统能否良好运行是气化安全、稳定、长周期、满负荷运行的必要条件之一。
然而实际生产过程中，灰水系统一直存在着结垢迅速、激冷水量下降快的情况，长期以来制约着气化系统长周期稳定生产。
为了摆脱这一现状，和宁化学委托常州中南化工有限公司对分散剂进行选型优化，从目前情况看效果显著，达到了预期的效果。
一、气化黑灰水处理工艺及水质特点气化黑灰水是指：来自气化炉激冷室和洗涤塔的黑水分别经减压阀减压后进入高压闪蒸罐，黑水经闪蒸后，一部分水被闪蒸为蒸汽，少量溶解在黑水中的粗煤气解析出来，同时黑水被浓缩，温度降低。
从高压闪蒸罐顶部出来的闪蒸汽一股进入除氧器，另一股经灰水加热器与高压灰水换热冷却后再经高压闪蒸冷凝器冷凝后进入高压闪蒸分离罐，分离出的不凝气送至火炬，冷凝液进入除氧器循环使用。
高压闪蒸罐底部出来的黑水温度进入真空闪蒸罐进一步闪蒸，浓缩的黑水流入沉降槽。
真空闪蒸罐顶部出来的闪蒸汽经真空闪蒸罐顶冷凝器冷凝后进入真空闪蒸罐顶分离器，冷凝液进入灰水槽循环使用，顶部出来的闪蒸汽用闪蒸真空泵抽取后，进入真空泵分离器，经分离后自流入灰水槽循环使用。
灰水系统阻垢分散剂
灰水系统阻垢分散剂
阻垢、防腐、耐高温、耐高压
SGR-0810灰水阻垢分散剂是欣格瑞针对水煤浆气化工艺的特点开发的
新一代阻垢分散剂，它特别适用于水煤浆造气气化工艺中的灰水处理，能够有效减缓系统结垢、腐蚀对生产的影响，减少污水排放提高灰水的重复利用率，为用
户创造更大的综合经济效益。
1、技术指标
项目理化指标
外观黄色或棕黄色透明液体
3-计) 含量（%）≤20.0
膦酸盐(以PO
4
固体含量（%）≥25.0
pH（1%水溶液）≤4.0
密度（20℃）（g/cm3）≥1.1
注：膦酸盐含量大于6.8%为有机膦系列阻垢剂，膦酸盐含量为2.0%~6.8%为低膦全有机系列阻垢剂。
2、使用方法
将每天所需的灰水阻垢分散剂SGR-0810加入塑料加药桶(或箱)内，为方便使用可加水稀释后用计量泵或通过调节阀门将药剂连续均匀加入系统中，添加量视水质和工况而定，建议投加量为40~80mg/L 。
3、包装运输和储存
灰水阻垢分散剂SGR-0810用聚乙烯或聚丙烯塑料桶包装，每桶净重为25Kg,也可按用户要求包装；运输时防止暴晒，储存在通风、干燥的库房里。
4、安全与防护
灰水阻垢分散剂SGR-0810为弱酸性，操作时注意劳动保护，应避免与皮肤、眼睛等接触，接触后用大量清水冲洗。
浅谈控制气化灰水指标的意义和结垢处理措施
2020年06月浅谈控制气化灰水指标的意义和结垢处理措施高起飞（陕西神木化学工业有限公司，陕西榆林719319）摘要：德士古水煤浆气化作为一种具有安全性、成熟性以及工艺性特点的气化技术．已经被我国各个领域工作中所广泛应用。
气化灰水水质的好坏直接影响气化系统的稳定运行，总结分析气化灰水对气化系统运行的影响，优化灰水指标管控，制定预防措施，实现系统稳定运行具有重要意义。
关键词：德士古；气化灰水；指标重要性1概述德士古水煤浆加压气化装置主要任务是将制浆工序生产的浓度≧60.5%水煤浆与空分装置生产的纯度为99.6%氧气通过气化喷嘴进入气化炉内进行部分氧化反应，产生以H2、CO、CO2为主要成分的粗煤气，粗煤气再经碳洗塔增湿、除尘、降温送入变换工序；同时，将装置中产生的黑水进入高、低闪系统进行闪蒸，浓缩黑水分离出的细渣、粗渣送出界外，闪蒸汽与灰水换热回收热量的同时，回收蒸汽凝液达到循环使用的目的。
德士古水煤浆气化灰水系统工艺流程参见图1。
灰水是从气化炉和洗涤系统接收的黑水产生，气化炉激冷室和碳洗塔的黑水经过高压闪蒸和真空闪蒸降温、浓缩、解析出有毒有害气体进入火炬环保燃烧达标排放，浓缩黑水再经沉降槽沉降除尘后，较为干净的灰水进入灰水槽循环利用[1]。
通过各类药剂添加保证灰水水质，避免管道、设备结垢和腐蚀，保证气化系统长周期稳定运行。
因此，有效控制和管理气化灰水的水质指标具有重要意义。
2气化灰水水质分析指标控制气化灰水水质分析控制指标参见表1：3影响灰水水质的因素及各参数控制目的为了确保返回碳洗塔和气化炉内的气化灰水充分满足气化设备的正常运行要求，需要严格控制灰水pH、总碱、总硬、总溶固、悬浮物、浊度、氨氮、COD[2]。
沉降槽的凝固和沉降的效果直接影响灰水中固含量多少，而沉降效果又受停留时间、絮凝剂添加量及药剂的有效成分影响较大，通过分析灰水各项指标能判断灰水运行情况，总碱、总硬、总溶固、悬浮物以及浊度等指标在指标范围内，说明灰水水质稳定；硫酸根、氯离子均在指标范围内，说明灰水中添加分散剂组分相对稳定；氨氮、COD均在指标范围内，说明灰水外排量能满足工艺要求；总磷在指标范围内，说明灰水分散剂添加量适当。
煤气化灰水结垢抑制研究
4中国石化某企业甲醇运行部气化装置自投料以来，灰水管线结垢严重。
灰水外排量由120m 3/h逐渐降至60m 3/h，严重影响灰水系统水质置换，检修期间清洗此条管线时发现垢片厚约35mm，质地坚硬，清洗难度大，费用高；低压灰水泵至脱氧水槽管线因结垢致灰水供应量偏小，此管线因系统连续运行无法切出清洗，存在生产安全隐患，威胁系统长周期运行。
在剖析现场水样及垢样的基础上，考察了强化混凝技术对悬浮物的去除效果，开发了性能优良的阻垢分散剂，通过强化混凝+阻垢分散剂组合技术可有效解决灰水系统的结垢问题，保障生产装置的长周期运行。
1 试验部分1.1 试验试剂及仪器主要试验试剂包括：无水氯化钙，天津市光复精细化工研究所；碳酸氢钠，国药集团化学试剂有限公司；阻垢分散剂1、黑水絮凝剂1，常州中南化工有限公司；阻垢分散剂2、黑水絮凝剂2，宜兴市星光宝亿化工有限公司；组合物1、组合物2、组合物3，自制；APAM，沁阳市乐邦水处理材料有限公司；64110，北京惟事美环保科技有限公司；H4926A、H4920N，海乐尔（中国）有限公司；852BC、855BS，北京天恒健科技发展有限公司；6300、6400、6500、6600，北京北科绿洁环保科技有限公司。
主要试验仪器包括：TA6-1程控混凝实验搅拌仪，武汉恒岭科技有限公司；722N可见分光光度计、PHS-3C pH计，上海精密科学仪器有限公司；AL204电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；4577高温高压反应釜，Parr；Spectronic 200分光光度计，Thermo Fisher Scientific。
1.2 试验方法1.2.1 强化混凝试验方法将500mL常温黑水置于烧杯中，不调pH值，加入一定浓度的混凝剂，一定转速下搅拌一定时间，静置一定时间后取液面下约2cm处水样测浊度。
1.2.2 阻垢分散剂阻垢性能评价方法采用高温高压反应釜开展试验。
往反应釜中加入600mL去离子水，搅拌下依次加入一定浓度的Ca 2+、阻垢分散剂和总碱度；装上反应釜，通入空气，加压至3.5MPa左右；加热升温；分别于55℃、120℃、180℃和230℃下恒温0.5h，取样，冷却过滤后分析Ca 2+和总碱度。
高效灰水阻垢分散剂产品说明
高效灰水阻垢分散剂产品说明一、前言水煤浆气化造气工艺中灰水处理工艺包括冷却黑水、热量回收、溶解气体脱除、渣水分离和水循环使用。
灰水具有高压、高温、高浊度、高硬度等特点，因此它在运行过程中，悬浮物的沉积、结垢、腐蚀等现象经常发生，严重影响设备的正常运行。
LANXU-309高效灰水阻垢分散剂是我公司针对水煤浆气化工艺的特点开发的新一代阻垢分散剂，它特别适用于德士古水煤浆造气气化工艺中的灰水处理，能够有效减缓灰水结垢、腐蚀对生产的影响，减少污水排放提高灰水的重复利用率。
二、产品性能1、LANXU-309分散性能LANXU-309由多种单体共聚而成，它含有多个官能基团：强酸基（磺酸基）、弱酸基（羧酸基）、非离子性官能基团，其中弱酸基对悬浮颗粒表面仅有微弱的吸附力并且保留部分的分散作用。
而其中的强酸基对悬浮颗粒表面仅有微弱的吸附力，其所带的负电荷对带有相同负电荷的悬浮颗粒具有排斥力，此排斥力阻止了悬浮颗粒凝结成大颗粒而沉积于热交换器上。
非离子性官能基团不但对悬浮颗粒表面有较强的吸引力，还可以对悬浮颗粒产生排斥作用以防止其沉积。
因此该共聚物可在任何操作条件下分散大部分的沉积物，而使热交换器保持表面清洁。
LANXU-309灰水分散剂的分散效果见下表。
灰水分散试验结果由表可以看出，分散剂LANXU-309对高浊度灰水具有强力分散性。
高浊度水阻垢分散率三、功能与特性：1、低分子的膦酸盐具有耐高温不易水解的特点，磺酸盐共聚物对悬浮颗粒有极强的分散性能；2、卓越的阻垢和分散性能有效提高灰水重复利用率，减少污水排放，节约水资源的同时保护环境，而且能够减轻后期污水处理压力；3、适用于高温、高硬、高PH值的灰水处理系统，可在300°C以下的高温下使用具有良好的阻垢分散性能；4、不仅对碳酸钙有优良的阻垢性能，对磷酸钙、硫酸钙和水合氧化铁也有很好的阻垢分散性能；5、具有较好的缓蚀性，延长设备的使用寿命；6、能够为用户创造更大的综合经济效益。
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阻垢分散剂在气化炉灰水系统应用
作者：丁磊， 曾庆宇， Ding Lei， Zeng Qingyu
作者单位：神华宁煤集团煤炭化学工业分公司,宁夏 银川,750411
刊名：
煤化工
英文刊名：Coal Chemical Industry
年，卷(期)：2012,40(1)
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本文链接：/Periodical_mhg201201016.aspx。