阻垢分散剂在气化炉灰水系统应用
煤气化过程中的灰水预处理方案研究与优化
煤气化过程中的灰水预处理方案研究与优化摘要：针对煤气化过程中出现的灰水氨氮含量高、易结垢等问题，对煤气化过程中灰水氨氮的来源及结垢的原因进行了分析，并进行了针对性的煤气化灰水预处理方案优化，通过加碱汽提、混合闪蒸、加酸部分中和、抑酸4个主要步骤对煤气化灰水进行预处理，并结合甲醇装置实际生产结果表明，经灰水预处理后，减少了氨氦、钙镁等离子进入灰水系统的量，增加了氨氮汽提量和钙镁离子沉淀量，提高了灰水水质，减少了灰水系统结垢。
关键词：煤气化灰水；预处理；方案优化1灰水结垢成因进入气化黑水中的有机酸组分，经闪蒸系统后，随温度下降，其溶解度、活性、酸性均迅速下降；进入气化黑水中的无机酸组分，经闪蒸系统后，作为酸性组分挥发出去，导致黑水pH 值不断上升。
当黑水进入澄清池后，随pH值上升，CO32-同各类钙镁等离子生成CaCO3、Mg(OH)2等。
此类沉淀基本以分子团形式悬浮在灰水中，比黑水中的灰渣粒度小的多，难以处理，且基本不受絮凝剂影响。
分散剂可以影响沉降时间，但由于悬浮物最终仍要沉降下来，分散剂只是使沉降范围扩大。
最终结果就是悬浮物陆续沉降至灰水各储罐及管线中，形成致密垢片，堵塞管线。
其次，CaCO3、Mg(OH)2等在中性水中实质微溶，因此，灰水中Ca2+、Mg2+、C032-,OH-保持平衡。
当温度上升时，溶解度降低，水解度增加，Ca2+、Mg2+出现沉淀。
因灰水在除氧器中升温，除氧器水又逐步加温进入碳洗塔、气化炉，故在此过程中，灰水中可溶的Ca2+、Mg2+不断减少，CaCO3、Mg(OH)2等陆续沉降，导致除氧头、碳洗塔和气化炉内件、激冷水管线结垢。
2灰水预处理方案与优化2.1灰水预处理方案以某气化工艺流程为例，介绍灰水预处理方案，其工艺流程示意图见图l。
l-气化炉2-激冷水过滤器3-高压闪蒸入低压缓冲罐 4-酸液槽5-酸液泵6-洗涤塔／碳洗塔7-高压闪蒸罐8-低压闪蒸罐9-两级真空闪蒸罐 lO-澄清池，沉降池 11-灰水槽 12-除氧水槽，蒸发热水塔 l3-渣水混合器14-变换炉15-碱液槽16—碱液泵17，18-气液分离器19-汽提塔20-絮凝剂槽2l一除氧水泵图1 某气化装置灰水预处理工艺流程示意图图l中粗实线为灰水预处理部分：(1)加碱汽提，(2)混合闪蒸，(3)为加酸部分中和，(4)抑酸。
航天粉煤加压气化装置灰水降硬减排工艺研究
航天粉煤加压气化装置灰水降硬减排工艺研究为解决航天粉煤加压气化装置灰水硬度高易结垢的问题，设计出一种灰水降硬减排工艺，对该工艺通过工业项目进行论证。
该工艺创造性的提出将汽提塔前变换冷凝液直接引出一部分导入沉降槽参与灰水软化处理，从而最大限度的利用厂区内的废液，降低整体方案药剂花费，实现经济效益最大化。
通过节水可产生直接经济效益1500万元/年，而且应用该工艺后系统硬度可常年维持在500mg/L 以下，有效减少业主因系统结垢开停车、垢片清理的费用，这一隐形经济效益简单核算为300万元/年。
标签：灰水；降硬；工艺1 前言气化装置回用灰水硬度高导致系统结垢的问题在新型现代煤化工企业中普遍存在，该问题对系统整体安全和长周期稳定运行造成了巨大影响。
有国内项目通过选用分散剂来缓解系统结垢现象，但随着系统水质浓缩，钙硬度上升后超出阻垢分散剂的能力，而且分散剂高温分解后效果大减，即使加大药剂量也不能起到阻垢的作用，且对后期的絮凝造成影响[1]；也有项目通过控制煤种来控制系统水硬度从而减少外排水量；大部分项目采用加大外排水量的方法，给厂区环保带来巨大压力。
本文针对现有灰水处理系统基础上进行研究改进，研发出了灰水降硬减排处理工艺。
2 工艺研究航天粉煤加压气化装置所排灰水中的硬度主要以Ca2+为主，碱度以HCO3-为主，通过加入Na2CO3、NaOH或Ca（OH）2等药剂可有效降低灰水硬度[2]。
虽然投加Na2CO3软化方法最为简单有效，但其成本较高。
大部分化工厂都存在着大量的生产废液，合成氨厂中的变换冷凝液中含有大量OH-，可作为碱度参与降硬反应。
本研究提出NaOH或Ca（OH）2+变换冷凝液的降硬减排方案，以Na2CO3作为补充，可在降低处理成本处理的同时合理利用厂区液体废弃物。
以加入NaOH或Ca（OH）2软化灰水进行化学反应分析，灰水中Ca2+的化学方应比较复杂，随着Ca2+与HCO3-的比值变化而产生不同的化学反应。
阻垢分散剂
阻垢分散剂工业冷却水普通来自井水、湖水、河水等未经处理的自然水。
这些水中含有一些微溶性杂质或污染物，在循环用法的过程中，冷却水蒸发使得水中致垢物质不断浓缩，直至饱和或过饱和。
这些物质的溶解度随着温度的上升而减小，因而简单在换热面上析出结晶，形成水垢，频繁的水垢有垢、垢、镁垢等。
水垢使传热效率下降而影响传热的正常举行，消耗和铺张能量；同时还会引起金属腐蚀，缩短设备寿命。
因此有须要对工业冷却水举行处理，从而保证能源的有效利用和设备的正常运转。
工业冷却水的处理主要是对沉积物、腐蚀和微生物三者的综合控制。
控制其危害的办法有化学法(离子交换软化法、酸化法、加阻垢簇拥剂、缓蚀剂、杀菌剂等)，物理法(膜法、静电水处理、表面涂装、电化学庇护等)，其中用法水处理剂举行防护是最常用、便捷的办法，普遍被采纳。
沉积物、腐蚀和微生物三者的危害过程普通掺杂在一起，相互影响。
沉积物可引起腐蚀，为微生物繁殖制造条件，腐蚀产物能形成沉积物，微生物会引起沉积物和腐蚀的加速，因此，开发出高效、多功能、复合的水处理剂成为现代水处理剂研发的趋势。
阻垢剂能够防止水垢和污垢产生或抑制其沉积物的生长，其分子结构中普通含有多种官能团，在水处理体系中表现为螯合、吸附和簇拥作用，工业循环冷却水系统常用的阻垢簇拥剂的主要有类阻垢剂、自然高分子阻垢簇拥剂、有机磷酸盐、聚羧酸类共聚物。
聚合磷酸盐阻垢簇拥剂虽然有良好的阻垢簇拥效果，但它易水解，与钙离子结合生成磷酸钙沉淀，此外，含磷酸盐的工业废水排入水体，简单造成水体富养分化，使受污染的水域菌藻大量繁殖生长，造成生态破坏。
因此聚磷酸盐类阻垢剂已逐步被其他阻垢簇拥剂取代。
随着人类环保意识日渐高涨，环境友好型绿色阻垢剂逐渐成为阻垢剂的进展方向。
20世纪中期，以木质素、丹宁、纤维素等为代表的自然聚合物被用来作为处理剂。
尽管自然聚合物还存在性能不够稳定、药剂用量大、阻垢和簇拥效果不及合成聚合物阻垢剂等缺点，但因其具有来源广、价廉和可生物降解等优点，可第1页共2页。
水煤浆气化炉装置水系统结垢问题分析与预防处理措施
水煤浆气化炉装置水系统结垢问题分析与预防处理措施摘要：水煤浆气化水系统是气化装置的重要技术环节之一，是气化装置的血液；该系统运行正常与否，是气化装置能否长周期稳定高负荷运行的关键，同时也直接影响着各主要设备的使用寿命。
本文以宁夏煤业甲醇分公司煤制甲醇项目的水煤浆气化装置水系统的运行情况，对水系统结垢、堵塞等制约长周期稳定运行的问题进行深入的分析，并就水系统的结垢堵塞问题提出了针对性的解决方案。
关键词：水煤浆气化炉装置；水系统结垢；预防处理措施1水煤浆气化炉装置水系统结垢问题分析甲醇分公司气化装置在气化炉投料运行后最初的一段时间，水系统的运行还算正常，随着时间的推移，激冷水量逐渐下降，激冷水过滤器切换也变得越来越频繁，而换热器的换热效果也不同程度的下降。
气化炉运行后期激冷水过滤器虑孔因结垢变小，使得虑孔更容易受杂质堵塞，使虑孔变得更小，因垢片紧密附着在金属表面，简单的在线冲洗只能把杂质冲掉对垢片没有任何作用，所以随着时间的推移，虑孔垢片增厚，致使激冷水量随着时间而降低；同样，结垢也会使换热器换热效率不断下降，如其中A炉激冷水泵前后手阀因为结垢而无法动作，以致于其中一个泵机封泄漏无法切出检修；B炉投料后，激冷水量一直上不去，水量长期在380 t/h附近徘徊，—部分的原因是这和激冷水过滤器在备用情况下静止的灰水水质较差导致结垢加之固体颗粒的沉淀堵塞虑孔所致。
气化炉经过1.5-2个月左右的运行周期后，相继发现气化大黑水管线和激冷水过滤器堵塞严重，激冷水泵出入口阀、激冷水管道、灰水管道结垢严重，气化单元的黑水管线和激冷水相关管线的堵塞物多为黑色疑似结垢堵塞物，约20-40 mm厚度不等，而闪蒸单元的灰水管线结垢多为灰白色，厚度多在5-25 mm不等，这些垢块或堵塞物都结垢致密附着力强，结垢堵塞情况在年度大检修后变符更加严重。
2水系统结垢原因分析2.1机理分析钙垢和镁垢是水中较为常见的水垢，0℃下碳酸钙在水中的溶解度只有20 mg ／L。
阻垢剂在工业水处理中的应用
【 关键词 】 工业水处理 阻垢机理 阻垢剂
工 业水 处 理是 通过 物 理化 学 的 手段 去 除 水 中一 些杂 质 的水 处理 过 程 ，主 要包 括 锅炉 用 水 和冷却 用水 的水处 理 过程 。在水 资 源 日 益 紧张 的今 天 ， 为有 效 降低 水 资源 需求 ， 缓 解
的 结垢 和腐 蚀 ， 使热 交 换器 的传 导 效 率 降低 ，
甚 至堵 塞管 路或 换 热器 ， 引起垢 下 腐 蚀 ， 从 而 增 加能 耗 和维修 费 用 ， 甚 至会 带来 安 全 隐患 ， 因此换 热设 备 的结 垢 问题 成 为工 业 水处 理 的 难 题 。所 以说 缓蚀 和 阻垢 剂 的研 究成 为 目前 市 场 的迫切 需求 ， 也成 为我们 研究 的重 点 。 目前常 用 的 阻垢或 除垢方 法 主要 包 括两 类： 物理 除垢 法 和化学 除垢 法 。 物 理除 垢法 是 利 用机 械 的方 法 ， 通 过 对 结垢 层 的物 理作 用 ， 使 成垢 物质 失 去或 暂 时失 去结 垢 能 力 ，主要 包 括机 械 除垢 法 、 磁 场 除垢 法 和 电场 除垢 法 ； 化 学 除垢 法 是 利用 化学 方 法 ，来 预 防或 去 除
垢。 １ ． ２ 晶格 畸变
污 垢 的方法 ， 主 要 包 括 阻垢 剂 法 、 加酸法 、 二
氧 化碳 法 、 离 子交换 法 和石灰 软化 法等 。阻垢 剂 法是 利用 在 工业 冷 却水 中添加 化 学 阻垢 剂 来 达 到阻垢 防垢 目的 的水 处 理方 法 ，具 有设
晶格 畸 变作 用 主要 是 由于 阻垢 剂 的官 能
区域 供 热
２ ０ １ ３ ． ２期
阻垢 剂在 工业水处理 中的应用
浅谈气化炉长周期运行后系统积渣原因及处理
浅谈气化炉长周期运行后系统积渣原因及处理摘要：气化炉长周期运行时会出现较多的问题，在运行到一定周期会出现较多问题，主要问题集中在气化装置运行环境较差，管道内积灰结垢现象严重，可能会出现较复杂的情况造成气化炉运行波动甚至造成无法持续运行情况，通过运行中的部分整改情况可以缓解系统内的积灰结垢，持续气化装置的运行，延长运行周期。
关键词：气化炉积灰高闪分散剂 PH值`1.工艺介绍新疆和山巨力化工有限公司气化装置采用山东某集团设计制造的新型粉煤加压气化装置，采用单烧嘴、水冷壁结构，该新型粉煤气化技术包括磨煤及干燥2150、粉煤加压及输送2160、粉煤气化及合成气洗涤2170、渣及灰水处理2180、气化公用工程2190单元；气化装置的规模为48000Nm3/h有效气（CO+H2），设计负荷60%-110%，年生产时间为8000小时。
装置物料平衡按产48000Nm3/h有效气（CO+H2）考虑。
该新型气化炉运行期间出现问题较多，集中问题出现在气化炉内积灰严重、高闪内积灰严重等情况。
1.气化炉积灰积渣现象说明该气化炉在运行期间出现较多的气化炉、洗涤塔、高闪内部积渣现象严重，其主要表显为以下几个方面：2.1气化炉内部积灰严重，在气化炉运行两个月左右后出现气化炉液位上涨后下降现象，在运行至三个月左右时出现气化炉液位提升困难，合成气带水现象严重，最终在拆检时发现气化炉内积灰严重，上升管下降管中间内部积灰严重基本堵死，上升管外围内部积灰严重，仅剩余个别通道供合成气通过，最终造成气化炉激冷室烧蚀等严重现象。
2.2高闪内部积灰严重，高闪在长周期运行后会出现高闪内部压力波动较大，最高至0.68MPa导致现场安全阀起跳，造成一定的安全隐患，在后续拆检时发现高闪内部结垢严重，下锥段基本堵死，在两角阀溢流堰处堵塞现象明显，洗涤塔角阀处较结垢现象不明显。
2.3汽提塔带水现象明显，在高闪内部结垢严重后出现高闪压力较高且波动较大，造成汽提塔内部水质变差，同时造成汽提塔内部换热不均匀，汽提塔带水导致高闪分离罐液位上涨至满罐，带水时会导致闪蒸不凝气中含水量较大，高闪压力波动较大，且高闪换热器下液温度较高。
中能化工改善气化灰水水质减少系统结垢
中能化工改善气化灰水水质减少系统结垢摘要；灰水系统由于水质差、积渣快、结垢快、结垢多的原因，在运行时影响工艺、设备的稳定，影响整体系统的稳定，在检修时清理积渣耗时长，影响检修进度，因此，延缓灰水系统积渣结垢速率、优化灰水系统水质是延长气化装置运行时间的主要因素。
关键词：灰水系统；水质差；气化装置一、现状分析中能化工股份有限公司灰水系统由于水质差、积渣快、结垢快、结垢多的原因，在运行时影响工艺、设备的稳定，影响整体系统的稳定，在检修时清理积渣耗时长，影响检修进度，因此，延缓灰水系统积渣结垢速率、优化灰水系统水质是延长气化装置运行时间的主要因素。
这五大环节中均存在结垢的现象，因此，要优化灰水系统，必然这五个环节都要优化。
四、要因分析1、形成水中碱度的物质碳酸氢盐可以共存，硫酸盐和氢氧化物也可以共存。
然而，碳酸氢盐与氢氧化物不能同时存在，它们在水中能起如下反应：HCO3－ + OH－ = CO32－ + H2O由此可见，碳酸盐、碳酸氢盐、氢氧化物可以在水中单独存在之外，还有两种碱度的组合，所以，水中的碱度有五种形式存在，即：（1）碳酸氢盐碱度HCO3－；（2）碳酸盐碱度CO32－；（3）氢氧化物碱度OH－；（4）碳酸氢盐和碳酸盐碱度HCO3－ + CO32－；（5）碳酸盐和氢氧化物碱度CO32－ + OH－2、如果水中单独存在OH－碱度，水中pH>11.0；水中同时存在OH－、CO32－时，PH9.3~11.0；如水中只有CO32－存在时，pH=9.4；当CO32－、HCO3－共同存在时，PH8.3~9.4；单一的HCO3－其存在范围是pH=8.3；但pH<8.3时，如水中碱度只有HCO3－存在，此时的pH值变化只与HCO3－和游离的CO2含量有关。
3、水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其中包括碳酸盐硬度（即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子，故又叫暂时硬度）和非碳酸盐硬度。
以碳酸钙浓度表示的硬度大致分为：0~75mg/L 极软水75~150mg/L 软水150~300mg/L 中硬水300~450mg/L 硬水450~700mg/L 高硬水700~1000mg/L 超高硬水4.所以当系统内碱度硬度控制不好，pH值控制范围过高或过低都会造成洗涤塔内积灰积累垢片5、真闪真空度低基本都是是由于真闪罐顶冷凝器换热效果差导致，由于真闪气带灰且容易腐蚀设备，使得真闪冷凝器使用效果差。
新型气化炉装置渣水处理系统问题分析
新型气化炉装置渣水处理系统问题分析摘要：近些年，随着我国科学技术的不断进步，带动了各个领域的发展。
结合新型气化炉装置渣水处理系统工艺流程介绍以及问题与原因剖析，科学制定解决方案，有效改善新型气化炉装置渣水处理系统问题，保证渣水处理系统运行正常。
关键词：气化炉装置；渣水处理系统；输送系统；黑水蒸发引言煤浆气化是以煤为原料，高温、高压条件下在气化炉内和纯氧发生氧化反应生成粗合成气的工艺过程。
主要由煤浆制备、气化及洗涤、渣水处理、黑水闪蒸、黑水沉降等工序组成。
设备和管道布置是否合理，将会影响装置的安全运行。
本文以三开两备、单台投煤量3000t/h气化炉的气化装置为例，论述寒冷地区水煤浆气化装置布置要求和管道设计注意事项。
1工艺流程简介由气化炉及煤气初步净化系统来的含渣黑水分别经减压后进入渣水处理系统，首先进入蒸发热水塔蒸发室。
蒸发室产生的蒸汽进入热水室与循环灰水直接接触换热，使灰水得到最大程度的升温。
蒸发室底部固渣含量得到提高的液相产物再进行真空闪蒸，进一步降低含渣黑水温度并浓缩含渣水，将酸性气体完全解吸。
闪蒸气排放到火炬中燃烧，浓缩后的黑水进入沉降系统中分离，较干净的灰水溢流到灰水槽中重新返回系统利用，而高浓度的黑水送压滤装置，压滤后产生的渣饼外送运走。
2运行期间的问题剖析2.1输送系统堵塞问题输送阶段也会出现堵塞现象，主要集中在旋风分离器管路位置。
一旦管道堵塞，热水塔受到影响出现满液情况，火炬管道中会融入大量防控粗水煤气，并且这些煤气均带水。
如此一来质量必然下降，甲醇接气时间也会受到明显影响，整个渣水处理系统的制造成本会不断增加。
不仅如此，闪蒸塔罐液位排放受到影响，现场清理难度增加，设备检修更加复杂。
甚至在垢片清理期间，澄清槽中也会出现大量垢片，渣浆泵不管是入口还是叶轮均会造成堵塞。
2.2蒸发热水塔填料层结垢、超压甚至带水蒸发热水塔是第1级闪蒸设备，设计工作压力为0.43MPa，分为上塔热水室和下塔蒸发室两段结构，其中热水室与高温热水储罐相连，为煤气初步净化系统提供洗涤水。