氣化灰水系統(tǒng)結(jié)垢原因分析與對策

神華寧夏煤業(yè)集團有限責任公司甲醇分公司 寧夏 銀川 750411

正文：

1 灰水系統(tǒng)工藝流程

灰水系統(tǒng)工藝流程主要由以下幾個部分組成：黑水的閃蒸、黑水的沉降、灰水的混合以及灰水的洗滌。首先，需要將碳洗塔底部的煤氣洗滌水以及氣化爐激冷室里面的黑水傳輸?shù)介W蒸系統(tǒng)中，并對它們進行充分的混合，然后再利用高壓閃蒸設(shè)備、低壓閃蒸設(shè)備以及真空閃蒸設(shè)備來對黑水進行閃蒸，從而使黑水中的CO2、以及H2S得到有效排除。閃蒸之后，需要對黑水進行降溫處理，黑水溫度降到一定標準后，再將其傳輸?shù)匠两挡郏⑻砑舆m量的絮凝劑，絮凝劑的添加，會加快黑水中殘渣的沉降速度，沉降槽底部含固量高的黑水，應(yīng)當再采用過濾設(shè)備對其進行過濾，清除黑水中的殘渣、粉塵。將沉降完成后的灰水收集到一起，然后再傳輸至灰水槽，為了避免灰水管路出現(xiàn)結(jié)垢問題，確保灰水固體顆粒的穩(wěn)定性，應(yīng)當在灰水中添加適量的分散劑。灰水經(jīng)過蒸發(fā)熱水塔的處理之后，再采用高溫熱水泵將其輸送至碳洗塔，接受洗滌工藝的處理。

2 灰水系統(tǒng)主要結(jié)垢部位的原因

2.1 氣化爐激冷環(huán)結(jié)垢原因

氣化系統(tǒng)激冷水工藝的流程:碳洗塔底部的黑水進入碳洗塔底部的激冷水管道，經(jīng)過黑水循環(huán)泵送至黑水過濾器，黑水過濾器截留大粒徑的灰渣，小于黑水過濾器濾網(wǎng)孔徑的細渣和灰分進入激冷環(huán)，然后通過16mm冷卻環(huán)管的入口環(huán)進入激冷水環(huán)，從8mm環(huán)隙進入下降管。

由此可以看出，激冷環(huán)垢樣的主要成分為A1203、S102、Fe20等。這主要是日常運行過程中，激冷水經(jīng)過黑水循環(huán)泵送往黑水過濾器，粒徑小于黑水過濾器過濾網(wǎng)孔徑的細渣、細灰進人激冷環(huán)，在高溫高壓下，細灰和細渣沉積在凝結(jié)環(huán)和凝結(jié)水管道中，從而形成結(jié)垢[1]。

2.2 文丘里洗滌器結(jié)垢原因

它是第二臺合成氣凈化設(shè)備，包括收縮管、喉管和膨脹管。灰塵氣體進入收縮管，流速沿管增加；氣體進入膨脹管后，流速逐漸降低，粉塵顆粒相互粘附，使得顆粒更大，更容易去除。文丘里洗滌器的主要功能是加濕和除去含塵合成氣中的灰塵，以減少后續(xù)處理的難度。因此，可得出文丘里洗滌器結(jié)垢的主要成分為A1203、S102、CaO和Fe203等，其中CaO和硫化合物比氣化爐激冷環(huán)中有所增加。A1203、S102、Fe203等主要由合成氣從氣化爐中取出的飛灰沉積而成。

2.3 碳洗滌塔塔盤結(jié)垢原因分析

洗滌塔洗滌水由3股水組成：一股是由變換工段來的變換冷凝液，由塔頂進入；從熱水罐來的由高壓閃蒸汽加熱后的高溫灰水一股進入洗滌塔第三層塔盤，一股送入洗滌塔塔釜。通常來說，洗滌塔的塔板出現(xiàn)結(jié)垢都是越往下越嚴重的，如果出現(xiàn)結(jié)垢，洗滌塔的阻力會大大提高。洗滌塔結(jié)垢的主要成分為A1203、S102、CaO以及Fe203等，這主要是由于系統(tǒng)運行時間過長，合成氣中所夾雜的殘渣比較多，大大增加塔板的阻力。

3 灰水系統(tǒng)結(jié)垢的解決辦法

3.1 加強設(shè)備管理，提高操作水平

對黑水管道進行干合理的布置，盡量減少彎管以及死角，確保黑水管道的通常，避免后期運行時出現(xiàn)堵塞。同時，還應(yīng)當加強對黑水管道閥的日常維護，對其進行日常的檢查，及時發(fā)現(xiàn)積垢問題，并及時予以解決，防止因積垢處理不及時，而導(dǎo)致閥門堵塞。此外，對于有壓力要求的黑水處理裝置，應(yīng)當對切入時間進行嚴格的控制，防止長時間沒有打通黑水管道系統(tǒng)，而導(dǎo)致管道及閥門出現(xiàn)堵塞。灰水系統(tǒng)中的旋風分離器以及洗滌塔通往高閃的黑水管線，是非常容易出現(xiàn)堵塞，因此，相關(guān)工作人員應(yīng)當加強對此處的監(jiān)測與控制，通過對各相關(guān)參數(shù)的分析，來得知管線的堵塞情況。如果發(fā)現(xiàn)管線中存在堵塞情況，應(yīng)當及時予以處理，可以頻繁活動角閥開度，開大密封沖洗水進行沖洗，從而使堵塞情況得到更加有效的控制，保證黑水管線的通暢。

3.2 選擇灰分較低的煤種

灰渣量的減少能夠有效降低灰渣積聚堵塞現(xiàn)象的發(fā)生概率。在對煤種進行選擇時，必須要加強對煤質(zhì)的控制，盡可能的選擇低灰熔點、低灰分含量的原料煤。如果煤種灰熔點比較高，將會使氣化爐以及激冷水系統(tǒng)的溫度大大提高，進而分泌出大量的鈣鎂鹽，使系統(tǒng)的結(jié)垢速度提高，進而導(dǎo)致堵塞現(xiàn)象的發(fā)生；如果煤種灰分含量高，將會導(dǎo)致激冷水系統(tǒng)中的固體顆粒含量增加，進而提高堵塞幾率。

3.3 維持氣化系統(tǒng)工藝操作穩(wěn)定

盡可能的減少開停工次數(shù)，防止工藝參數(shù)出現(xiàn)大幅度的波動，確保氣化系統(tǒng)工藝操作的穩(wěn)定性。如果氣化灰水系統(tǒng)出現(xiàn)波動的話，那么很可能會導(dǎo)致灰水管道溫度以及流量出現(xiàn)變化，進而導(dǎo)致結(jié)垢堵塞問題的發(fā)生。

3.4 阻垢分散劑在氣化爐灰水系統(tǒng)應(yīng)用

在灰水系統(tǒng)中添加適量的分散劑，是一種化學(xué)放結(jié)垢方式。需要把阻垢分散劑放入到灰水槽中，然后對其進行充分的攪拌，確保分散劑的分布均勻，這時，阻垢分散劑就會依附到碳酸鈣微晶以及其他懸浮粒子上，而這些懸浮粒子的表面則會形成雙層電，使顆粒表面原有的電荷情況得以改變。在靜電作用的影響之下，顆粒與顆粒之間會相互排斥，不會融合到一起，這就有效防止顆粒物聚集融合，進一步避免結(jié)垢堵塞現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

3.5 根據(jù)水質(zhì)及時補充新鮮水進行置換

系統(tǒng)中的灰水往往都是循環(huán)使用的，隨著長時間的使用，灰水的水質(zhì)必然會出現(xiàn)嚴重的惡化，表現(xiàn)為pH，Cl-、Ca2+濃度大幅上升。而如果灰水的惡化比較嚴重，那么將會大大提高管道腐蝕以及管道堵塞概率。為了保證系統(tǒng)的正常運行，應(yīng)當定期對灰水進行更換，防止灰水水質(zhì)惡化。

4 結(jié)語：

在氣化灰水系統(tǒng)中合理的采用阻垢分散劑，能夠有效防止結(jié)垢問題的發(fā)生，使裝置的作用能夠得到更加充分的發(fā)揮，進而使成本得到有效降低。同時，氣化灰水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)問題的解決，還能有效促進工業(yè)發(fā)展以及環(huán)境保護。但是無論技術(shù)再成熟總會有一些問題難解決，而灰水結(jié)垢便是其中一個難以解決的問題。