改善氣化灰水水質減少系統結垢運行小結

張林峰，李興隆

(安徽晉煤中能化工股份有限公司， 安徽臨泉 236400)

中能化工股份有限公司灰水系統由于水質差、積渣快、結垢多，在運行時影響工藝、設備的穩定；同時，清理積渣耗時長，影響檢修進度。因此，延緩灰水系統積渣結垢、優化灰水系統水質是延長氣化裝置運行時間的主要因素。[1]。

1 結垢現象

經分析，在氣化爐、洗滌塔、高壓閃蒸、真空閃蒸、沉降槽5個環節(見圖1)中均存在結垢現象。影響灰水系統的因素見圖2[2]。

圖1 工藝流程圖

1.1 氣化爐積渣結垢

惡性帶水帶灰，磨損合成氣管道，造成氣化爐液位不穩定，同時破渣機填料易漏，不能連續運行，導致積渣運行更嚴重。

1.2 洗滌塔積渣

液位計易堵且極難疏通，讀數無法參考，導致盲目操作；緩沖分離空間變小，合成氣帶灰，造成塔盤孔堵塞；帶水嚴重且不穩定，引起塔盤脫落。

1.3 高壓閃蒸積渣

容易堵塞角閥，導致液位波動大；垢片進入沉降槽后造成沉降槽堵塞。

1.4 真空閃蒸真空度低

黑水水溫約為102 ℃，超過絮凝劑最佳溫度(約90 ℃)，影響絮凝效果；黑水壓力為0.02 MPa以上，流速快，影響沉降效果。

1.5 沉降槽積渣

淤漿無法正常排出，沉降槽分離空間小，懸浮物多，形成惡性循環。

圖2 影響灰水系統的因素

2 原因分析

2.1 化學反應

形成水中堿度的物質碳酸氫鹽可以共存，硫酸鹽和氫氧化物也可以共存。然而，碳酸氫鹽與氫氧化物不能同時存在，在水中發生如下反應：

(1)

2．2 pH值因素

2.3 水硬度原因

水的總硬度指水中鈣、鎂離子的總濃度，其中包括碳酸鹽硬度(即通過加熱以碳酸鹽形式沉淀下來的鈣離子、鎂離子，故又叫暫時硬度)和非碳酸鹽硬度。以碳酸鈣質量濃度表示水的硬度見表1。

表1 以碳酸鈣質量濃度表示水的硬度

所以，當系統內堿度硬度控制不好時，pH值控制范圍過高或過低都會造成洗滌塔內積灰、積垢。

2.4 設備原因

真空閃蒸真空度低基本都是由真空閃蒸罐頂冷凝器換熱效果差導致，真閃氣中帶灰且容易腐蝕設備，使得冷凝器使用效果差[3-4]。

2.5 腐蝕原因

沉降槽垢片生成快，自身內壁脫落的垢片和其它環節的垢片最終都集中在沉降槽，積累快、積累多且無法徹底清理，影響淤漿正常排出，導致沉降槽緩沖空間變小。

3 實施對策

(1) 嚴格控制好氣化爐各項工藝指標；嚴格控制絮凝劑、分散劑加藥量，每個班要按照車間要求用藥，保證加藥連續性和用量；特殊情況需要特別安排加入。

(2) 洗滌塔雖然在錐部設計有排污管，但是僅限于停車時排污用，由于開停車時壓力和溫度變化，造成系統內垢片脫落，堵塞的排污管基本沒有作用。利用此管道，改為用高壓灰水進行反沖，增加干凈的高壓水，使錐底的積渣垢片處于不穩定狀態，通過黑水管道將其排出。

(3) 清洗真空閃蒸罐頂冷凝器，并更換換熱器，使真空閃蒸壓力維持在-0.07 MPa，水溫保持在90 ℃左右，保證絮凝劑的絮凝效果和沉降槽的沉降效果。

(4) 嚴格控制工藝指標，確保灰水系統穩定。真空閃蒸壓力為-0.02～0 MPa，保證真閃系統穩定；氣化爐黑水質量流量≥95 t/h，保證氣化爐黑水及時排出；洗滌塔黑水質量流量≥20 t/h、溫度≥160 ℃，保證洗滌塔黑水及時排出；淤漿抽出質量流量≥35 t/h，保證沉降槽淤漿及時送出；通過調整絮凝劑、分散劑，控制懸浮物質量濃度約為60 mg/L，控制堿度+硬度≤20 mmol/mL；通過加酸堿溶液控制pH值為7.5～9.0，有效改善灰水水質，控制系統的結垢速率。

4 實施效果

從以往的運行情況來看，一般灰水系統連續運行5個月以上就會出現洗滌塔積灰嚴重、液位計顯示失真現象，導致合成氣帶水事件發生；激冷水泵進口濾網堵塞、激冷水過濾器壓差高，進而導致激冷環堵塞和下降管燒穿，影響裝置安全運行。

2016年因洗滌塔堵造成系統帶水運行而停車處理2次，2017年上半年因洗滌塔堵造成系統帶水運行而停車處理1次。通過工藝優化及設備技改后，灰水系統運行穩定，裝置運行正常。

5 效益分析

2019年下半年因氣化爐、洗滌塔堵導致系統停車處理的次數，較2018年減少1次，可節約開停車費用40萬元。

6 結語

整個系統的優化操作、節能降耗工作任重道遠，要本著“穩產降耗”的宗旨，為新項目長周期穩定運行做好基礎工作。