無害化協同處置混醇的可行性研究

王志敏，侯茂林，賈 博，李 露，張 超，郭戰榮

(浙江石油化工有限公司，浙江舟山 316000)

1 混醇組成成分分析

混醇的主要成分為多乙二醇，為無色或淡黃色油狀液體，無機械雜質及油漬，凝固點為-6.5 ℃，相對密度為1.116，折光率為1.118?；齑寄芘c乙醇、乙醚、丙酮和乙二醇混溶，不溶于苯和四氯化碳，溶于水且可燃，口服會引起惡心、嘔吐、腹瀉及肝腎損傷，可致死。

浙江石油化工有限公司(簡稱浙石化)副產混醇質量流量為60 t/d，其主要成為為一乙二醇、二乙二醇、三乙二醇，其余為水分及少量的雜醇類，主要成分組成見表1。

表1 混醇成分

2 成漿性試驗

實驗室內將原煤(神優2號)在小型棒磨機內磨制成粉，與水煤漿添加劑、水、混醇混合攪拌均勻制得煤漿樣品，進行煤漿濃度、黏度、析水率、流動性及穩定性分析，結果見表2。

表2 混醇與煤漿混合試驗數據

由表2可以看出：針對浙石化神優2號原煤，添加質量分數為0.15%的水煤漿添加劑，在制漿用水中摻入不同比例的混醇制漿時，隨著混醇摻配比例的增加，煤漿流動性明顯變差，黏度和析水率逐漸增加，在混醇摻配質量分數低于6%時進行制漿，能保證正常生產運行。

試驗表明，摻配混醇會對制漿造成一定影響，增大了煤與水的接觸角，影響煤的潤濕性，從而降低煤的制漿濃度，增加煤漿的表觀黏度。

3 氣化摻燒試驗

將化工裝置副產的混醇通過管線送至界區內儲罐，經混醇給料泵按1.4 m3/h的體積流量打至大煤漿槽內，通過攪拌器攪拌配制成一定濃度、黏度的煤漿，由大煤漿泵送至氣化爐進行氣化反應。通過對水洗塔出口粗煤氣及灰渣成分的分析，最終確定水煤漿氣化爐摻燒混醇的可行性。

氣化過程是一個極其復雜的不完全氧化反應，副反應較多[1-4]，主要包括:

部分氧化反應:

(1)

煤的燃燒反應:

(m-r)CO2+n/2H2O+rCOS+Q

(2)

煤的裂解反應:

(3)

CO2還原反應:

(4)

碳的完全燃燒反應:

(5)

非均相水煤氣反應:

(6)

(7)

轉化反應:

(8)

逆變換反應:

(9)

同時，氣化爐內還會發生以下副反應：

COS+H2O=H2S+CO2

(10)

C+O2+H2=HCOOH

(11)

N2+3H2=2NH3

(12)

N2+H2+2C=2HCN

(13)

上述反應產物主要為CO、H2、CO2、水蒸氣等，產品氣經過不同的流程和不同的預處理可以作為合成氨、合成甲醇、發電等的原料氣和燃料氣。

在煤漿摻燒混醇后，對灰渣、外排灰水及水洗塔出口粗煤氣成分進行了對比分析，結果見表3～表5。由表3～表5可以看出：在氣化爐內摻燒了5%(質量分數)的混醇后，水洗塔出口粗煤氣、外排灰水和氣化細渣的主要成分均未發生明顯變化，證明化工副產混醇在氣化爐內協同處置是可行的。為了防止煤漿槽內有害氣體揮發造成人員中毒或環境污染，可以將大煤漿槽增加頂部氮封。

表3 細渣成分

表4 外排灰水成分

表5 水洗塔出口粗煤氣成分

5 結語

隨著混醇在煤漿中摻配比例的增加，煤漿流動性明顯變差，黏度和析水率增加，因此，應根據混醇的性質制定合適的摻混方式。由于磨煤機為非封閉形式，故不建議在磨煤機內進行混醇摻配制漿，防止造成人員中毒或環境污染?；じ碑a品廢料在氣化爐中的協同處置在煤化工及石油化工行業中越來越普遍和重要，氣化技術是一種理想的危廢品處理工藝，在處理危廢品的同時能獲得品質較高的粗煤氣，具有廣闊的發展前景。浙石化采用混醇和煤漿摻燒氣化，為難于處置、富有毒性的液體類化工品的安全有效處置提供了解決方案，具有一定的經濟效益和應用前景。