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‘洁净煤技术“2013年第19卷第1期德士古气化炉激冷水流量低原因探究常 亮,宋淑群,孔祥波(兖矿国宏化工有限责任公司,山东邹城 273500)摘要:简要介绍了德士古气化炉水系统流程和激冷水管路结垢原理,通过对德士古气化炉检修发现问题以及对系统灰水水质的综合分析,发现影响德士古气化装置激冷水流量低的原因是碳洗塔底部及黑水过滤器底部有积渣,滤网结垢堵塞㊂提出有效的解决办法及防范措施,确保激冷水管路不因结垢㊁存渣而堵塞,能够供应足够的激冷水,满足气化炉高负荷运行需要㊂关键词:德士古;激冷水;结垢;灰水水质中图分类号:TD849;TK229.63 文献标识码:B文章编号:1006-6772(2013)01-0118-03Causes analysis of low flow chilled water in Texaco gasifierCHANG Liang,SONG Shu⁃qun,KONG Xiang⁃bo(Yankuang Guohong Chemical Co.,Ltd.,Zoucheng 273500,China )Abstract :Introduce chilled water system of Texaco gasifier and pipes scaling causes.Analyse problems appeared in examination and repairing of gasifier ash water quality,find that slag at the bottom of carbon scrubber and ash water filter,serious scalling filter screen lead to low flow chilled water in Texaco gasifier.To resolve these problems,provide effective solution and preventive measures.After transformation,the chilled water flow increase,that meet the demands of high load operation of gasifier.Key words :Texaco;chilled water;scalling;ash water quality 收稿日期:2012-07-12 责任编辑:孙淑君 作者简介:常 亮(1982 ),男,贵州毕节人,工程师,主要从事德士古气化的研究㊂E⁃mail:changliang198216@ 引用格式:常 亮,宋淑群,孔祥波.德士古气化炉激冷水流量低原因探究[J].洁净煤技术,2013,19(1):118-120. 兖矿国宏化工有限责任公司德士古气化炉装置于2005年开工建设,公司采用CO+H 2的合成技术生产甲醇[1],自试生产以来,各工艺管道及动静设备在未发生改变的情况下,系统生产负荷出现一些问题㊂通过查找原因,认为主要是激冷水流量下降,无法满足系统的高负荷运行导致的㊂1 系统水循环流程德士古气化炉水系统主流程:灰水槽 低压灰水泵 脱氧水槽 除氧水泵 碳洗塔 灰水循环泵 激冷水流量计 黑水过滤器 气化炉 高压闪蒸器 低压闪蒸器 真空闪蒸器 澄清槽 灰水槽[2-4]㊂其中,碳洗塔 灰水循环泵 激冷水流量计 黑水过滤器 气化炉段称之为激冷水管路㊂2 激冷水管路结垢原理在德士古水系统中,引起激冷水管路结垢的主要物质是CaCO 3和MgCO 3,CaCO 3和MgCO 3在25℃时的溶解度分别为3.162×10-3和6.928×10-5mol /L,二者混合后的饱和水溶液的硬度(以CaCO 3计)为323.128mg /L,此数据即为以CaCO 3和MgCO 3为结垢物质的水溶液的临界硬度㊂系统水质的pH 为8.3~9.4,在此条件下,水中CO 32-㊁HCO 3-共同存在,当Ca 2+㊁Mg 2+的质量浓度大于323.128mg /L(25℃时),且水中有超过这一浓度的CO 32-时(气化炉粗煤气中含有18%左右的CO 2,可确保水中含有足够多的CO 32-),就会发生如下反应:Ca 2++CO 3→2-CaCO 3,Mg 2++CO 3→2-MgCO 3,产生沉淀,附着在管壁上,形成垢[5]㊂笔者收集了811常 亮:德士古气化炉激冷水流量低原因探究系统实际运行期间2个月灰水水质的分析数据,见表1㊂表1 2011年11 12月灰水水质日 期ρ(Ca 2+)/(mg㊃L -1)ρ(Mg 2+)/(mg㊃L -1)(ρ(Ca 2+)+ρ(Mg 2+))/(mg㊃L -1)硬度/(g㊃L -1)pH 值浊度/NTU 11月4日252.5021.87274.377.28.2637.011月8日252.5024.36276.867.38.04122.011月11日308.6219.44328.068.58.0232.711月14日268.5431.59300.138.08.2254.411月18日316.6326.73343.369.08.0149.811月22日432.8626.73459.5911.97.8841.911月25日376.1543.74419.8911.27.9335.911月29日440.8879.11519.9912.78.1749.012月2日488.9726.73515.7013.38.3835.712月6日344.6919.44364.139.48.1534.912月9日292.5821.87314.458.28.2232.112月13日256.5119.44275.957.28.4831.312月16日424.8514.58439.4311.28.2126.212月20日268.539.72278.257.18.0645.012月23日316.634.86321.498.18.3349.812月27日352.7019.44372.149.68.1354.4通过对表1数据的分析可得:1)灰水pH 值合格率为10.5%(pH 值控制指标为7~8)[6];2)Ca 2+,Mg 2+的质量浓度和合格率为47.4%(两者质量浓度总和的控制指标为不大于320mg /L (25℃时));3)系统灰水硬度高㊂通过试验发现,当甲醇废水及变换低温冷凝液与灰水混合后,很快就出现混浊现象,主要是甲醇废水及变换低温冷凝液pH 较高,一般在10左右,而德士古的灰水硬度较高,它们相互混合后,很容易形成CaCO 3和MgCO 3沉淀[7]㊂综上所述,灰水极易产生CaCO 3㊁MgCO 3沉淀㊂3 系统检修中发现的问题3.1 碳洗塔底部有积渣由于粗煤气带灰严重,入碳洗塔的除氧水清洁度低等原因,导致碳洗塔内的黑水含灰量较大㊂在气化炉短停时,碳洗塔未能及时将塔内的积渣排往高压闪蒸,而系统再次运行时才发现底部管线堵塞,此时碳洗塔内的黑水被迫经塔底部管线的旁路送往闪蒸系统,随着系统运行时间的延长,碳洗塔底部积渣逐渐增加到最高(底部管线的旁路入口处为积存渣的上限位置)[8]㊂3.2 黑水过滤器底部有积渣㊁滤网结垢堵塞由于碳洗塔底部积渣到达最大限后,灰水循环泵的吸入口距离碳洗塔底部存渣的距离相对较近,导致灰水循环泵将碳洗塔底的碳渣送往黑水过滤器,在黑水过滤器的过滤下,碳渣被过滤存在黑水过滤器中,在操作人员对黑水过滤器进行切换时,未能及时将过滤器底部的碳渣排出,最终寄存在黑水过滤器底部㊂水系统中钙镁离子浓度高,导致滤网结垢而出现堵塞现象㊂3.3 激冷水管线及激冷环内有积渣㊁垢片粒径小于黑水过滤器滤网孔径的细渣㊁细灰进入激冷环,由于灰量㊁渣量大,且激冷环内喷淋孔部分结垢堵塞等原因,未能及时将细渣细灰全部排出,最终导致部分存积在激冷水管线及激冷环内[9]㊂2012-02-20,B 号气化炉检修,从B 号气化炉激冷环及黑水量过滤器滤网中取出小垢片积聚在一起形成的大块和渣块,在对取样进行初步分析得出:①样品中84%为灰渣,16%为可燃物;②进行盐酸溶解,发现有35%能够溶解,得知样品含有CaCO 3和MgCO 3㊂4 激冷水结垢的原因分析1)系统内的水质较差,pH 值较高,Ca 2+和Mg 2+质量浓度较高;2)气化炉液位控制不好,导致出气化炉的粗煤气带灰带水,最终将灰及气化炉激冷室内的黑水带入碳洗塔,影响了碳洗塔内灰水的清洁度[10];3)碳洗塔内的水较脏,严重影响了激冷环激冷911‘洁净煤技术“2013年第19卷第1期水的清洁度;4)碳洗塔去往高压闪蒸的排水量及进入碳洗塔的除氧水量较少,不能保证碳洗塔内的水干净;5)脱氧水槽内的脱氧水含灰严重;6)系统的频繁开停车导致管道内壁上的垢片脱落,最终汇集在一起形成大块而堵塞管道㊂5 解决措施1)加强对灰水质量的管理,严格按照要求添加分散剂,及时补充新鲜水[11],确保灰水的外排水量不小于指标值,Ca 2+㊁Mg 2+的质量浓度总和不大于320mg /L(25℃时);2)优化操作,确保系统稳定运行,防止气化炉粗煤气出现带水;3)严格按照工艺指标控制好气化炉液位,防止气化炉粗煤气出现带灰现象;4)确保每一次系统运行时碳洗塔均从底部管线将黑水送往闪蒸系统,加大碳洗塔的进水量及排水量,确保激冷水的清洁度;5)确保高压闪蒸器及真空闪蒸器远传液位计指示正常,严格控制高压闪蒸器及真空闪蒸器液位,防止液位过高而导致黑水进入脱氧水槽;6)确保气化炉的稳定运行,降低频繁开停车的次数;7)根据管道内的垢片及渣块,配置相应的酸液,定期对激冷水管线及激冷环进行酸洗;8)酸洗完成后,利用高压水枪再次对激冷环㊁黑水过滤器滤网等关键部件进行机械清洗[12];9),尽可能降低激冷室水浴的含灰量,控制粗煤气的含灰量;10)预热水泵吸入口渣池内水含渣量大,易堵塞黑水过滤器㊁激冷环,可将预热水泵吸入口改自灰水槽,防止堵塞现象的发生[13];11)对于返回系统回收利用的水,应定期对其水质进行检测,确保不污染整个激冷水系统的水质[14]㊂参考文献:[1]于光元,李亚东.煤气化工艺技术分析[J].洁净煤技术,2005,11(4):39-43.[2]谭成敏,丁振伟.GSP 煤气化渣水系统的选择[J].氮肥与甲醇,2007,2(4):26-28.[3]王永康,李正平,任文平,等.Texaco 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循环水结垢原因与防止循环水结垢是指循环水系统中，由于水中存在的溶解性固体物质（如钙、镁等）与水中的碳酸盐反应产生的沉淀物，而形成的一层或多层覆盖在管道壁上的硬垢，会严重影响循环水系统的运行效率与设备的正常运行。
下面将从结垢的原因、结垢对系统的影响以及防止结垢的措施进行阐述。
一、结垢的原因：1.水源因素：循环水系统的水源中常常含有溶解的硬度物质，特别是钙、镁等离子，这些硬度物质容易形成结垢。
2.温度因素：在高温条件下，溶解在水中的碳酸盐溶解度减小，容易形成沉淀物质，所以高温环境下结垢更严重。
3.酸碱度因素：水的酸碱度也会影响结垢的程度，当水的酸度过高时，会加速结垢的形成。
4.水的流速：水的流速与结垢也有一定的关系，当水在管道内的流速过低时，水中的沉淀物质更容易脱离水流而附着在管道壁上。
二、结垢对系统的影响：1.阻塞管道：结垢会附着在管道壁上，形成堆积的硬垢，导致管道内径减小，从而阻塞了管道，降低了水的流速。
2.减低传热效率：结垢会作为一层隔热层，降低了传热效率，导致设备间接散热效果下降，对于循环水冷却系统来说，影响了冷却效果。
3.增加能耗：由于结垢导致了管道的阻塞和传热效率的降低，系统需要消耗更多的能量来保持设计要求的循环水流速和温度，增加了能耗成本。
4.缩短设备寿命：结垢会使得设备内的水流量不均匀，造成一些设备的局部高温或高压区域，加速了设备的磨损和老化。
三、防止结垢的措施：1.水质处理：可以通过酸洗、软化等方法降低水源中的硬度物质含量，减少结垢的生成。
2.温度控制：降低水温可以减少碳酸盐的溶解度，从根源上避免了结垢的产生。
3.水质控制：通过调节循环水的酸碱度，保持在适当的范围内，避免过酸或过碱引起结垢。
4.增加水流速度：增加水流速度可以减少结垢的几率，可以通过增加泵的功率或增加管道的直径实现。
5.进行周期性清洗：定期对循环水系统进行清洗，可以有效去除已生成的结垢。
6.安装防垢装置：在循环水系统中添加防垢剂或防膜剂，可以抑制和阻止结垢的形成。
德士古水煤浆气化炉堵渣现象原因及预防方法摘要：实际生产生活中，德士古水煤浆气化炉堵渣现象的出现，通常会在很大程度上影响德士古水煤浆气化炉的正常有效使用，不利于相关生产作业活动的积极有效开展。
本文主要结合现实情形，就德士古水煤浆气化炉堵渣现象出现原因进行相应的分析探究，并有针对性的提出相应的预防举措，以期降低德士古水煤浆气化炉堵渣现象出现的可能性。
关键词：德士古水煤浆气化炉；堵渣现象；原因；预防方法现实情形下，导致德士古水煤浆气化炉出现堵渣现象的原因多种多样，与此同时，堵渣现象的出现，不仅会对德士古水煤浆气化炉的正常使用价值产生相应的影响，而且还会在很大程度上增加德士古水煤浆气化炉使用过程的安全隐患，极具系列不利影响。
基于此，为保障德士古水煤浆气化炉的正常有效作业，分析德士古水煤浆气化炉堵渣现象出现原因，有针对性的提出相应的堵渣现象预防举措，具有极其重要的现实价值。
一、浅析德士古水煤浆气化炉堵渣现象出现原因1、德士古水煤浆气化炉堵渣现象的具体表现实际生产生活中，德士古水煤浆气化炉堵渣现象的出现，通常会在很大程度上影响德士古水煤浆气化炉的正常有效使用，对德士古水煤浆气化炉功能效用的发挥也较为不利的影响。
结合现实情形可知，德士古水煤浆气化炉堵渣现象的具体表现内容为：一是，熔渣堵塞渣口，以至于德士古水煤浆气化炉内的熔渣无法正常有效的排出炉外，在熔渣大量沉积于燃烧室的底部区域时，德士古水煤浆气化炉的正常作业活动不可避免的受到相应的干扰；二是，熔渣逐渐沉积至下降管内壁，在填满下降管的情形下，气体通道随之被堵塞；三是，德士古水煤浆气化炉激冷后大块灰渣沉积到锁斗阀门处，在锁斗排渣不顺利的情形下，堵渣现象随之出现。
2、德士古水煤浆气化炉堵渣现象的出现原因现实情形下，导致德士古水煤浆气化炉出现堵渣现象的原因，主要为以下几点内容：一是，耐火砖损蚀所致，德士古水煤浆气化炉实际运转的过程中，耐火砖在一定程度上会与熔渣发生相应的化学反应，进而产生相应的低熔点化合物，在德士古水煤浆气化炉高温气流的冲击下，该低熔点化合物逐渐从耐火砖表面剥离，在损蚀耐火砖的同时，在德士古水煤浆气化炉内产生相应的砖渣，砖渣现象的出现及发展，会在很大程度上影响锁门结构部门的正常运转，进而导致堵渣现象的出现；二是，德士古水煤浆气化炉内投入材料煤的成分变化所示，当入炉煤的灰渣成分组成发生相应变化的情形下，预先设定的气化炉内温度无法满足灰渣熔点需求，其不仅会影响灰渣正常的熔化情况，而且还会在很大程度上增加灰渣的排放难度，当灰渣在渣口处冷却时，渣口容易被堵塞；三是，德士古水煤浆气化炉温度未得到及时有效的控制，德士古水煤浆气化炉运转作业的整个过程中，外界施工状况会对其作业活动质量产生一定程度的影响，基于此，做好相应的温度控制工作，显得极为重要。
MTO装置水系统结垢原因分析及治理方法作者：郝勇梁旭辉刘生海张闪闪王坤来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第10期摘要：在甲醇制烯烃工业装置运行中，反应产物中微量重组分会在水洗水低温区冷凝固化，导致水系统（水洗水）换热器结垢严重，换热效率下降。
为保证装置平稳运行，需要对换热器进行离线清洗，这样不仅增加了生产成本也对装置平稳运行形成隐患。
本文通过对生产过程中的运行数据进行分析，找到水系统冷换设备结垢的原因，通过对污垢进行物理化学分析和表面改性，防止污垢与换热器管束表面相互黏结，进一步使其从器壁表面脱落，提高水系统冷换设备的换热效率，降低清洗频率，延长使用时间。
关键词：水系统；结垢；表面改性；换热效率；催化剂颗粒；多甲基苯1 工艺流程简介来自反应器的高温反应气（320℃）进入急冷塔下部，急冷塔内设有14层人字挡板，反应气自下而上与急冷水逆流接触，洗涤反应气中携带的少量催化剂，同时降低反应气的温度，急冷水自塔底分两路抽出，一路急冷水经烯烃分离单元、干式空冷器冷却后作为冷介质返回急冷塔；未经换热的急冷水直接进入沉降罐。
另一路急冷水经进入急冷水旋液分离器，清液从旋液分离器顶部排出，经急冷水过滤器脱除催化剂等悬浮物后返回急冷塔，其余急冷水携带绝大部分催化剂由旋液分离器底部排出至污水池。
经过急冷后的反应气（110℃）由急冷塔顶进入水洗塔下部，水洗塔内设有18层浮阀塔盘，塔底设有隔油设施。
反应气自下而上经与水洗水逆流接触，降低反应气的温度，水洗塔底水抽出后，一路进入沉降罐。
另一路水洗水经烯烃分离单元作、干式空冷器和水洗水冷却器冷却后返回水洗塔中部和上部。
水洗塔顶反应气降温至40℃后，送至烯烃分离单元进行处理。
沉降罐沉降后的污水作为原料进入污水汽提塔第41层塔盘，塔内自上而下设有52层高效浮阀塔盘。
塔底设有两台重沸器，采用250℃、1.0MPa（G）低压过热蒸汽作为热源对塔底净化水进行汽提精馏，将甲醇或二甲醚等氧化物汽提至塔顶，经冷却后作为不凝气和浓缩水进入反应器回炼。
水处理技术中结垢及沉积物问题及解决方案水处理技术中结垢及沉积物问题：1、产生原因循环冷却水在长期运行过程中往往会在水冷设备上生成比较坚硬的水垢，并以碳酸盐水垢（CaCO3）居多，一旦结垢沉积严重，所用生产设备将处于高温运行，不但设备使用寿命缩短，而且易发生故障，对生产连续性、稳定性都带来严重影响，造成非计划性停产。
在水中的Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、SiO2等离子及悬浮物、有机物、油（系统事故漏油）等物质，其溶解度受到温度、流速及PH值等因素作用，在高温和低流速地方沉积，形成结垢及沉积物危害。
其形成机理如下：（1）、盐类的浓缩作用根据水量平衡参数可写出式（1-1）：PBPZ+PF+PPPZN=----=--------=1+-------（1-1）PF+PPPF+PPPB-PZ式中：PB－补充水量，PZ－蒸发水量，PF－风吹损失水量，PP－排污水量式（1-1）说明，只要有蒸发损失PZ存在（即PZ≠0），N值就大于1，即循环水存在浓缩现象，结果会使某些离子的含量超过其难溶盐类的溶度积而析出。
循环冷却水系统对外热交换，主要通过在冷却塔中蒸发来降低循环水温度。
蒸汽进入大气中，水中各种离子和杂质却逐渐集聚在系统水中，随着不断的浓缩，各种离子和杂质含量逐渐增高而导致设备结垢和腐蚀。
（2）、循环冷却水的脱碳作用根据水质概念，循环水中钙、镁的重碳酸盐和游离CO2存在以下平衡：Ca（HCO3）2→CaCO3↓+CO2↑+H2OMg（HCO3）2→Mg（OH）2↓+2CO2↑一般大气中CO2含量很少，分压很低，其体积比只有0.03%。
当循环水在冷却塔内与空气接触时，水中原有的CO2就会大量逸出，破坏以上平衡，使平衡向生成碳酸钙、碳酸镁的方向移动而产生水垢。
（3）、循环冷却水的温度上升循环冷却水的温度在生产设备内上升后，一方面降低了钙、镁碳酸盐的溶解度，另一方面使碳酸盐平衡关系向右移动，提高了平衡CO2的需要量，从而加大产生水垢的趋势。
第5期2006年9月中 氮 肥M 2Sized Nitrogenous Fertilizer Progress No 15Sep 12006德士古水系统结垢原因分析及解决办法李耀东(上海焦化有限公司,上海 200241)[中图分类号]TQ 085+4 [文献标识码]B [文章编号]100429932(2006)0520030202[收稿日期]2006204227[作者简介]李耀东(1974-),男,上海人,工程师。
1 概 述德士古水煤浆加压气化工艺自20世纪90年代初引入我国后,广泛应用于化肥和甲醇的生产,目前国内已有十几套生产装置。
在德士古水煤浆加压气化装置的生产过程中,水系统的结垢问题一直是困扰装置长周期稳定运行的一大难题。
我公司德士古装置在10a 来的运行过程中,曾发生过因管线严重结垢而被迫全线停车检修的经历。
这些年来,也进行过不断的改进,如:采、阻垢剂等多种方法,消除或缓解了部分水系统管道中的结垢现象。
但由于未能完全弄清水系统的结垢机理,在水系统的调配过程中,仍多次出现因调配不合理而导致管道严重结垢的现象,给系统的生产,特别是环保,带来了较大的影响。
2 运行情况介绍在今年年初的水系统调配过程中,曾尝试将甲醇地沟废水送往A215集水池(主要用以收集德士古装置外排的废水),以便在德士古煤浆系统无法吸纳而A215尚有富余能力时平衡掉这部分废水。
一段时间后发现A215的出口流量不断下降,仅一个月就从45t/h 降至20t/h 。
经多方查找,在先后排除了集水池淤积、流量计故障、输送泵叶轮磨损等原因后,最终将原因锁定在出口管道堵塞上,并确定导致管道结垢的根源为甲醇地沟废水的引入。
在将甲醇地沟废水切除,并对A215出口其中一路管线进行重排后,A215的出口流量恢复至35t/h 。
但两个月后,再次发现出口流量下降,且下降速度非常迅速,两周后即降至15t/h 。
经过认真分析,发现这段时间内唯一的变化是将除氧器的放散气通过排污管线接至了地沟,而正是这股放散气,又一次造成了A215管线的结垢。
之后通过对该管道分段拆检和流量试验,也验证了管道再次结垢原因的判断。
于是将除氧器的放散气从地沟切除,接至除氧器的顶部高点放散,重排部分A215出口管线,并对原先A215至动力分公司沉淀池的管道进行了酸洗,A215的出口流量又恢复至40t/h以上,并一直维持至今。
2003年,为调整德士古装置的水平衡,曾经将部分真空闪蒸冷凝液接至渣池,作为渣池的补充水,以取代原先作为补充水的工业水,达到少用新鲜水、回用废水、降低废水排放总量的目的。
但几个月后就频繁出现渣池泵不打量的情况。
停车检修发现渣池泵进出口管线严重结垢,原DN80管道垢层最厚部位的通径还不到10mm ,严重影响了渣池泵的打量。
之后严格禁止将真空闪蒸冷凝液作为渣池补充水后,渣池泵管线结垢的现象才得到了遏止。
3 原因分析311 结垢机理在德士古水系统中,引起结垢的主要是在水中溶解度极小的MgCO 3和CaCO 3,25℃时两种物质的溶度积分别为1×10-5和418×10-9,溶解度分别为31162×10-3和61928×10-5mol/L ,二者混合后的饱和水溶液的硬度(以CaCO 3计)为3231128mg/L ,此数据即为以MgCO 3和CaCO 3为结垢物质的水溶液的临界硬度。
当Ca 2+、Mg 2+的浓度大于3231128mg/L(25℃时),且水中有超过这一浓度的CO 32-时,就会产生沉淀。
312 水质分析对上述案例中相关的水样进行p H、碱度、硬度分析,结果见表1。
表1 各水样的水质分析结果取样点p H碱度mg/L 硬度mg/L150kt/a甲醇地沟81782338158166149200kt/a甲醇地沟81471471169171153甲醇火炬冷凝液8166610850除氧器放散气水溶液8155918126534118真空闪蒸冷凝液91081512101191171A215集水池8161651117817130渣池9111469173736158从表1分析结果可以看出,虽然甲醇地沟水、除氧器放散气水溶液、真空闪蒸冷凝液这几股水的来源各不相同,但却具有一个共同的特点,即都具有较高的p H和碱度,而硬度相对较低。
其中,甲醇地沟废水碱度和p H高是由于甲醇火炬中含氨蒸汽冷凝液的排放造成的;除氧器放散气水溶液碱度高则是由于除氧器内大部分是从甲醇返回的变换冷凝液,即合成气的分离水,碱度较高,经过除氧器的作用,水中溶解的大部分氨气从放散口释放出来,造成了放散气水溶液碱度和p H的上升;真空闪蒸冷凝液碱度高也是由于氨气溶于水造成的。
313 垢的产生原先A215废水及渣池废水的硬度虽然较高,但由于其p H为813～914,在此条件下,水中CO32-、HCO-3共同存在,而其硬度高于碱度,所以水中的硬度(Ca2+、Mg2+)绝大部分以碳酸氢盐的形式存在,部分以非碳酸盐的形式存在。
由于硬度中的很大一部分均为暂时硬度,所以正常情况下不会结垢。
当上述高硬度废水与碱度很高而硬度未达到临界硬度的水混合时,就会发生如下反应:Ca2++CO32-CaCO3, Mg2++CO32-MgCO3,即高硬度水中的Ca2+、Mg2+与高碱度水中的CO32-结合在一起。
由于原先水中的CaCO3和MgCO3均已达到饱和,于是就出现了MgCO3和CaCO3沉淀,最后附着在管壁上,形成垢。
当然,并不是高碱度的水和高硬度的水相遇必然会导致结垢。
如高碱度的水遇到硬度超过3231128mg/L临界硬度的水时,由于没有多余的CO32-,也不会结垢。
或者在p H<813的情况下,水中只有HCO-3存在,其与硬度高的水碰到一起,由于不存在CO32-,自然也不会结垢。
而在p H>11的情况下,水中只存在OH-,此时如与高硬度的水相遇,则发生如下反应: OH-+HCO-3H2O+CO32-,产生的CO32-与Ca2+、Mg2+结合,就发生另一种结垢情况。
因此,两种水碰到一起,到底结不结垢,不能简单地看是否是高硬度碰到高碱度,需根据具体情况仔细分析。
4 解决办法通过前述分析可知,德士古水系统结垢的主要原因是由于高硬度的水与高碱度的水混合引起的。
对此有两种解决办法:一是避免这两种性质的水混合;另一种办法是在水中加阻垢剂。
对于后一种方法,由于阻垢剂可提高结垢物质微粒表面的电荷密度,使这些微粒的排斥力增加,降低微粒的结晶速度,并使晶体结构畸变而失去形成桥键的作用,从而使结垢物质保持分散状态,易被水流冲走,这样就避免了垢层在管道表面的沉积。
如:灰水槽中高硬度的灰水与高碱度的中压闪蒸冷凝液碰在一起,完全符合上述高硬度与高碱度的水混在一起的结垢条件,但高低压灰水泵进出口管线却没有出现严重的结垢现象,其主要原因就是在灰水槽和高低压灰水泵的进口添加了高效阻垢剂。
但由于阻垢剂价格昂贵,且需连续添加,此外还需添置相应的槽、泵,并配制管道,在运行时还要耗电,造成装置运行费用上升,如万不得已,尽量不采用使用阻垢剂的方法来防止管道结垢。
虽然高碱度水与高硬度水混合可能会产生管线结垢的负面影响,但如果能将这一现象合理利用,对水系统进行合理调配,也可以变坏事为好事。
今年6月,我公司就曾尝试将真空闪蒸冷凝液引入1#沉降槽,利用真空闪蒸冷凝液的高碱度与沉降槽黑水的高硬度,将沉降槽出水的硬度降下来,并取得了良好的效果,具体数据见表2。
第5期李耀东:德士古水系统结垢原因分析及解决办法・31 ・表2 1#～3#沉降槽取样分析结果时 间水 样p H 总硬度/mg ・L -120052092011#沉降槽81988991032#沉降槽81541243113#沉降槽8111122619520052092021#沉降槽81938931982#沉降槽812512491153#沉降槽8111122619520052092031#沉降槽910410711572#沉降槽816113501053#沉降槽81351305166从表2可以清楚地看出,向1#沉降槽内加入真空闪蒸冷凝液后,明显降低了该沉降槽出水的硬度,其出水硬度比2#、3#沉降槽平均低300mg/L ,由此可对灰水系统的结垢起到一定的缓解作用。
此外,由于沉降槽内黑水含固量较高,达到20%左右,而黑水中悬浮的细颗粒有着比沉降槽中心管内壁大得多的表面积,因而在反应过程中产生的CaCO 3、MgCO 3沉淀更容易沉积在细颗粒表面,而不易附着在中心管的管壁上形成新垢。
5 结束语水系统的调配是一门科学,在进行调配之前,必须对相关水样进行分析,再根据分析结果认真判断。
若条件允许,可以先在实验室进行验证,以确定上述调配是否会引起系统结垢,否则必将影响到装置的正常运行和环保。
尤其应注意高硬度的水和高碱度且硬度低于临界硬度的水的调配,以免出现结垢。
[参考文献][1]金 熙,项成林,齐冬子.工业水处理技术问答及常用数据(第二版)[M ].北京:化学工业出版社,1997[2]刘光启,马连湘,刘 杰.化学化工物性数据手册(无机卷)[M ].北京:化学工业出版社,2002[3]沙兴中,杨南星.煤的气化与应用[M ].上海:华东理工大学出版社,1995第5期2006年9月中 氮 肥M 2Sized Nitrogenous Fertilizer Progress No 15Sep 12006高塔造粒复合肥的生产和质量控制包同力(宁夏开元肥业有限公司,宁夏银川 750021)[中图分类号]TQ 444 [文献标识码]B [文章编号]100429932(2006)0520032202[收稿日期]2006204217[作者简介]包同力(1957-),男,山东蓬莱人,工程师。
1 高塔造粒复合肥的生产工艺111 高温熔融制料浆高塔造粒复合肥的生产多采用高温熔融制料浆的工艺。
将尿液加入造粒塔顶上的搅拌反应釜中,再按比例加入经过升温、磨细的磷酸一铵、氯化钾(或硫酸钾),在120℃左右制成料浆,料浆进入造粒机中造粒,塔下收到的颗粒即是成品复合肥。
高温下熔融料浆发生以下反应:(N H 4)2CO +N H 4H 2PO 4(N H 4)2H 2P 2O 7+CO 2+N H 3由于反应产生气泡并放出氨,造成料浆中有大量的气泡,所以不能用泵将料浆从塔下输送至塔上,只能将固体物料提升至塔上与尿液混合制浆,导致生产工艺很复杂。
放氨过程既损失养分又污染环境。
112 低温熔融制料浆为了解决高温熔融制料浆存在的问题,我们发明了低温熔融制料浆高塔造粒生产复合肥的工艺。
其流程为:将尿液加入造粒塔下的混合搅拌反应釜中,磷酸一铵、氯化钾(或硫酸钾)按比例加入磨机中磨细至20目左右,用斗提机提升。
