煤化工系统灰水结垢处理

甲醇装置黑水系统产生结垢的原因分析及解决方案意见XXXX科技有限公司2014/5/26一、气化炉产生结垢的机理1、碳酸盐的生成煤浆在燃烧室发生燃烧及裂解等反应后，生成的工艺气中产生大量的二氧化碳与水形成HCO3-，HCO3-在高温下分解成CO32-与黑水中的Ca2+、Mg2+等离子产生CaCO3、MgCO3而析出，从而附着在炉壁或管道上形成结垢。

2、酸性物质的存在。

气化炉急冷室的水相中一般存在如干种酸性物质，按照酸性物质的强弱顺序依次为：盐酸（HCL）、甲酸(HCOOH)、碳酸(H2CO3)、氢硫酸（H2S）.由于煤中含有CL-、SiO2，以及煤浆燃烧、裂解反应后产生的CO、CO2、H2S等气体，在气化炉高温气化反应或急冷条件下，产生如下反应：2NaCL2+2SiO2+H2O=2NaSiO3+2HCLCO+H2O=HCOOHCO2+H2O=H2CO3H2+S=H2S因此，气化炉炉内的黑水呈强力酸性。

在酸性条件下，原煤中含有的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+与SiO3生成硅酸盐及硅酸盐晶体聚合物，形成沉淀析出，导致结垢形成。

二、气化炉结垢原因的分析1、工艺流程示意图去高压闪蒸在正常情况下，水系统的流向为：来自高压灰水泵的灰水及下游变换来的工艺冷凝液进入碳洗塔，碳洗塔水相中较澄清的灰水经激冷水泵进入气化急冷室，对高温灰渣激冷和工艺气进行初步洗涤后，从激冷室排出，与碳洗塔排出的黑水一同排往黑水处理闪蒸系统。

由于工艺冷凝及灰水的PH值均在8以上，因此在碳洗塔内对工艺气洗涤后所形成的黑水不易形成聚硅酸盐难溶性结垢，所有成垢物质均为在高温、碱性条件下产生的碳酸盐、硫酸盐结垢，而此类硬垢阻垢分散剂能有效阻止并延缓其结垢速度。

在碳洗塔上部较澄清的灰水，其PH值在7以上，作为气化炉的激冷水进入气化炉，对工艺气激冷及洗涤后，其PH值因酸性介质的影响而发生下降，随着气化炉运行时间的延长，黑水的酸性进行积累，其PH值始终维持在5以下，因此，在酸性、高温、高压条件下，煤中燃烧、溶出的二氧化硅氧化成硅酸、硅酸在酸性条件下产生聚合并与水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等生成类似于长石的硬垢。

煤气化灰水处理工艺
煤气化灰水处理是指将煤气化工厂产生的灰水处理洗涤后再回收使用或排放，以提高工厂利用率，降低工厂污染水排放浓度。

灰水处理技术主要可分为四部分：水源净化、水回收、废水处理和废水排放。

1、水源净化：灰水的水源净化主要是进行多项处理工艺，包括过滤、加药、活性炭吸附处理及除磷除氮等，以达到污染物含量降低的作用。

2、水回收：主要是使用沉淀池、水箱和滤池等混凝设备，利用沉淀工艺，将悬浮物沉淀到沉淀池，清除悬浮物，水质改善；利用滤池中内部滤料，结合活性炭、膜压池等，有效去除水中有害物质；其最终的水质符合回用水的要求，用作煤气装置的冷却水、脱水水、洗涤水等，以达到节省水源的要求。

3、废水处理：废水处理包括沉淀池、水箱和滤池等混凝设备，通过结合加药、活性炭吸附处理和除磷除氮等，有效去除废水中的有害物质，从而达到较好的污染防治效果，减少对环境造成的污染。

4、废水排放：最终处理好的废水达到环保要求后，应按照《污水排放标准》的有关规定，将可回用的水资源进行综合利用或进行改性排放，以减少对环境的污染。

气化灰水系统结垢原因分析与对策摘要：煤气化属于煤洁净的重要技术之一，位于煤炭行业有着重点应用。

灰水系统水质不良，则会导致系统发生结垢情况，泵能力受此影响明显降低。

同时，造成激冷水管线与激冷环出现结垢情况，激冷水流量受此影响明显减少，激冷环、下降管使用年限明显降低，以此对系统稳定连续运行产生不利影响。

所以，有关气化灰水系统，需对其结垢原因采取全面分析，制定合理可行的对策措施，以此为气化灰水系统稳定连续运行提供可靠保障。

对气化灰水系统结垢原因分析与对策进行了分析，旨在为有关人员提供一定的参考和借鉴。

关键词：气化灰水系统；结垢；原因；对策前言：世界能源紧缺背景下，煤炭资源更是供不应求，对其采取高效综合利用，是影响能源化工领域发展的重要问题。

煤气化作为煤洁净的关键技术之一，位于煤炭行业有着重点应用。

有关水煤浆气化技术，凭借其工艺、安全与技术水平、成本等方面的优势特点，也获得广泛重点应用。

气化灰水系统若发生结垢问题，势必会对系统运行产生不利影响，所以，有关人员务必对结垢原因采取全面分析，通过合理可行的方法对策，保证气化灰水系统稳定安全运行。

1灰水系统工艺流程有关灰水系统工艺流程，涉及涵盖黑水闪蒸、沉降与灰水混合、洗涤。

首先，位于气化炉激冷室、碳洗塔底部位置，对存在的激冷水、煤气洗涤水，利用黑水管线，对此直接输送至闪蒸系统，逐级通过高压、低压和真空闪罐，对此完成闪蒸处理，确保对黑水所含CO2、H2S等实现有效排除。

通过闪蒸流程处理之后，对黑水采取降温，待温度符合相应标准，便可直接输送至沉降槽，选用絮凝剂，对此加以合理使用，以保证黑水所含残渣能够更快完成沉降。

位于沉降槽底部位置，含固量较高黑水，需借助过滤设备，对此完成有效过滤处理，对残渣和粉尘等实现有效清除。

对沉降处理的灰水采取有效收集，并直接输送到灰水槽，为防止灰水管路发生结垢情况，保证灰水固体颗粒具有良好的稳定性质，可选用分散剂，位于灰水之中加以合理添加使用。

关于灰水结垢问题的探讨和预防**：***时间： 2017 年 3 月 23 日关于灰水结垢问题的探讨和预防摘要本论文主要介绍我公司目前关于低压灰水结垢问题的现状，灰水的工艺流程，灰水的特点及灰水中各组分的特点，重点介绍各组分的物质存在形式，从结垢的源头去考虑问题及避免类似的事情发生，从而达到节约成本，减少工作量的目的。

关键词：水煤浆气化，灰水流程，垢片组分Discussion and prevention of ash foulingAbstractThis paper mainly introduces the current situation of our company about the problem of dirt low ash water and process water ash, ash and water features characteristic of each gray water points, focuses on the existing form of component material, from the source to consider scaling problems and avoid such things happen, in order to save the cost of the purpose of reducing the workload.Key words: coal water slurry gasification, ash water flow, scale component目录背景介绍 (5)第一章黑灰水系统流程 (6)1.黑灰水流程 (6)2.黑水系统水质特点 (6)3.灰水系统水质特点 (8)4.结垢对系统的影响 (10)第二章黑灰水结垢预防及建议 (10)1.黑水结垢预防及建议 (10)2. 灰水结垢预防及建议 (11)结论 (12)致谢 (13)背景介绍：煤炭资源的综合利用是我国化工能源领域的一个重要的发展趋势，煤气化技术是煤高效利用的重要技术之一，其中以水煤浆加压气化技术所表现出的优势最为突出，以其技术成熟，工艺较为简单，安全性高，投资较省等优点被广泛使用。

水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究摘要：近年来，随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，各个领域都有了一定上的技术提升。

这些化肥生产的公司也在生产的装置上，以及技术上进行了相应的改变。

随着我国节能环保的不断推出，以及绿色发展的不断进行水煤浆气化系统结垢装置方面存在的问题，严重的干扰的相关企业的正常发展。

下面将结合河南的某化肥公司进行水煤浆气化装置中灰水槽的钙含量以及硬度进行相应的分析，同时，针对三种除应技术进行对比，分别包括电絮凝除硬技术、酸性气除硬技术以及膜吸收除硬技术，通过对比后最终选用的处理技术为酸性气除硬技术。

关键词：水煤浆；灰水系统；除硬技术引言：用于水煤浆气化工艺可以更好地利用资源，为企业创造更多的经济效益，因此备受关注。

但是在水煤浆气化灰水系统的运行中发现，水煤浆企划装置系统存在着严重的结垢问题。

为了更好地解决存在的污垢问题，维持系统的长时间稳定运转，提高企业的经济效益，就要对灰水系统的除硬技术进行研究，在原有的雏鹰基础上进行相应的提升，降低水煤浆气化装置长时间的结垢难题。

下面将对水煤气化装指灰水系统除应技术进行相应的研究和分析，并提出自己的观点，以供相关企业参考。

一、水煤浆气化灰水系统1.1水煤浆气化灰水系统中存在的问题由于我国能源分布存在着缺少石油天然气，但存在着丰富的煤的特点，因此，基于我国的能源分布更好地利用煤炭资源，降低在使用过程中的污染问题，是现阶段符合我国国情发展以及能源多元化的重要手段，利用一定的技术进行煤炭资源的清洁利用处理，是推动我国能源更好地利用以及经济发展的重要手段。

这其中最常出现的就是水煤浆气化灰水系统的使用。

但水煤浆气化灰水系统的应用过程中还存在着大量的问题。

由于在水煤浆系统运行的初期所需要的补水量非常大，系统经过一次脱盐用的水量高达每小时125立方米，这个过程中，造成氨水的量消耗的极大，同时，在废水排除系统外管道出现了严重的腐蚀和结垢现象。

这些问题主要表现在以下几个方面：（1）水煤浆系统的系统补水和系统的各处冲水所需要用的水量巨大。

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。

第50卷第12期 辽 宁 化 工 Vol.50，No. 12 2021年12月 Liaoning Chemical Industry December，2021收稿日期： 2021-05-26粉煤气化水系统结垢分析与优化罗开怀，尹兴，王恬恬（黔西县黔希煤化工投资有限责任公司，贵州 毕节 551500）摘 要： 粉煤气化水系统水质的好坏直接影响着系统是否能安稳长周期运行，因此，必须确保水质的各项指标达标合格，若灰水没有有效的措施管控，则水系统水质变差，动静设备管道积渣结垢更加严重，影响系统正常运行，因此，做好灰水水质的管控是非常重要的。

结合大修拆检对水系统曾出现问题的关键点进行了详细分析，并以此提出有关水系统水质的管控及优化措施。

关 键 词：粉煤气化；灰水水质；积渣结垢分析；管控及优化中图分类号：TQ546 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2021）12-1911-04贵州黔希化工30万t ·a -1乙二醇项目气化装置采用航天粉煤加压气化工艺，设3套气化炉系统，正常生产时两开一备，气化炉操作压力为4.0 MPa，操作温度13 50～1 600 ℃，双炉日投煤量1 500 t，均使用本地三高无烟煤。

同时将系统中产生的高浓度黑水进入高、低闪两级闪蒸系统进行闪蒸降温、固体浓缩、热量回收、酸性气体解析，经浓缩黑水、沉降除尘、过滤分离出的粗渣、细渣被运送至渣场堆存，闪蒸汽与进入汽提塔灰水逆流换热，不凝气排放至硫回收或火炬燃烧环保达标和回收蒸汽凝液进入沉降槽循环利用。

其进入沉降槽黑水流量约580 t ·h -1（两台气化炉排水约370 t ·h -1，两台洗涤塔排水约60 t ·h -1，两台渣池泵排水约100 t ·h -1，沉渣池泵排水约10 t ·h -1），系统外排废水量70～100 t ·h -1，沉降槽黑水温度正常约70 ℃；另一股补水来自变换的高压冷凝液，约45 t ·h -1进入洗涤塔塔盘。

2020年06月浅谈控制气化灰水指标的意义和结垢处理措施高起飞（陕西神木化学工业有限公司，陕西榆林719319）摘要：德士古水煤浆气化作为一种具有安全性、成熟性以及工艺性特点的气化技术．已经被我国各个领域工作中所广泛应用。

气化灰水水质的好坏直接影响气化系统的稳定运行，总结分析气化灰水对气化系统运行的影响，优化灰水指标管控，制定预防措施，实现系统稳定运行具有重要意义。

关键词：德士古；气化灰水；指标重要性1概述德士古水煤浆加压气化装置主要任务是将制浆工序生产的浓度≧60.5%水煤浆与空分装置生产的纯度为99.6%氧气通过气化喷嘴进入气化炉内进行部分氧化反应，产生以H2、CO、CO2为主要成分的粗煤气，粗煤气再经碳洗塔增湿、除尘、降温送入变换工序；同时，将装置中产生的黑水进入高、低闪系统进行闪蒸，浓缩黑水分离出的细渣、粗渣送出界外，闪蒸汽与灰水换热回收热量的同时，回收蒸汽凝液达到循环使用的目的。

德士古水煤浆气化灰水系统工艺流程参见图1。

灰水是从气化炉和洗涤系统接收的黑水产生，气化炉激冷室和碳洗塔的黑水经过高压闪蒸和真空闪蒸降温、浓缩、解析出有毒有害气体进入火炬环保燃烧达标排放，浓缩黑水再经沉降槽沉降除尘后，较为干净的灰水进入灰水槽循环利用[1]。

通过各类药剂添加保证灰水水质，避免管道、设备结垢和腐蚀，保证气化系统长周期稳定运行。

因此，有效控制和管理气化灰水的水质指标具有重要意义。

2气化灰水水质分析指标控制气化灰水水质分析控制指标参见表1：3影响灰水水质的因素及各参数控制目的为了确保返回碳洗塔和气化炉内的气化灰水充分满足气化设备的正常运行要求，需要严格控制灰水pH、总碱、总硬、总溶固、悬浮物、浊度、氨氮、COD[2]。

沉降槽的凝固和沉降的效果直接影响灰水中固含量多少，而沉降效果又受停留时间、絮凝剂添加量及药剂的有效成分影响较大，通过分析灰水各项指标能判断灰水运行情况，总碱、总硬、总溶固、悬浮物以及浊度等指标在指标范围内，说明灰水水质稳定；硫酸根、氯离子均在指标范围内，说明灰水中添加分散剂组分相对稳定；氨氮、COD均在指标范围内，说明灰水外排量能满足工艺要求；总磷在指标范围内，说明灰水分散剂添加量适当。

山东化工-136 -SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2020 年第 49 卷气化黑灰水结垢问题的思考杨国辉，褚夫奎，李磊，尹洪清（兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司，山东滕州277527）摘要:针对 某水煤浆气化，气化灰的问题，进行了 嘴气化 沉降试验，确定了絮凝剂的最佳用量与投加案。

结果表明， 合的用量及投加方案， 降低灰水的浊度， 解决压滤 的问题。

关键词:灰；浊度;絮中图分类号:TQ546文献标识码：B文章编号：1008-021X （ 2020） 23-0136-01Thoughts on Scaling of Gasincation Black Ash WaterYang Guohui , Chu Fukui , Li Lei , Yin Hongqing(Yankuang Coal Water Slur y GasiOca —on and Coal Chemical Industy National Engineeong Research Center Co.,Lth p Tengzhou 277527, China )Abstracc : Aiming at the problem that the ash water of a coal water slury gasiOca —on company in Inner Mongolia con/nues to increase , the black water sedimentation test of fur nozzle gasiOca —on system was caroed out , and the op —-al dosage and dosing scheme of floccuUnt were determined. The results show that the appypoate dosage and dosing scheme of floccuUnt can eCec —velyreduce the turbidity of ash water and solve the problem of water entrainment O filter press -Key words igicy water ； turbidity ； W occu W —on内蒙某煤化工企业采用四喷嘴气化技术，年产90万-甲 ，采用 与赛 混煤,进行合成气的 。

水煤浆气化水系统结垢成因研究与控制措施水煤浆气化水系统结垢成因研究与控制措施，这个话题一听就让人觉得很技术、很枯燥。

可别急着翻白眼，咱们慢慢来聊。

别看这个“结垢”两个字有点严肃，其实它跟我们平时洗衣服、洗碗都离不开的水垢有着千丝万缕的联系。

你想啊，水煤浆气化这种高科技的东西，它的水系统里，水一天天在流动，设备在转动，咋就不小心结了垢呢？要知道，这些水垢可是不得了的，轻则减少设备的使用寿命，重则可能一场大火或者爆炸就能让整个工厂摇摇欲坠。

所以，了解结垢的成因和解决办法，简直就是对生命负责、对生产负责，对自己的工厂负责。

水煤浆气化水系统结垢的原因可多了去了。

你要知道，水本身就含有一些矿物质，像钙、镁这些东东，它们在水里溶解得好好的，大家都是各自安好。

但一旦水温升高，水中溶解的这些矿物质就有点“暴躁”了，尤其是钙离子、镁离子，它们就不甘心待在水里，开始寻找机会与水中的碳酸根、硫酸根反应，慢慢就“结成了小团体”。

这些小团体如果不控制，越来越多，就会变成让人头疼的水垢，黏在设备的管道、热交换器上，什么冷热不均、效率低下全都来了。

而且水煤浆气化这种过程，还需要大流量的水来冷却设备，这些水流动起来，水垢的积累速度就像坐了火箭，真的是一秒钟都不等。

说到这里，可能有朋友会问了：“哎，那咱们能不能避免这种结垢现象啊？”答案是：当然可以！水源的选择至关重要。

别看水看起来清澈，水质背后的问题可不小。

有些水源里的硬度就高，水一进到气化系统，结垢就开始了。

所以，很多工厂都会对水源进行处理，像软化水、去除杂质这些办法，保证水的质量更好。

这样一来，结垢的几率就能大大降低。

不过，你说纯净水就能解决问题吗？那可不行！纯净水虽然好，但如果用得太多，可能会引发设备内部的腐蚀问题。

所以水的硬度要有个“适度”，既不能太硬，也不能太软，这个度真是个大难题。

咱们的水系统得定期“保养”才行。

平常好像大家都觉得这些大型设备跟电视遥控器似的，摁一下开关，啥事都能干好。