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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。
［收稿日期］２０２０ ０３ ０８ ［修稿日期］２０２０ ０３ １１［作者简介］杨 林（１９９０—），男，陕西榆林人，助理工程师。
多元料浆气化装置灰水系统结垢原因及控制措施杨 林１，于贵飞２（１．陕西延长中煤榆林能源化工有限公司，陕西榆林 ７１８５００；２．浙江石油化工有限公司，浙江舟山 ３１６０００）［摘 要］灰水是多元料浆气化装置的“血液”，灰水水质的好坏直接决定着整个气化装置运行状况的好坏。
针对陕西延长中煤榆林能源化工有限公司气化装置２０１７年年中大修开车后１个多月灰水系统运行状况逐渐恶化的问题，以灰水水质分析数据为出发点，对影响灰水系统结垢的因素逐一进行分析，从而了解原料煤煤质、制浆系统水源水质、药剂添加、变换冷凝液ｐＨ、真空闪蒸效果、外排废水量、烧嘴压差波动等对灰水水质带来的影响及其影响程度，在此基础上提出了减缓气化灰水系统结垢速度、减轻气化灰水系统结垢倾向的一些控制措施。
［关键词］多元料浆气化装置；灰水系统；结垢；灰水水质；原因分析；控制措施［中图分类号］ＴＱ５４６ ５ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００４－９９３２（２０２０）０６－００１８－０４１ 气化装置灰水系统运行概况陕西延长中煤榆林能源化工有限公司（简称榆林能化）气化装置采用多元料浆气化工艺，配置３台 ３２００ｍｍ×３８００ｍｍ气化炉（两开一备），气化炉设计压力６ ５ＭＰａ，设计原料煤处理能力３２４０ｔ／ｄ，其灰水处理系统采用三级闪蒸技术。
灰水系统在２０１７年６月大检修后进行了彻底清理，澄清槽（７０４Ｖ０５）重新加入了新鲜原水，气化装置开车后灰水系统运行稳定，但运行１个多月后灰水系统运行状况逐渐开始恶化，出现了以下现象。
（１）澄清槽（７０４Ｖ０５）溢流堰结垢严重，导致溢流堰内的水流通道堵塞。
（２）低压灰水泵（７０４Ｐ０６）入口管线、叶轮结垢严重，导致灰水泵打量不足，灰水泵进、出口阀开关动作困难，严重时无法进行倒泵操作，使得灰水泵出现故障时无法进行检修。
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。
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。
GE水煤浆气化装置灰水水质影响因素分析与控制
杨凯
【期刊名称】《四川化工》
【年(卷),期】2024(27)1
【摘要】气化灰水可谓是水煤浆气化装置的“血液”,灰水水质超标会导致系统设备和管道腐蚀结垢,制约GE水煤浆气化装置的长周期运行,并严重影响污水处理的效能。
对灰水pH值、硬度、碱度、悬浮物含量、浊度、氯离子含量、电导率、氨氮和COD等关键指标对水煤浆气化灰水系统的影响进行分析,并就各影响因素总结出针对性的水质控制措施,以提高气化装置运行的稳定性和经济性。
【总页数】6页(P45-50)
【作者】杨凯
【作者单位】中国石油化工股份有限公司金陵分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ5
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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。
