灰水阻垢剂在气化装置中的应用

瑟夫道观

灰水阻垢剂是专用于灰水处理中的一种阻垢剂，与一般的阻垢剂具有不同的特点，了解一下吧。

气化装置工艺技术主要由料浆制备、气化和灰水处理三部分组成,料浆制备是以一种或多种的含碳固态物质为原料,经一次湿磨制成气化料浆,浆体呈非牛顿型流体中的假塑性流体特征,料浆稳定,易于泵送;气化是通过料浆被加料泵加压送入气化炉,与氧气在气化炉内进行气化反应,生成以CO和H2为主要组成的粗合成气;灰水处理为洗涤和激冷黑水经降压闪蒸、沉降处理后循环利用。总体来说,灰水处理系统的任务有两个:一是对来自气化炉和洗涤塔的黑水进行水渣分离,二是将这个过程中产生的热量进行回收。

1 灰水处理系统工艺流程
  来自上游工段的黑水经过高温热水器减压闪蒸后,顶部闪蒸汽经灰水加热器回收热量后通过高闪分离罐进行汽液分离,顶部气体送入变换汽提塔或火炬,底部灰水返回脱氧槽循环使用,高温热水器底部黑水经过低温热水器、真空闪蒸罐逐级闪蒸被浓缩后进入澄清槽进行水渣分离,底部黑水由澄清槽进料泵送入真空过滤机压滤,滤饼送至界外作建筑用,而上部清液大部分送入脱氧槽循环使用,少部分最为废水排至界外。低温热水器顶部闪蒸汽作为热源送入脱氧槽,真空闪蒸罐顶部闪蒸汽经过真空闪蒸冷凝器冷凝、真空泵分离器汽液分离,气体放空,液体返回系统循环使用。2 实际生产中会遇到的问题及解决办法 由于本工段处理的黑水含固量比较高(约30%左右),整个 系统介质对管道及设备的磨损比较严重,同时堵塞也是灰水处理系统比较显著的特点,这些问题都影响了整个气化装置的顺利运行。相关文献调研及企业反馈,灰水处理系统存在的问题集中在以下几个方面:

（1） 减压阀后弯头容易穿孔
  如果黑水管道中压力变化不大,腐蚀、磨损和冲刷作用并不严重,当压力突然降低,磨损和冲刷作用就比较突出。黑水经调节阀减压后,气体流速急剧变大,加上本身介质中固含量较大,对管道的磨损是非常严重的,另外,当流体流经管道转弯处,由于弯曲管壁的导流作用,弯头处流线成曲线运行,并产生离心力,使流体在弯曲管道内的内外侧流速发生变化,使黑水向外侧集中,导致弯头出口外侧流速大,内侧流速小,冲刷腐蚀弯头出口外侧非常激烈,这就是高温热水器和真空闪蒸罐黑水进口管线调节阀后弯头容易出现穿孔的原因。

（2） 阀门容易损毁
  由气化炉和洗涤塔来的黑水中含有H2O、H2S、NH4+、Cl-、CO2- 3和煤灰等成份,固体悬浮物和浊度较高,在黑水管道中为多相流,主要为液固两相流。多相流中材料的损伤形式存在电化学腐蚀,为了避免煤灰等在管道、设备内沉积发生堵塞,在通常情况下,控制黑水呈弱酸性,可能造成电化学腐蚀的是黑水中的H2S腐蚀、CO2腐蚀、HCl腐蚀和HCOOH腐蚀等,这些作用再加上磨损作用,对阀门的损伤是非常严重的。

（3）结垢堵塞问题严重 在系统运行过程中,由于黑水中悬浮的大量煤灰及未反应的炭积聚在管壁,当达到一定的厚度后,由于受流体的冲击以及开停炉时黑水温度急剧变化的冲击而脱落,造成对黑水管线以及减压角阀的阻塞,同样  真空闪蒸罐顶部冷凝器壳程容易堵塞,这样会造成真空系统阻力降增大,迫使真空闪蒸罐在正压状态下运行。另外该系统还存在黑水沉淀分离问题、灰水阻垢等问题。

总结： 针对上述问题,本文在管道布置、设备布置等方面提出了优化措施,并在本装置中实施。

RO阻垢剂的应用
a、采用聚丙烯酸类阻垢剂时要特别小心在铁含量较高时可能会引起膜污染这种污染会增加膜的操作压力有效清除这类污染要进行酸洗。

b、如果在预处理中使用了阳离子混凝剂或助滤剂在使用阴离子性阻垢剂时要特别注意。会产生一种粘稠的粘性污染物污染会造成操作压力增加而且这种污染物清洗非常困难。

c、阻垢剂阻碍了RO进水和浓水中盐结晶的生长因而可以容许难溶盐在浓水中超过饱和溶解度。阻垢剂的使用可代替加酸也可以配合加酸使用。有许多因素会影响 矿物质结垢的形成。温度降低会减少结垢矿物质的溶解度碳酸钙除外与大多数物质相反它的溶解度随温度升高而降低TDS的升高会增加难溶盐的溶解度这是因为高 离子强度干扰了晶种的形成。

d、理想的添加量和结垢物质及污染物最大饱和度最好通过药剂供应商提供的专用软件包来确定。过量添加阻垢剂/分散剂会导致在膜面上形成沉积造成新的污染问 题。在设备停机时一定要将阻垢剂及分散剂彻底冲洗出来否则会留在膜上产生污染问题。在用RO进水进行低压冲洗时要停止向系统注入阻垢剂及分散剂。

e、阻垢剂/分散剂注入系统的设计应该保证反渗透元件之前能够充分混合静态搅拌器是一个非常有效的混合方法。大多数系统的注入点设在RO进水保安过滤器之 前通过在过滤器中的缓冲时间及RO进水泵的搅拌作用促进混合。如果系统采用加酸调节pH推荐加酸点要在上游足够远的地方在到达阻垢剂/分散剂注入点之前已 经完全混合均匀。

f、注入阻垢剂/分散剂的加药泵要调到最高注射率建议的注射率是最少5秒钟一次 。阻垢剂/分散剂的典型添加量为2-5ppm。为了让加药泵以最高频率工作需要对药剂进行稀释。

  阻垢剂/分散剂商品有浓缩液也有固体粉末。稀释了的阻垢剂/分散剂在储槽中会被生物污染污染的程度取决于室温和稀释的倍数。推荐稀释液的保留时间在 7-10天左右。正常情况下未经稀释的阻垢剂/分散剂不会受到生物污染。选择阻垢剂/分散剂的另外一个主要问题是要保证与反渗透膜完全兼容。不兼容药剂会 造成膜的不可逆损坏。