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）

1 概述

2 气化灰水水质分析指标控制

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。

图1 德士古水煤浆气化灰水系统工艺流程简图

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。

气化灰水水质分析控制指标参见表1：

表1：气化灰水水质分析控制主要指标

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。

4 处理气化灰水结垢的措施

气化灰水水质管控措施及方案需要根据气化炉的实际入炉负荷和工业废水外排量的实际情况来确定范围，掌握系统内水质的变化情况和变化趋势，适时调整系统的排水量与补充新鲜水质来保持碱度和硬度在合理的范围，由于灰水分散剂在灰水系统的水处理中起到了抑制水中钙以及其他水中硬度离子和悬浮物引起的沉积，所以加强分散剂的管理管控也是保证灰水稳定的重要因素。

（1）分散剂的合理使用

①分散剂的选用要求耐高温、耐高压、耐高硬度、适应PH 范围较宽，并在煤气化装置灰水系统中能够长周期运行稳定延长设备运行周期，并且要求灰水排污量符合环保控制指标的一种气化用灰水阻垢分散剂[3]。

②所有进厂灰水分散剂产品质量检验合格率为100%产品按照要求和规定附带所有的安全说明书和注意事项等。

③灰水分散剂在使用周期内灰水分散剂技术性能要求所有指标达标，如有分析指标异常，或有较大幅度的调整需与生产厂家有关技术人员进行交流。应该及时调整药剂确保灰水水质达标。

（2）絮凝剂的合理使用

絮凝剂的选用应符合在高温环境下，固体杂质及悬浮物较多的条件下，能有效沉降连续运转满足生产需求的化学药剂。

（3）为了保证沉降槽能够真正的起到沉降固体杂质和悬浮物的作用，就要加强灰水处理系统对絮凝剂的管理力度，药量的控制和投放点的设置进行管理，使其充分发挥药性，对固含量进行严密监测，适时调整絮凝剂的投加量；

（4）加强高闪和低闪系统的压力和温度的调整，避免温度和压力的大幅度波动，以免引起沉降槽黑水出现翻滚和热水上行频率加快的现象，使得进入沉降槽的黑水温度过高从而影响絮凝剂的药性而影响沉降效果，在此过程工艺管控要保证高、低闪水冷器的冷却效果；

（5）加强碳洗塔的技术改造,可以增加除雾器以加大合成气流通面积,减少气体阻力,再可以增加积液盘高度增加气体水浴时间,降低黑水的含固量,提高增湿,除尘目的.

（6）制定相应的措施，定期通过加大冲洗文丘里洗涤器，合成气管线的灰水量，减轻碳洗塔管线结垢的倾向，

（7）保证灰水外排，及时补充新鲜水使得灰水系统的水质得到置换，NH3-N、COD总固的到有效控制，进一步满足灰水水质以及气化炉负荷的实际需求[4]。

5 结语

总而言之，近几年来，我国水系统对于灰水系统控制和管理问题处于一个较为重要的改革阶段，如何加强灰水水质的控制和管理对于我国化工领域的发展尤为重要。通过将外排水量控制在合理范围内，能够有效降低水系统的损耗费用，目前在工业化生产实践中仍存在很多不足之处,致使装置不能安、稳、长、满、优的运行,需要各专业,各生产单位进行深度探索、研究、挖掘其经济效益。灰水水质的控制和管理仍然处于研究阶段，还需进行不断探索和研究。