張林峰，李興隆

(安徽晉煤中能化工股份有限公司， 安徽臨泉 236400)

中能化工股份有限公司灰水系統(tǒng)由于水質(zhì)差、積渣快、結(jié)垢多，在運(yùn)行時(shí)影響工藝、設(shè)備的穩(wěn)定；同時(shí)，清理積渣耗時(shí)長，影響檢修進(jìn)度。因此，延緩灰水系統(tǒng)積渣結(jié)垢、優(yōu)化灰水系統(tǒng)水質(zhì)是延長氣化裝置運(yùn)行時(shí)間的主要因素。[1]。

1 結(jié)垢現(xiàn)象

經(jīng)分析，在氣化爐、洗滌塔、高壓閃蒸、真空閃蒸、沉降槽5個(gè)環(huán)節(jié)(見圖1)中均存在結(jié)垢現(xiàn)象。影響灰水系統(tǒng)的因素見圖2[2]。

圖1 工藝流程圖

1.1 氣化爐積渣結(jié)垢

惡性帶水帶灰，磨損合成氣管道，造成氣化爐液位不穩(wěn)定，同時(shí)破渣機(jī)填料易漏，不能連續(xù)運(yùn)行，導(dǎo)致積渣運(yùn)行更嚴(yán)重。

1.2 洗滌塔積渣

液位計(jì)易堵且極難疏通，讀數(shù)無法參考，導(dǎo)致盲目操作；緩沖分離空間變小，合成氣帶灰，造成塔盤孔堵塞；帶水嚴(yán)重且不穩(wěn)定，引起塔盤脫落。

1.3 高壓閃蒸積渣

容易堵塞角閥，導(dǎo)致液位波動(dòng)大；垢片進(jìn)入沉降槽后造成沉降槽堵塞。

1.4 真空閃蒸真空度低

黑水水溫約為102 ℃，超過絮凝劑最佳溫度(約90 ℃)，影響絮凝效果；黑水壓力為0.02 MPa以上，流速快，影響沉降效果。

1.5 沉降槽積渣

淤漿無法正常排出，沉降槽分離空間小，懸浮物多，形成惡性循環(huán)。

圖2 影響灰水系統(tǒng)的因素

2 原因分析

2.1 化學(xué)反應(yīng)

形成水中堿度的物質(zhì)碳酸氫鹽可以共存，硫酸鹽和氫氧化物也可以共存。然而，碳酸氫鹽與氫氧化物不能同時(shí)存在，在水中發(fā)生如下反應(yīng)：

(1)

2．2 pH值因素

2.3 水硬度原因

水的總硬度指水中鈣、鎂離子的總濃度，其中包括碳酸鹽硬度(即通過加熱以碳酸鹽形式沉淀下來的鈣離子、鎂離子，故又叫暫時(shí)硬度)和非碳酸鹽硬度。以碳酸鈣質(zhì)量濃度表示水的硬度見表1。

表1 以碳酸鈣質(zhì)量濃度表示水的硬度

所以，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)堿度硬度控制不好時(shí)，pH值控制范圍過高或過低都會(huì)造成洗滌塔內(nèi)積灰、積垢。

2.4 設(shè)備原因

真空閃蒸真空度低基本都是由真空閃蒸罐頂冷凝器換熱效果差導(dǎo)致，真閃氣中帶灰且容易腐蝕設(shè)備，使得冷凝器使用效果差[3-4]。

2.5 腐蝕原因

沉降槽垢片生成快，自身內(nèi)壁脫落的垢片和其它環(huán)節(jié)的垢片最終都集中在沉降槽，積累快、積累多且無法徹底清理，影響淤漿正常排出，導(dǎo)致沉降槽緩沖空間變小。

3 實(shí)施對(duì)策

(1) 嚴(yán)格控制好氣化爐各項(xiàng)工藝指標(biāo)；嚴(yán)格控制絮凝劑、分散劑加藥量，每個(gè)班要按照車間要求用藥，保證加藥連續(xù)性和用量；特殊情況需要特別安排加入。

(2) 洗滌塔雖然在錐部設(shè)計(jì)有排污管，但是僅限于停車時(shí)排污用，由于開停車時(shí)壓力和溫度變化，造成系統(tǒng)內(nèi)垢片脫落，堵塞的排污管基本沒有作用。利用此管道，改為用高壓灰水進(jìn)行反沖，增加干凈的高壓水，使錐底的積渣垢片處于不穩(wěn)定狀態(tài)，通過黑水管道將其排出。

(3) 清洗真空閃蒸罐頂冷凝器，并更換換熱器，使真空閃蒸壓力維持在-0.07 MPa，水溫保持在90 ℃左右，保證絮凝劑的絮凝效果和沉降槽的沉降效果。

(4) 嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)，確?；宜到y(tǒng)穩(wěn)定。真空閃蒸壓力為-0.02～0 MPa，保證真閃系統(tǒng)穩(wěn)定；氣化爐黑水質(zhì)量流量≥95 t/h，保證氣化爐黑水及時(shí)排出；洗滌塔黑水質(zhì)量流量≥20 t/h、溫度≥160 ℃，保證洗滌塔黑水及時(shí)排出；淤漿抽出質(zhì)量流量≥35 t/h，保證沉降槽淤漿及時(shí)送出；通過調(diào)整絮凝劑、分散劑，控制懸浮物質(zhì)量濃度約為60 mg/L，控制堿度+硬度≤20 mmol/mL；通過加酸堿溶液控制pH值為7.5～9.0，有效改善灰水水質(zhì)，控制系統(tǒng)的結(jié)垢速率。

4 實(shí)施效果

從以往的運(yùn)行情況來看，一般灰水系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行5個(gè)月以上就會(huì)出現(xiàn)洗滌塔積灰嚴(yán)重、液位計(jì)顯示失真現(xiàn)象，導(dǎo)致合成氣帶水事件發(fā)生；激冷水泵進(jìn)口濾網(wǎng)堵塞、激冷水過濾器壓差高，進(jìn)而導(dǎo)致激冷環(huán)堵塞和下降管燒穿，影響裝置安全運(yùn)行。

2016年因洗滌塔堵造成系統(tǒng)帶水運(yùn)行而停車處理2次，2017年上半年因洗滌塔堵造成系統(tǒng)帶水運(yùn)行而停車處理1次。通過工藝優(yōu)化及設(shè)備技改后，灰水系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，裝置運(yùn)行正常。

5 效益分析

2019年下半年因氣化爐、洗滌塔堵導(dǎo)致系統(tǒng)停車處理的次數(shù)，較2018年減少1次，可節(jié)約開停車費(fèi)用40萬元。

6 結(jié)語

整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化操作、節(jié)能降耗工作任重道遠(yuǎn)，要本著“穩(wěn)產(chǎn)降耗”的宗旨，為新項(xiàng)目長周期穩(wěn)定運(yùn)行做好基礎(chǔ)工作。