德士古气化炉激冷水流量低原因探究

交流园地德士古气化炉激冷水流量低原因探究常亮,宋淑群,孔祥波(兖矿国宏化工有限责任公司,山东邹城273500)摘要:简要介绍了德士古气化炉水系统流程和激冷水管路结垢原理,通过对德士古气化炉检修发现问题以及对系统灰水水质的综合分析,发现影响德士古气化装置激冷水流量低的原因是碳洗塔底部及黑水过滤器底部有积渣,滤网结垢堵塞。提出有效的解决办法及防范措施,确保激冷水管路不因结垢、存渣而堵塞,能够供应足够的激冷水,满足气化炉高负荷运行需要。关键词:德士古;激冷水;结垢;灰水水质中图分类号:TD849 ;TK229.63文献标识码:B文章编号:1006-6772(2013)01 -01 18-03Causes analysis of low flow chilled water in Texaco gasifierCHANG Liang , SONG Shu-qun , KONG Xiang-bo( Yankuang Cuohong Chemical Co. ,Ltd. ,Zoucheng 273500 ,China)Abstract : Introduce chilled water system of Texaco gasifier and pipes scaling causes. Analyse problems appeared inexamination and repairing of gasifier ash water quality，find that slag at the bottom of carbon scrubber and ash waterfilter. , serious scalling filter screen lead to low flow chilled water in Texaco gasifier. To resolve these problems,provide effective solution and preventive measures. After transformation , the chilled water flow increase , that meetthe demands of high load operation of gasifier.Key words : Texaco ;chilled water ; salling ;ash water quality兖矿国宏化工有限责任公司德士古气化炉装2激冷水管路结垢原理置于2005年开工建设,公司采用CO+H2的合成技术生产甲醇川,自试生产以来,各工艺管道及动静在德士古水系统中,引起激冷水管路结垢的设备在未发生改变的情况下,系统生产负荷出现- -主要物质是CaCO3和MgCO3, CaCO3和MgCO3在些问题。通过查找原因,认为主要是激冷水流量下25C时的溶解度分别为3.162x10-3和6.928x10-降,无法满足系统的高负荷运行导致的。mol/L,二者混合后的饱和水溶液的硬度(以CaCO3计)为323.128mg/L,此数据即为以CaCO3和1系统水循环流程MgCO3为结垢物质的水溶液的临界硬度。系统水德士古气化炉水系统主流程:灰水槽一-低压灰质的pH为8.3~ 9.4,在此条件下,水中CO3~、水泵-脱氧水槽- -除氧水泵一碳洗塔- 灰水循环HCO3~共同存在,当Ca*、Mg2* 的质量浓度大于泵一激冷水流量计一黑水过滤器一气化炉- -高压323. 128 mg/L(25 C时),且水中有超过这一浓度的闪蒸器一低压闪蒸器一真空闪蒸器一 -澄清槽一灰CO3-时(气化炉粗煤气中含有18%左右的CO2,可水槽24)。确保水中含有足够多的C03~),就会发生如下反其中,碳洗塔一灰水循环泵一 激冷水流量计- -黑应:Ca2*+CO3--→CaCO3, Mg2* +CO3-一→MgCO3 ，水过滤器一气化炉段称之为激冷水管路。产生沉淀,附着在管壁上,形成垢(5)。笔者收集了中国煤化工收稿日期:2012-07-12责任 编辑:孙淑君MHCNMHG作者简介:常亮(1982-) ,男,贵州毕节人,工程师,主要从事德士古气化的研究。Emiailchangliang198216@ sohu. com引用格式:常亮,宋淑群,孔祥波.德士古气化炉激冷水流量低原因探究[ J].洁净煤技术,2013 ,19(1) :18-120.118 .《洁净煤技术》2013年第19卷第1期交流园地. 中国科技核心期刊矿业类核心期刊J系统实际运行期间2个月灰水水质的分析数据,见表1。表12011 年11-12月灰水水质日期p(Ca2*)/(mg.L1)_ p(Mg?*)/(mg.L")_ (p(Ca2*)+p(Mg*))/(mg，[")硬度/(g.) H值浊度/NIU11月4日252. 5021. 87274. 37.28. 2637.011月8日24. 36.38.04122. 011月11日308. 6219. 44328. 06.58.0211月14日268. 5431. 59300.13.08.2254. 411月18日316. 6326. 73343. 368.0149.811月22日432. 86459. 597. 8841.911月25日376. 1543. 74419. 8911.27.9335. 911月29日440. 8879.11519. 9912.78.1749.012月2日488. 97515. 7013.38.3835.712月6日344. 6919.44364. 13.48.1534.912月9日292. 58 .314. 458. 2232.112月13日256. 51275. 95.8.4831.312月16日424.8514. 58439. 438.2126.212月20日268. 53 .9.72278. 25.18. 0645.012月23日316. 63.4. 86321. 498.3312月27日352. 70372.149.68. 1354.4通过对表I数据的分析可得:导致灰水循环泵将碳洗塔底的碳渣送往黑水过滤1)灰水pH值合格率为10.5%(pH值控制指标器,在黑水过滤器的过滤下,碳渣被过滤存在黑水为7~8)(6);过滤器中,在操作人员对黑水过滤器进行切换时，2)Ca2+,Mg2*的质量浓度和合格率为47.4%未能及时将过滤器底部的碳渣排出,最终寄存在黑(两者质量浓度总和的控制指标为不大于320 mg/L水过滤器底部。水系统中钙镁离子浓度高,导致滤(25 C时));网结垢而出现堵塞现象。3)系统灰水硬度高。通过试验发现,当甲醇废3.3 激冷水管线及激冷环内有积渣、垢片水及变换低温冷凝液与灰水混合后,很快就出现混浊粒径小于黑水过滤器滤网孔径的细渣、细灰现象,主要是甲醇废水及变换低温冷凝液pH较高，进人激冷环,由于灰量、渣量大,且激冷环内喷淋-般在10左右,而德士古的灰水硬度较高,它们相孔部分结垢堵塞等原因,未能及时将细渣细灰全互混合后,很容易形成CaCO3和MgCO,沉淀”。部排出,最终导致部分存积在激冷水管线及激冷综上所述,灰水极易产生CaCO3MgCO3沉淀。环内[9]2012-02-20,B号气化炉检修,从B号气化炉3系统检修中发现的问题激冷环及黑水量过滤器滤网中取出小垢片积聚在3.1 碳洗塔底部有积渣一起形成的大块和渣块,在对取样进行初步分析得由于粗煤气带灰严重,入碳洗塔的除氧水清洁出:①样品中84%为灰渣,16%为可燃物;②进行盐度低等原因,导致碳洗塔内的黑水含灰量较大。在酸溶解,发现有35%能够溶解,得知样品含有CaCO3气化炉短停时,碳洗塔未能及时将塔内的积渣排往和MgCO3。高压闪蒸,而系统再次运行时才发现底部管线堵4激冷水结垢的原 因分析塞,此时碳洗塔内的黑水被迫经塔底部管线的旁路送往闪蒸系统随着系统运行时间的延长,碳洗塔1)系统内的水质较差,pH值较高, Ca2+ 和Mg*+底部积渣逐渐增加到最高(底部管线的旁路人口处质量浓度较高;为积存渣的上限位置)[8]。2)气化炉国煤化工气化炉的粗煤3.2黑水 过滤器底部有积渣、滤网结垢堵塞气带灰带水，心二内的黑水带.. CNMH G由于碳洗塔底部积渣到达最大限后,灰水循环人碳洗塔,影响」以机石从小的1们吕度泵的吸入口距离碳洗塔底部存渣的距离相对较近,3)碳洗塔内的水较脏,严重影响了激冷环激冷常亮:德士古气化炉激冷 水流量低原因探究119交流园地水的清洁度;灰水槽,防止堵塞现象的发生("3;4)碳洗塔去往高压闪蒸的排水量及进人碳洗11)对于返回系统回收利用的水,应定期对塔的除氧水量较少,不能保证碳洗塔内的水干净;其水质进行检测，确保不污染整个激冷水系统的5)脱氧水槽内的脱氧水含灰严重;水质14)。6)系统的频繁开停车导致管道内壁上的垢片参考文献:脱落,最终汇集在一起形成大块而堵塞管道。[1] 于光元,李亚东.煤气化工艺技术分析[J].洁净煤技5解决措施术,2005,11(4) :39-43.1)加强对灰水质量的管理,严格按照要求添加[2]谭成敏,丁 振伟. GSP煤气化渣水系统的选择[J].氮分散剂,及时补充新鲜x水",确保灰水的外排水量肥与甲醇,2007 ,2(4):26-28.不小于指标值.Ca*+、Mg2*的质量浓度总和不大于[3王永康,李正平,任文平,等Texaco煤气化工艺的影320 mg/L(25 C时);响因素[J].洁净煤技术,2010,16(1) :47-50.2)优化操作,确保系统稳定运行,防止气化炉.[4王建军,王林,张亮.几种德士古气化渣水系统的技术评价[J].化肥设计,2007 ,45(3) :30-33.粗煤气出现带水;3)严格按照工艺指标控制好气化炉液位,防止[5]李耀东.德士古水系统结垢原因分析及解决办法[J].中氮肥,2006(5) :30-32.气化炉粗煤气出现带灰现象;4)确保每一次系统运行时碳洗塔均从底部管[6祁晓辉.气化炉黑水排放管线结垢分析与处理[J].煤化工，2010(6) :53-55.线将黑水送往闪蒸系统,加大碳洗塔的进水量及排[7]潘俊.德士古气化炉支撑板温度高的原因及解决办法水量,确保激冷水的清洁度;[J].中氮肥,2006(6):5-8.5)确保高压闪蒸器及真空闪蒸器远传液位计[8]许敬刚,孙卓庆, 徐学文,等.新型气化炉装置渣水处指示正常,严格控制高压闪蒸器及真空闪蒸器液理系统的问题探讨[J].中氮肥, 2009(3):5-7.位,防止液位过高而导致黑水进入脱氧水槽;[9韩承结.德士古气化I艺的优劣比较[J].安徽化工,6)确保气化炉的稳定运行,降低频繁开停车的2007 ,33(1):45-46.次数;[10] 丁 振伟,王伟.德士古水煤浆气化合成气带水问题的分析与探讨[J].化肥工业,2003 ,30(3) :52 -54.7)根据管道内的垢片及渣块,配置相应的酸[11]胡涛,马喜军,景怡,等.改性粉煤灰处理废水的应用液,定期对激冷水管线及激冷环进行酸洗;研究[J].洁净煤技术,2006, 12(4):70-73.8)酸洗完成后,利用高压水枪再次对激冷环、[12] 许波. 德士古煤气化装置运行问题探讨[J].煤化工, .黑水过滤器滤网等关键部件进行机械清洗["2);1999(4):34-40.9)确保煤灰分在正常指标范围内,尽可能降低[13] 王伟,李杰水煤浆气化装置预热水系统改造[J].中激冷室水浴的含灰量,控制粗煤气的含灰量;氮肥,2011(3):16-18.10)预热水泵吸入口渣池内水含渣量大,易堵[14] 陈其中 ,汪洋.水煤浆厂清洁生产节约用水的实用改塞黑水过滤器、激冷环，可将预热水泵吸人口改自造[J].洁净煤技术,2007,11(1):79-81.(上接第91页)版社, 1985.[21]桑小义. 东风褐煤半焦的燃烧特性研究[D].大连:大[25]周志杰,范晓雷,张薇,等.非等温热重分析研究煤焦连理工大学,2011.气化动力学[J].煤炭学报,2006 ,31(2) :219-222.[22]刘旭光, 李保庆. DAEM模型研究大同煤及其半焦的[26]孙学信. 燃煤锅炉燃烧试验技术与方法[M].北京:中国电力出版社,2001.气化动力学[J].燃料化学学报, 2000, 28(4):289[27]聂其红,孙绍增,李争起.等.褐煤混煤燃烧特性的热-293.重分析法研究[J].燃烧科学与技术,2001 ,7(1):72[23] 廖洪强,李保庆,孙成功.煤- 焦炉气共热解半焦燃烧-76.中国煤化工动力学特性研究[].燃料化学学报，19927(3);，[28] 顾利锋|.MH.CNMH G龙和煤混燃特性246- -250.的热重分析法研究[小热能动力工程,2003,18(6):[24]陈镜泓, 李传儒.热分析及其应用[M].北京:科学出561-563.120《沽净煤技术>2013年第19卷第1期