气化工艺水系统管理及技改优化总结

张富国　张 超　肖建华　王平彪　方子明（河南心连心化肥有限公司 河南新乡453700）



气化工艺水系统管理及技改优化总结

张富国张 超肖建华王平彪方子明
（河南心连心化肥有限公司 河南新乡453700）

气化系统的水质好坏受煤质、药剂添加、渣水处理相关设备运行状况等诸多条件影响，只能通过水质分析数据来了解系统水质情况，因此，需要在平时做好水处理药剂添加、稳定渣水系统三级闪蒸工艺装置的运行和水处理附属设备的日常维护工作，以保证系统水质稳定。

1　气化水系统设计情况

河南心连心化肥有限公司气化装置采用华东理工大学和兖矿集团共同开发的新型水煤浆加压气化技术，装置包括3台操作压力为6.5 MPa的气化炉，2开1备。渣水处理系统采用三级闪蒸工艺，设计单台气化炉激冷水流量278 m3/h，单系统气化外排废水量35 m3/h。系统补水、各处冲洗水使用原水，机泵冲洗水为脱盐水。

装置运行初期，进气化水系统的原水、脱盐水多达125 m3/h，造成生产系统吨氨水耗高，外排废水量多达120 m3/h，浪费了大量高品质水。高压闪蒸系统实际运行数据达不到设计指标，使系统水中酸性物质不能更好地被处理，水质pH长时间处于较低的数值，在一定程度上对系统设备造成了腐蚀。

2　气化水系统技改情况

针对气化系统实际运行情况，为降低其外排废水和吨氨水耗、改善气化系统水质情况，对气化水系统进行了大量技改工作，主要包括使用低压灰水替代大部分原水，部分低品位水（尿素废液、高压变换冷凝液等）替代脱盐水，以此大大降低了气化系统外排水量。

3　气化水系统管理

3.1双磨煤水槽分开利用

对磨煤水工艺进行改造，磨煤水槽（V1415A）收集低温变换凝液、尿素废液、低温甲醇洗废液等废液，经磨煤水泵（P1410A）向磨煤机供水；磨煤水槽（V1415B）专项回收真空过滤机滤液。磨煤水泵（P1410A和P1410B）双泵运行时，应注意防止介质互窜。

3.2强化药剂投加管理

添加絮凝剂对水中杂质、悬浮物进行沉降去除，以保证管线通畅，具体用量根据絮凝试验结果确定。日常管理过程中，根据灰水浊度做好絮凝剂用量调节，一般添加量为系统水循环量的（2～4）×10-6（质量分数）。分散剂用以阻止水质结垢，避免Ca2 +和Mg2 +离子聚集，投加量为系统循环水量的（80～100）×10-6（质量分数）。

3.3分级降低外排废水量

气化装置原始开车后，气化系统的外排废水量较大，大多控制在90～120 m3/h。2014年11月，经技术优化，逐步控制外排水量＜80 m3/h。气化系统外排废水量见表1。

表1　气化系统外排废水量

从表1可以看出，通过技术优化，气化系统外排废水量从90～120 m3/h降至70～75 m3/h。技术人员将继续摸索气化系统外排废水量和水质质量的平衡性，将其降至最低且又能满足维持生产，把气化系统建成全厂的废水处理纽带和中转站，以降低全厂水系统消耗。

4　水质分析情况

2014年10月至2015年2月，气化系统外排废水水质数据统计见表2。

表2　气化系统外排废水水质数据统计

从表2可以看出，外排废水量的减少对其中Ca2 +、Cl-、碱度、电导率、浊度均产生了一定影响，Ca2 +含量从平均209.5 mg/L上升至平均454.3 mg/L，最高达到566.0 mg/L，且还有缓慢增加趋势，鉴于此，将分散剂的用量增加了25%；Cl-含量从平均168.4 mg/L上升至平均366.9 mg/L，最高达到569.0 mg/L。

5　管线结垢、腐蚀情况

5.1管线结垢

黑水管线的结垢包裹了大量灰分，垢片成长速率比普通结垢度更快，且更硬，清理难度大，垢片脱落后易造成管道堵塞。灰水垢片组分分析数据见表3。

表3　灰水垢片分析数据　%

5.2管线腐蚀

气化装置开车初期，气化灰水pH偏低，平均约5.53，最低时为4.65；后通过调整，用系统的外来水将灰水pH控制在7～9的指标范围内。检修时打开设备及管线，基本无腐蚀、结垢的情况。部分黑、灰水管线测厚数据见表4。

由表4中的部分黑、灰水管线测厚数据可以看出，该部分黑、灰水管线均存在一定程度的腐蚀、磨损。根据对黑、灰水管线的检测、监控，其减薄主要部位为气液固三相流在弯头变径处，由磨损造成。

表4　部分黑、灰水管线测厚数据　mm

6　小结

气化系统水质管理优化是一个缓慢过程，需要长期不懈的探索和努力。尽管通过近阶段的技改、优化管理，一定程度上保证了气化系统的水质稳定，但是水质数据与同行业先进水平还相差甚远，改善气化系统水质还有很长的路要走。

（收到修改稿日期 2015-05-03）