低氯水煤浆添加剂在气化系统的应用

翟玉伟，刘存凤

（苏州永峰联环保科技有限公司，江苏 苏州 215000）

1 系统介绍

1.1 山东晋煤日月化工有限公司介绍

①公司介绍：山东晋煤日月化工有限公司始建于1976年，经过近40年的发展，现已形成具有65万吨氨醇生产能力，十多个系列产品的综合性化工企业。主要产品年产量：尿素35万吨，甲醇20万吨，双氧水3万吨，液氨2万吨，苯胺10万吨，乙胺2万吨，二甲基甲酰胺（DMF)12万吨，二甲基乙酰胺（DMAC）2万吨，硝基复合肥年产能30万吨。自备电厂一座，热电联产能力2万Kwh。②灰水系统要求：灰水系统不能排水，系统损失导致的外排水约为每天35立方；灰水系统需要控制氯离子的浓度在300ppm以下。③气化炉介绍：山东晋煤日月化工有限公司为两台单喷嘴气化炉，气化炉进煤量为每小时15吨。④气化炉和黑灰水系统的一体化方案：煤浆添加剂使用量：YFGN18，每天3吨。灰水分散剂：YFG808，100公斤每天。⑤灰水系统介绍：灰水流量：循环量200m3/HR。

1.2 苏州永峰联环保科技有限公司介绍

①苏州永峰联环保科技有限公司是专注于工业水和工艺处理系统持续优化的科技公司，其专家团队人员有着超过20年以上的工业水和工艺处理经验，曾经分别就职于世界上最著名的水和工艺处理公司，熟悉市场推广、产品开发研制、生产工艺优化及现场技术服务。 ②永峰联是国内水处理行业一家专注于MOC的公司。M：加药设备及相关在线监控技术，拥有世界上最先进的示踪加药及在线控制技术。O：现场操作及疑难问题解决经验，拥有先进的数据分析平台，专家团队和分析软件。C：化学品，拥有世界上先进的涵盖了煤化工装置的全系列的解决方案和化学品,包括并不仅限于水煤浆添加剂，还有黑灰水，循环水，反渗透，锅炉水、污水、煤气洗涤水处理，循环氨水处理等全系列产品和技术服务，及完善的原料供应体系。③技术理念：通过对水系统的评估及再设计，结合客户的化工工艺及设备特点，改善水处理系统的处理效果，最终延伸到水系统的节能改造，并通过互联网技术达成一体化系统运行管理服务。

2 添加剂使用过程介绍和效果对比

煤的气化是一个非常复杂的化学和物理变化的过程。煤中的灰分物质和未燃尽物会被用于激冷和冷却洗涤的灰水带出，进入灰黑水系统。在这样的高温、高含盐量和高含固量的水系统中，盐分和颗粒的沉积是难以避免的。优秀的化学药剂阻垢分散方案，即是为尽可能地减少这些物质的沉积。

灰黑水系统的大量沉积物对系统稳定连续运行存在潜在风险。主要表现在：管道、阀门的沉积结垢，会造成系统阻力提高，导致水系统憋压，甚至多开灰水泵，增加电耗。通流量减少，会造成气化炉激冷能力下降，碳洗塔洗涤气体能力和降温能力下降，不能满足工艺生产要求。气化炉激冷后黑水出口、高低压闪蒸罐是最常见的结垢沉积部位，它会造成黑水冷却不好，灰水加热不足，以及影响后段分离罐的正常运行等一系列问题。系统检修时的清理工作量大大增加。严重时，会造成提前停车检修清理，影响工厂生产计划，损失巨大。高氯离子扥导致的设备的腐蚀，可能导致高温高压的水的泄漏，并可能引发安全事故。

造成这些情况的原因，除工艺设计本身、设备状况和操作方式以外，化学药剂对水质的适应性不够以及加药方式不合理也是主要的原因之一。这种适应性包括煤质的变化，补排水的变化，气化炉操作调整的变化等。同时需要水煤浆添加剂和黑灰水的一体化处理方案来解决以上的问题。

①山东晋煤日月化工公司在2017年12月发现灰水的氯离子含量偏高，超过1000ppm,因气化装置中不锈钢设备管道较多，为防止设备管道腐蚀结垢，要求控制氯离子含量控制在300ppm以下。

②针对这个问题，苏州永峰联环保科技有限公司分析了氯离子的来源，确定了水煤浆添加剂是主要氯离子的来源，因此开发了新的低氯的水煤浆添加剂YFJ N18，使用后将灰水中的氯离子降低到300ppm以下。

③水煤浆添加剂的氯离子对比

日期 产品 氯离子浓度（总氯）2017年1月6号前2017年1月6号木质素添加剂低氯水煤浆添加剂YFJ N18 1%小于0.04%

④水煤浆添加剂对灰水的氯离子的贡献计算

名称 用量 氯离子浓度氯离子量排污量 添加剂贡献的氯离子浓度857 34单位木质素添加剂新添加剂YFJ N18公斤/天3000 3000%ppm 1%小于0.04%公斤/天30 1.2立方/天35 35

从以上数据可以看出，水煤浆添加剂贡献了857ppm以上的氯离子，加上补水中的氯离子和煤种贡献的氯离子，使灰水中的氯离子超过了1000ppm。使用YFJ N18后对氯离子的贡献在34ppm,从而保证了装置的对氯离子的控制。减缓了气化灰水系统结垢速率，延长了气化灰水系统运行周期。

⑤灰水水质：2017年1月份的氯离子数据

氯根mg/l 654 957 1117 905 900 855 890 729 770 694 242 2017/1/2 2017/1/4 2017/1/6 2017/1/9 2017/1/11 2017/1/13 2017/1/16 2017/1/18 2017/1/20 2017/1/23 2017/1/27

⑥氯离子曲线图

添加全合成低氯水煤浆添加剂

⑦低氯水煤浆添加剂对灰水系统的贡献

正常灰水的排放量在循环量的10%-20%之间，水排放至污水处理厂。如果使用低氯的水煤浆添加剂，可以将灰水中的氯离子降低，从而实现减排甚至“零排放”。可以有效保护装置，同时大大减少污水处理的成本。

按照循环量200立方的系统计算，从常规的灰水排放量15%减少到0.7%的排污，每天节水685立方每天，按照自来水立方5元，污水处理费用5元每立方计算：

水数量立方/天 单价元每立方 每天节约元节省补水减少排水总计685 685 5 5 3425 3425 6850

3 结论

使用苏州永峰联环保科技有限公司生产的低氯水煤浆添加剂后灰水中氯离子含量大大降低，减少了灰水系统腐蚀速率和结垢速率，使气化灰水系统水质指标大大改善。随着国家对环保的重视，合格的污水的排放将变得尤为重要，为减轻企业环保压力，建议推广苏州永峰联环保科技有限公司生产的低氯水煤浆添加剂，使企业达到减少污水排放量和气化灰水系统长周期效益运行的目的。