第5期中氮肥 No.52014年9月 M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressSep.2014煤氣化系統(tǒng)黑水絮凝問題研究康紅欣,王肇君,王堃,叢曉東(中海油天津化工研究設(shè)計院,天津300131)摘要]針對某化工公司煤氣化黑灰水系統(tǒng)的特點,通過絮凝試驗進(jìn)行了有機絮凝劑的選型,并且進(jìn)行了有機高分子絮凝劑與灰水阻垢分散劑的配伍試驗,確定了適合現(xiàn)場煤氣化黑灰水的有機絮凝劑型號及用量。關(guān)鍵詞]煤氣化;黑灰水;絮凝;絮凝劑;阻垢分散中圖分類號]TQ546【文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B【文章編1004-9932(201405-0062-03 Study on Coal Gasification System Black Water Flocculation Problem KANG Hongxin, WANG Zhaojun, WANG Kun, CONG Xiaodong (CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute, Tianjin 300131, China) Abstract: Aiming at the characteristics of coal gasification black and grey water system of certain chemical company, the model and quantity of organic flocculent appropriate to coal gasification black and grey water has been determined by means of flocculation test and compatibility test of organic polymer flocculent and grey wa- ter scale inhibitor and dispersant. Key Words: coal gasification; black and grey water; flocculation; flocculent; scale inhibition and dispersion0引言1煤氣化系統(tǒng)黑水絮凝劑的選擇依據(jù)某化工公司的煤氣化系統(tǒng)自開車以來一直使煤氣化系統(tǒng)黑灰水的一般特點是高溫、高用陰離子高分子黑水絮凝劑TA2和灰水阻垢分壓、高硬、高堿、高懸浮物。黑水中固體懸浮物散劑TS-230進(jìn)行其系統(tǒng)的黑灰水處理,取得了較多,且以無機懸浮物居多,絮凝處理后的灰水良好的應(yīng)用效果。由于煤源緊張,該公司煤氣化添加阻垢分散劑后還將在高溫高壓的環(huán)境下運系統(tǒng)于2010年7月4日將原料煤改用了神華煤。行,因此黑水絮凝劑必須具有以下特點。由于神華煤的灰分較高,成分也不同于以前的煤(1)具有良好的絮凝效果。黑水中含有大種,導(dǎo)致煤氣化黑水中固體懸浮物的種類、粒徑量的固體懸浮物,因此,要求絮凝劑必須能有效和含量都產(chǎn)生了較大變化,使得原用的黑水絮凝地絮凝黑水中的固體懸浮物,減小灰水系統(tǒng)的處劑TS-A2的絮凝沉降效果變差,絮凝沉降后的灰理難度。水濁度上升,加大了后續(xù)灰水阻垢分散的處理難(2)與灰水系統(tǒng)的阻垢分散劑具有良好的度,進(jìn)而影響了煤氣化系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定運行。配伍效果配伍效果不好,黑水絮凝不好,會使針對這一問題,我們對該公司煤氣化系統(tǒng)黑灰水灰水中懸浮物過多,一方面懸浮物會吸附阻垢分絮凝劑的選擇進(jìn)行了新的試驗研究,篩選出了適散劑,降低藥劑的效果,另一方面懸浮物會成為合目前現(xiàn)場煤氣化系統(tǒng)黑灰水的有機絮凝劑型號碳酸鈣析出的晶核,增大碳酸鈣垢產(chǎn)生的可能及用量。性;配伍效果不好,絮凝劑過量,一方面會造成浪費,另一方面部分絮凝劑殘留在灰水中,對分【收稿日期】2014-01-23散劑的分散起反作用,影響阻垢分散劑的分散效作者簡介]康紅欣(1981-),女河北新樂人,工程師,碩士果因此,黑水絮凝劑與灰水系統(tǒng)的阻垢分散劑學(xué)位,主要從事工業(yè)水處理工作。必須具有良好的配伍效果。第5期康紅欣等:煤氣化系統(tǒng)黑水絮凝問題研究63(3)操作方便,成本較低。水濁度升高很多,給后續(xù)灰水的阻垢分散處理增2原黑水絮凝劑處理情況加了非常大的難度,目前煤氣化系統(tǒng)現(xiàn)場黑水處理所用的絮凝劑TS-A2對于新的煤種已經(jīng)不再適2010年7月,更換煤種前后原黑水絮凝劑用,須進(jìn)行新的絮凝試驗,以重新選擇適合新TS-A2處理黑水后的灰水濁度見表1煤種氣化黑水處理的絮凝劑。表12010年7月灰水濁度數(shù)據(jù)NTU日期灰水濁度日期灰水濁度3絮凝劑的選擇試驗07-012307-109407-023.1絮凝試驗1707-1111007-031907-121573.1.1試驗方法07-042607-13132取現(xiàn)場黑水樣,攪拌下加入絮凝劑,再持續(xù)07-056007-14152攪拌約1min后靜置,目視觀察絮凝效果,同時07-069807-1513707-078507-16132取上清液測定其濁度。07-089607-17973.1.2試驗條件及藥劑種類07-098507-18115儀器濁度儀,燒杯等;注:7月4日更換煤種。絮凝溫度75℃;由表1數(shù)據(jù)可以看出,7月4日現(xiàn)場更換煤藥劑陰離子有機絮凝劑TS-A2、TS-A4,種之前,灰水濁度一直在20NTU左右,非常穩(wěn)陽離子有機絮凝劑ts-cl、ts-c3、ts-c5、ts定,而7月4日更換煤種之后,灰水濁度迅速上6、SC9,無機絮凝劑聚鋁、聚鐵、聚鋁鐵升到50NTU以上,最高達(dá)到157NTU?？梢?3.1.3試驗結(jié)果更換煤種后,絮凝劑TS-A2的絮凝效果變差,灰不同絮凝劑的絮凝試驗結(jié)果見表2。表2不同絮凝劑的絮凝試驗結(jié)果藥劑用量/mg·L-絮凝效果上清液濁度/NTU TS-A21絮團(tuán)較大,沉降速度一般,上清液乳白,效果一般46.83 TS-A4絮團(tuán)較大,沉降速度一般,上清液乳白,效果一般38.61 TS-CI絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好21.35 TS-C3 TS-C5111111上里絮團(tuán)較大,沉降速度一般,上清液乳白,效果一般51.6絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好20.65 TS-C6絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好20.80 TS-C9絮團(tuán)較大,沉降速度一般,上清液乳白,效果一般36.95聚鋁11100絮團(tuán)小,沉降速度慢,上清液較清澈,效果一般6.71聚鐵100絮團(tuán)小,沉降速度慢,上清液渾濁,效果較差超量程聚鋁鐵1005.44 TS-A22絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好33.2 TS-A42絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好25.32 TS-CI2絮團(tuán)較大沉降速度較快,上清液清澈,效果較好11.75 TS-C32絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好37.32 TS-C52絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好12.37 TS-C62絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好13.7 TS-C92絮團(tuán)較大,沉降速度較快,上清液清澈,效果較好26.35從不同絮凝劑的絮凝試驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),可以團(tuán)小,沉降速度很慢,要達(dá)到較低的濁度需要較得到如下結(jié)論。長的沉降時間,而且會在絮凝后的灰水中帶入一(1)單獨使用無機絮凝劑,黑水中的微小定量的鋁離子,加大了后續(xù)灰水阻垢分散處理及顆粒被吸附,上清液濁度較低,但絮凝形成的絮日常水質(zhì)分析檢測的難度,實際生產(chǎn)中有很大的64中氮肥第5期局限性。3.2.3試驗結(jié)論(2)單獨使用高分子有機絮凝劑,陽離子根據(jù)陽離子黑水絮凝劑T-l、TS-C5、TS-有機絮凝劑TS-C1、TS-C5、TS-C6表現(xiàn)良好,絮C6與灰水阻垢分散劑TS-230的配伍試驗結(jié)果,凝速度較快,形成的絮團(tuán)較大,上清液的濁度較可以得出以下結(jié)論。低,適合該公司的黑水絮凝要求。(1)灰水中殘留絮凝劑對阻垢分散劑的阻(3)高分子有機絮凝劑加藥量2mg/L的絮垢分散性能有一定影響,絮凝劑的殘留量越大,凝效果比加藥量1mg/L的要好,但是究竟選擇對阻垢分散劑阻垢分散性能的影響也越大。在相何種加藥濃度,還要考慮高分子有機絮凝劑和灰同的絮凝劑殘留濃度下,絮凝劑TS-c1和TS-C5水阻垢分散劑的配伍性能。對阻垢分散劑阻垢分散性能的影響要小于絮凝劑3.2絮凝劑與灰水阻垢分散劑的配伍試驗 TS-C6.根據(jù)各絮凝劑的絮凝試驗結(jié)果,選擇陽離子(2)通過加大灰水阻垢分散劑的用量可抵絮凝劑TS-1、T-C5和T-c6作為黑水絮凝劑,消一部分殘留絮凝劑對阻垢分散劑阻垢分散性能進(jìn)行與灰水阻垢分散劑TS-230的配伍試驗。的影響。在上述試驗中,絮凝劑TS-c和TS-C53.2.1絮凝劑殘留濃度對灰水阻垢分散劑阻垢的表現(xiàn)要明顯好于絮凝劑T-c6,TC1的表現(xiàn)分散性能的影響又稍好于Ts-C5測定上述3種陽離子絮凝劑不同殘留濃度下阻垢分散劑TS-230的阻垢分散性能(水中的4結(jié)語Ca2+保有率),并與未加絮凝劑的空白樣進(jìn)行對該化工公司煤氣化系統(tǒng)黑水中固體懸浮物主比,結(jié)果見表3。測定條件:Ca2+質(zhì)量濃度240要是煤灰、夾帶煤粉、塵粒等,在更換煤種后,mg/L,HCo3質(zhì)量濃度732mg/L,pH=9,溫系統(tǒng)黑水中固體懸浮物種類、粒徑及含量發(fā)生變度80℃,保溫時間10h化,原有的陰離子高分子絮凝劑TS-A2已不能適表3絮凝劑殘留濃度對阻垢分散劑阻垢分散性能的影響應(yīng)現(xiàn)場持續(xù)、穩(wěn)定生產(chǎn)運行的需要,必須更換黑a2+保有率/%水絮凝劑。針對煤種變化,通過絮凝試驗及絮凝絮凝劑殘留絮凝劑絮凝劑絮凝劑劑與阻垢分散劑的配伍試驗,認(rèn)為采用陽離子高濃度/mg·L-空白TS-ITS-CStS-C6分子絮凝劑TS-C、加藥濃度為1mg/L更加適097.7合于該煤氣化系統(tǒng)黑水的絮凝處理?，F(xiàn)場應(yīng)用該0.294.193.282.8加藥方案后,效果較好,黑水絮凝后濁度降低到0.589.388.679.320NTU以下0.886.284.474.63.2.2絮凝劑殘留對灰水阻垢分散劑用量的[參考文獻(xiàn)]影響1]黎軍德士古水煤漿氣化工藝概況[J]安徽化工,選擇絮凝處理后水中絮凝劑的殘留濃度為2001(1):46-490.2mg/L,測定不同阻垢分散劑濃度下阻垢分散[2]偉鋒,于廣鎖,龔欣,等多噴嘴對置式煤氣化技術(shù)J].氮肥技術(shù),200829(6):1-5劑的阻垢分散性能,結(jié)果見表4。測定條件:[3】孫永才劉偉航天爐粉煤加壓氣化技術(shù)淺析[]中Ca2+質(zhì)量濃度240mg/L,HCO3質(zhì)量濃度732氮肥,2010(3):18-20mg/L,pH=9,溫度80℃,保溫時間10h【4]曹翼衛(wèi)灰熔聚煤氣化過程]山西化工1993(3)表4絮凝劑殘留對阻垢分散劑用量的影響17-22阻垢分散劑Ca2+保有率/%[5]鄭書忠工業(yè)水處理技術(shù)及化學(xué)品[M].北京:化學(xué)工業(yè)TS230濃度/10-6絮凝劑絮凝劑絮凝劑出版社,2010:366-367 TS-CI TS-CS TS-C66]鄭淳之水處理劑和工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)分析方法[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社2000:296-2975093.892.583.47]全國化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會水處理劑分會循環(huán)冷卻水水7596.294.585.2質(zhì)及水處理劑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版10097.396.387.9社,2003:136-137