氣化工藝水系統(tǒng)管理及技改優(yōu)化總結(jié)

張富國(guó)　張 超　肖建華　王平彪　方子明（河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng)453700）

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氣化工藝水系統(tǒng)管理及技改優(yōu)化總結(jié)

張富國(guó)張 超肖建華王平彪方子明
（河南心連心化肥有限公司 河南新鄉(xiāng)453700）

氣化系統(tǒng)的水質(zhì)好壞受煤質(zhì)、藥劑添加、渣水處理相關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀況等諸多條件影響，只能通過水質(zhì)分析數(shù)據(jù)來了解系統(tǒng)水質(zhì)情況，因此，需要在平時(shí)做好水處理藥劑添加、穩(wěn)定渣水系統(tǒng)三級(jí)閃蒸工藝裝置的運(yùn)行和水處理附屬設(shè)備的日常維護(hù)工作，以保證系統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定。

1　氣化水系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況

河南心連心化肥有限公司氣化裝置采用華東理工大學(xué)和兗礦集團(tuán)共同開發(fā)的新型水煤漿加壓氣化技術(shù)，裝置包括3臺(tái)操作壓力為6.5 MPa的氣化爐，2開1備。渣水處理系統(tǒng)采用三級(jí)閃蒸工藝，設(shè)計(jì)單臺(tái)氣化爐激冷水流量278 m3/h，單系統(tǒng)氣化外排廢水量35 m3/h。系統(tǒng)補(bǔ)水、各處沖洗水使用原水，機(jī)泵沖洗水為脫鹽水。

裝置運(yùn)行初期，進(jìn)氣化水系統(tǒng)的原水、脫鹽水多達(dá)125 m3/h，造成生產(chǎn)系統(tǒng)噸氨水耗高，外排廢水量多達(dá)120 m3/h，浪費(fèi)了大量高品質(zhì)水。高壓閃蒸系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)，使系統(tǒng)水中酸性物質(zhì)不能更好地被處理，水質(zhì)pH長(zhǎng)時(shí)間處于較低的數(shù)值，在一定程度上對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造成了腐蝕。

2　氣化水系統(tǒng)技改情況

針對(duì)氣化系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，為降低其外排廢水和噸氨水耗、改善氣化系統(tǒng)水質(zhì)情況，對(duì)氣化水系統(tǒng)進(jìn)行了大量技改工作，主要包括使用低壓灰水替代大部分原水，部分低品位水（尿素廢液、高壓變換冷凝液等）替代脫鹽水，以此大大降低了氣化系統(tǒng)外排水量。

3　氣化水系統(tǒng)管理

3.1雙磨煤水槽分開利用

對(duì)磨煤水工藝進(jìn)行改造，磨煤水槽（V1415A）收集低溫變換凝液、尿素廢液、低溫甲醇洗廢液等廢液，經(jīng)磨煤水泵（P1410A）向磨煤機(jī)供水；磨煤水槽（V1415B）專項(xiàng)回收真空過濾機(jī)濾液。磨煤水泵（P1410A和P1410B）雙泵運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意防止介質(zhì)互竄。

3.2強(qiáng)化藥劑投加管理

添加絮凝劑對(duì)水中雜質(zhì)、懸浮物進(jìn)行沉降去除，以保證管線通暢，具體用量根據(jù)絮凝試驗(yàn)結(jié)果確定。日常管理過程中，根據(jù)灰水濁度做好絮凝劑用量調(diào)節(jié)，一般添加量為系統(tǒng)水循環(huán)量的（2～4）×10-6（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。分散劑用以阻止水質(zhì)結(jié)垢，避免Ca2 +和Mg2 +離子聚集，投加量為系統(tǒng)循環(huán)水量的（80～100）×10-6（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

3.3分級(jí)降低外排廢水量

氣化裝置原始開車后，氣化系統(tǒng)的外排廢水量較大，大多控制在90～120 m3/h。2014年11月，經(jīng)技術(shù)優(yōu)化，逐步控制外排水量＜80 m3/h。氣化系統(tǒng)外排廢水量見表1。

表1　氣化系統(tǒng)外排廢水量

從表1可以看出，通過技術(shù)優(yōu)化，氣化系統(tǒng)外排廢水量從90～120 m3/h降至70～75 m3/h。技術(shù)人員將繼續(xù)摸索氣化系統(tǒng)外排廢水量和水質(zhì)質(zhì)量的平衡性，將其降至最低且又能滿足維持生產(chǎn)，把氣化系統(tǒng)建成全廠的廢水處理紐帶和中轉(zhuǎn)站，以降低全廠水系統(tǒng)消耗。

4　水質(zhì)分析情況

2014年10月至2015年2月，氣化系統(tǒng)外排廢水水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表2。

表2　氣化系統(tǒng)外排廢水水質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

從表2可以看出，外排廢水量的減少對(duì)其中Ca2 +、Cl-、堿度、電導(dǎo)率、濁度均產(chǎn)生了一定影響，Ca2 +含量從平均209.5 mg/L上升至平均454.3 mg/L，最高達(dá)到566.0 mg/L，且還有緩慢增加趨勢(shì)，鑒于此，將分散劑的用量增加了25%；Cl-含量從平均168.4 mg/L上升至平均366.9 mg/L，最高達(dá)到569.0 mg/L。

5　管線結(jié)垢、腐蝕情況

5.1管線結(jié)垢

黑水管線的結(jié)垢包裹了大量灰分，垢片成長(zhǎng)速率比普通結(jié)垢度更快，且更硬，清理難度大，垢片脫落后易造成管道堵塞。灰水垢片組分分析數(shù)據(jù)見表3。

表3　灰水垢片分析數(shù)據(jù)　%

5.2管線腐蝕

氣化裝置開車初期，氣化灰水pH偏低，平均約5.53，最低時(shí)為4.65；后通過調(diào)整，用系統(tǒng)的外來水將灰水pH控制在7～9的指標(biāo)范圍內(nèi)。檢修時(shí)打開設(shè)備及管線，基本無腐蝕、結(jié)垢的情況。部分黑、灰水管線測(cè)厚數(shù)據(jù)見表4。

由表4中的部分黑、灰水管線測(cè)厚數(shù)據(jù)可以看出，該部分黑、灰水管線均存在一定程度的腐蝕、磨損。根據(jù)對(duì)黑、灰水管線的檢測(cè)、監(jiān)控，其減薄主要部位為氣液固三相流在彎頭變徑處，由磨損造成。

表4　部分黑、灰水管線測(cè)厚數(shù)據(jù)　mm

6　小結(jié)

氣化系統(tǒng)水質(zhì)管理優(yōu)化是一個(gè)緩慢過程，需要長(zhǎng)期不懈的探索和努力。盡管通過近階段的技改、優(yōu)化管理，一定程度上保證了氣化系統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定，但是水質(zhì)數(shù)據(jù)與同行業(yè)先進(jìn)水平還相差甚遠(yuǎn)，改善氣化系統(tǒng)水質(zhì)還有很長(zhǎng)的路要走。

（收到修改稿日期 2015-05-03）