水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究

水煤浆气化装置灰水系统除硬技术探究

摘要：近年来，随着我国经济的不断发展和社会的不断进步，各个领域都有了

一定上的技术提升。这些化肥生产的公司也在生产的装置上，以及技术上进行了

相应的改变。随着我国节能环保的不断推出，以及绿色发展的不断进行水煤浆气

化系统结垢装置方面存在的问题，严重的干扰的相关企业的正常发展。下面将结

合河南的某化肥公司进行水煤浆气化装置中灰水槽的钙含量以及硬度进行相应的

分析，同时，针对三种除应技术进行对比，分别包括电絮凝除硬技术、酸性气除

硬技术以及膜吸收除硬技术，通过对比后最终选用的处理技术为酸性气除硬技术。关键词：水煤浆；灰水系统；除硬技术

引言：用于水煤浆气化工艺可以更好地利用资源，为企业创造更多的经济效益，

因此备受关注。但是在水煤浆气化灰水系统的运行中发现，水煤浆企划装置系统

存在着严重的结垢问题。为了更好地解决存在的污垢问题，维持系统的长时间稳

定运转，提高企业的经济效益，就要对灰水系统的除硬技术进行研究，在原有的

雏鹰基础上进行相应的提升，降低水煤浆气化装置长时间的结垢难题。下面将对

水煤气化装指灰水系统除应技术进行相应的研究和分析，并提出自己的观点，以

供相关企业参考。

一、水煤浆气化灰水系统

1.1水煤浆气化灰水系统中存在的问题

由于我国能源分布存在着缺少石油天然气，但存在着丰富的煤的特点，因此，基

于我国的能源分布更好地利用煤炭资源，降低在使用过程中的污染问题，是现阶

段符合我国国情发展以及能源多元化的重要手段，利用一定的技术进行煤炭资源

的清洁利用处理，是推动我国能源更好地利用以及经济发展的重要手段。这其中

最常出现的就是水煤浆气化灰水系统的使用。但水煤浆气化灰水系统的应用过程

中还存在着大量的问题。由于在水煤浆系统运行的初期所需要的补水量非常大，

系统经过一次脱盐用的水量高达每小时125立方米，这个过程中，造成氨水的量

消耗的极大，同时，在废水排除系统外管道出现了严重的腐蚀和结垢现象。这些

问题主要表现在以下几个方面：

（1）水煤浆系统的系统补水和系统的各处冲水所需要用的水量巨大。在进行拖

延补水的过程中，大量高品质的水被补入灰水系统内，造成了高品质水的浪费。（2）高压闪蒸系统在实际的运行中达不到所要求的设计参数。由于达不到实际

工作所需，因此水中的酸性物质在高压闪蒸的过程中，不能被有效地处理，因此

导致设备的运行期间都处于酸性状态，对设备造成了一定的腐蚀性。

（3）灰水系统的处理中，排水过程没有相应的设置工艺指标。在进行灰水系统

的工艺指标设计时，是根据相关设备的液体位置进行分析来调整灰水系统的高低，没有根据相应的指标进行设计，因此导致灰水系统存在着浓缩性倍数整体较低的

情况。

（4）灰水系统中所使用的水质情况不够稳定。由于回水系统中的水质不够，稳定，存在着波动较大的情况，因此导致药剂的浓度波动也偏大，不能够更好地处

理水中的钙和镁离子美的聚集情况，对后期的管道和设备出现结垢的情况创造了

一定条件。

（5）灰水系统的水资源利用率较低。在实际运行的过程中，由于系统的补水量

消耗大，因此导致对水资源的利用率较低。例如在实际应用的过程中一吨安的取

水情况约为15立方米，而排出的水则达到七立方米，因此，在系统的应用过程

中，造成大量水资源的浪费。

1.2优化水煤浆系统的措施

在水煤浆系统应用过程中，水资源的利用率较低，严重的影响了水煤浆系统的应

用因此需要在用水方面进行一定的优化。主要包括在一次水使用的优化，以及脱

盐水使用的优化方面。在一次水使用优化方面，可以通过气化灰水代替所需要的

用水，而在拖延谁使用的优化方面，可以通过尿素来解析废液，通过这两种措施

来实现用水方面的优化。

二、水煤浆装置灰水系统结垢的原因及不良影响

2.1灰水系统结垢原因

在水煤浆灰水系统的实际应用中，由于加压装置的燃料中存在着大量的氧化钙、

三氧化铁、三氧化铝以及氧化镁等，这些物质在高温高压的条件下可以再减以及

酸性的条件下形成金属离子，或是与存在的二氧化碳和水形成可溶性的碳酸氢钙

和碳酸氢镁等，通过气化反应产生的黑水，经过高压闪蒸的过程，导致生成的大

量无机酸性气体被挥发，同时生成碳酸钙和碳酸镁沉淀，由于长时间的积累导致

回水系统中，出现碳酸钙和碳酸镁在设备以及管道中附着的情况，随着设备使用

时间的不断增加，导致灰水系统内形成坚硬且致密的灰垢。

2.2灰水系统结垢的不良影响

九，河南化肥公司而言，由于水煤浆计划装置在正常的使用过程中出现，灰水系

统的严重结垢情况，导致为了能正常的使用水煤浆气化装置，在一个月左右的时

间内就需要进行一次高压水枪的冲洗，并进行增加污水处理系统的管线，从以前

的一根增加为三根，气化灰水系统的换热器也增加到了两台。同时为了更好地增

加污水的排放，防止结垢堵塞曝气孔，只能采用射流曝气的形式。这种形式与其

他曝气形式相比，不仅耗电量高，曝气的效率也较低。同时，由于回水系统的硬

度较高，导致气泵的流动等环节依然受到结垢问题的影响，严重的影响装置的正

常使用。

三、灰水系统除硬技术的发展现状

河南化肥厂所使用的回水系统除硬技术为三级闪蒸技术。技术的主要内容是将所

产生的黑水通过蒸发热水塔后进入低压闪蒸分离器，最后再经过真空闪蒸分离器

使黑水中的酸性气体被吸解出来。并且通过闪蒸技术处理后的黑水，再进入澄清

槽进行沉降，同时加入聚丙烯酰胺，来帮助黑水中的颗粒物能够更快的沉降。为

了更好地利用水资源，澄清后的上清液再次进入或水槽，有效上清液中加入分散剂，供灰水系统的再次使用。在实际的生产过程中，在灰水系统内添加分散剂。

虽然可以帮助减轻结垢的问题，降低结垢速度，但不能从根本上将这一问题杜绝，还需要不断研究除垢技术。

四、气化灰水除垢技术

在目前的发展中，主要应用的灰水除硬技术包括酸性气、膜吸收、以及电絮凝除

硬技术。主要的技术特点如下：

4.1酸性气除硬技术

酸性气除硬技术，主要是通过二氧化硫、氧化碳等具有酸性的气体将水中存在的

镁离子和钙离子置换出来。主要的操作流程是先将灰水的pH调制为碱性，这个

过程中，硫酸钙会出现结晶并形成固体。然后再将产生的固体进行，帮助降低气

化灰水水的硬度。但由于此阶段液体的pH值较高会存在残留的氢氧化钙，可以

通过再次加入适量的酸性气体来降低灰水的pH，帮助氢氧化钙形成碳酸钙沉淀，从而来帮助降低灰水的硬度。