煤化工系统灰水结垢处理

煤化工灰水结垢处理

目录：

一．煤化工灰水系统和垢样分析

二．灰水系统结垢的原因

三．解决方案

1．煤化工灰水系统和垢样分析

在气化系统中，我们通常将没有经过闪蒸的高温高压水称为黑水，经过闪蒸之后的水称为灰水。

灰水垢样分析

1. 以外排水换热器E0803为例, 垢片成分如下（ppm)：

2. 灰水系统的垢以钙离子为主，其余元素的含量很低，除去上述物质，其余成分可

认为是C和O。所以，水垢的主要成分为碳酸钙。

2.灰水系统结垢原因

2.1 灰水为什么硬度高？

1. 煤中含（钙）, 煤气化过程产生（约18%）CO2，加上水, 三者在气化炉/水洗塔中

反应产生Ca（HCO3）2 ；

2. 气化炉/水洗塔的高温高压环境，促进以上化学反应，碳酸氢钙易溶于水，导致灰

水的硬度很高。

2.2 灰水为什么容易结垢？

1. 碳酸氢钙易溶于水，灰水中Ca 离子含量约 4000ppm ;

2. 碳酸氢钙很不稳定，压力降低时，CO2析出， 碳酸氢钙 转化为 碳酸钙，碳酸钙

难溶于水， 溶解度仅为: 1340ppm （@30度） ; 水溶液变成过饱和状态， 多余的离子在管壁上结晶，形成水垢 ；

3. Ca (HCO3)2 = CaCO3+CO2+H2O ； 这个反应在常温下就能不断进行 。

2.3 灰水系统水垢在哪里形成？

1. 灰水始终处于过饱和状态，CaCO3水垢会在灰水流过的所有地方结垢 ；

2. 流速慢或者压力低的地方 ，比如阀门附近，水泵的入口， 沉淀池；结垢会比较严

重。

总结： 灰水系统水垢的特点

1. 灰水水垢主要成分是碳酸钙，钙来自煤 ；

2. 灰水循环使用，新的钙不断加入水系统， 灰水始终处于过饱和状态 ；

3. 灰水硬度过高，灰水的处理强度要比普通循环冷却水高出很多倍，所以，传统的阻

垢方案效果都不理想 。

3. 解决办法

调频阻垢仪

采用电磁阻垢， 它是由一台电磁信号发生器

和 缠绕在管道上的1-电缆线圈 和 2-脉冲

环组成， 线圈产生感应磁场；脉冲产生交变电

场，处理水中的带电离子，解决结垢问题 。

灰水阶段： 压力降低， CO2析出， 碳酸氢钙变成碳酸钙，碳酸钙难溶于水，多余的离子不断结晶析出形成水垢，绵延整个灰水管路

。

强制结晶：运动的带电离子在磁场中会受到洛伦兹力影响，阴阳离子（Ca 2+ , CO32-）的受力方向相反，水穿过磁力线时带电离子会不断运动，相邻的阴阳离子碰撞，结合成CaCO3 晶体，晶体不断长大直到不带电荷，没有粘附性，从而不会在管壁上形成水垢。