煤气化灰水系统絮凝分散技术培训PPT(共 32张)
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煤气化灰水系统 絮凝分散技术培训
一前言
• 我国是一个多煤、少油、缺气的国家。2010年，我国进口石油依
存度达到40％；到2020年，石油的对外依存度有可能接近60％，
与目前美国58％的水平相当。 我国己探明的煤炭储量占世界煤炭
储量位居第三位。煤炭在我国一次能源结构中处于绝对重要位置，
加快开发和推广应用洁净煤技术，大力推进煤化工事业步伐，无
疑是最现实、最具根本性的选择。
• 煤气化技术： TEXACO德士古技术 ；（美国） SHELL西尔技术 ；（荷兰） GSP（黑水泵气化）技术；（东德）
多元料浆技术（西北院）； 多喷嘴技术（华东理工）； 航天炉等技术。
二.德士古气化工艺简介
• 1.制浆系统 • 2.气化炉系统 • 3.合成气洗涤系统 • 4.烧嘴冷却水系统 • 5.锁斗系统 • 6.渣水系统
6. 灰水系統必須添加絮凝剂降低灰水悬浮物，以符 合工艺要求。同時也需要添加灰水分散剂，防止 灰水系统结垢、細渣沉积与堵塞，严重影响整体 煤气化工艺流程的正常运行。
灰水Hale Waihona Puke Baidu理药剂
• 絮凝剂:针对水中的悬浮物和胶体物质等杂质，用作 聚集粘附并使之生成絮状物以达到净化水体的药剂。
（聚丙烯酰胺）
• 分散阻垢剂：能分散水中难溶无机盐及各种杂质， 阻止和干扰难溶无机盐在金属设备及管道沉积结垢， 保证生产正常进行的药剂。
蒸发热水塔蒸发室底部被浓缩的黑水经液位调节由底侧部排出，进 入真空闪蒸器内进行真空闪蒸，大量溶解的气体释放出来，黑水进 一步浓缩，含固量增大，温度进一步降低。
真空闪蒸器底部的黑水经液位控制依靠重力送至静态混合器，与絮 凝剂混合后流入澄清槽。澄清槽上部澄清水溢流，依靠重力进入灰 水槽，经低压灰水泵到蒸发热水塔循环使用。
（复配药剂）
絮凝剂简介
2. 系统温度高、温差大（200-280℃→50-80℃）。
3. 高温滞留时间长。在200℃以上区域停留约30分 钟。
4. 高硬度。由于添加CaCO3作为助熔剂来降低灰熔點， 引入大量钙硬度，造成灰水系統极易结垢。
5. 系统操作压力可高达6.5 Mpa，压力变化大，流 速变化也大，pH变化亦大，导致系統中各部分沉 积结垢傾向不同，难以控制細渣的沉积及CaCO3水 垢的形成。
严格控制灰水的工艺指标(pH、总碱度、Ca2+、悬 浮物含量等),保持水质稳定。
灰水与黑水
• 来自系统的黑水经闪蒸降温，进入 沉降槽进行絮凝处理，溢流出的水 被称为灰水。
• 进入灰水罐，经高压灰水泵加压后 进入系统与煤气接触，清洗煤气后 排出的水称为黑水。
水质特点：
1. 高悬浮物。灰水悬浮物为 20-100 mg/L，黑水悬 浮物为 2000- 20000 mg/L。
为防止溶解固体在黑水系统中的累积，需向界外连续排出一部分灰 水进行处理。
水系统运行存在的问题：
•堵!
灰水系统造成堵塞的原因
随着闪蒸的进行, 大量的水被蒸出, 水中的Ca2+ 、 Mg2+ 、 CO32 - 、HCO3- 等各种离子浓度逐渐升高，达到CaCO3 生成 的条件后, CaCO3 、 MgCO3等盐类与灰水中的炭黑颗粒沉积、 吸附在设备内壁上, 但由于垢层与钢材的热膨胀系数相差较 大, 温度降低后灰垢会因挤压而出现裂纹并变得松散；开、 停车时, 受设备内部介质温差较大影响, 灰垢脱落堵塞出口管 或调节阀前，造成堵塞。
含渣水处理工序：
含渣水处理工序的作用是将气化及煤气初步净化工序产生的黑水中 所含的固体和溶解的气体分离出来并回收黑水所含的热量。
气化炉及煤气初步净化系统（旋风分离器及水洗塔）底部来的黑水 分别经过减压送入蒸发热水塔下部蒸发室。在蒸发热水塔的蒸发室 中，一部分水蒸发为蒸汽，连同少量溶解气体进入蒸发热水塔上部 热水室与低压灰水泵来的灰水直接接触，加热灰水，自身大部分冷 凝。热水室的热水经高温热水泵进入水洗塔中部。热水室未冷凝的 蒸汽进酸气冷凝器，冷凝后，气－液两相进酸气分离器，气相至火 炬放空，冷凝液进灰水槽。
灰水系統堵塞结垢问题的解决措施
合理布置黑水管路,尽量减少拐弯及“口袋”,减 少管道堵塞的几率;在容易出现堵塞的管道处增加 冲洗水接头,以方便检修和管道冲洗。
对经常出现磨损的管道采用内衬耐磨陶瓷的管件, 在减压阀阀后的冲击盲板上再增加一层防冲击盲板, 增加抗磨性。
在开、停车时,尽量将黑水闪蒸管道上的自调阀 维持在较大开度,止因开度过小造成阀前堵塞及阀 体局部因流速过大而磨损。对于1开1备的减压阀阀 组要经常切换, 防止因垢片沉积而堵塞阀门及管道。
德士古气化灰水工艺简图
四喷嘴工艺简图
重要设备
1
气化炉
2
洗涤塔
3
闪蒸罐
4
沉降槽
5
灰水槽
四噴嘴水煤浆气化工艺流程
水煤浆由煤浆振动筛过筛后进入煤浆槽，出煤浆槽后经水煤浆给料泵加压 后通过4个工艺烧嘴从侧面对喷进入气化炉。空分来的高压氧气进氧气缓冲 罐，经调节流量后分别进入4个工艺烧嘴的中心管和外环管。 在气化炉中煤浆与氧发生气化反应，生成CO、H2 、CO2 、H2O 和少量CH4 、 H离2S开等气气化体炉。燃烧室的热气体和熔渣进入气化炉下段激冷室，被水淬冷后温 度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里管进一步与高温热水泵 来的灰水混合，使煤气夹带的固体颗粒完全湿润，以便从煤气中快速除去。 水／煤气的混合物进入旋风分离器，气相中的大部分细灰进入液相，连续 排出旋风分离器，进入含渣水处理工序。 出旋风分离器的煤气进入水洗塔的下部，煤气向上穿过塔盘与塔中部加入 的由蒸发热水塔加热的循环灰水和塔上部加入的来自下游工序的变换高温 冷凝液逆流直接接触，洗涤剩余的固体颗粒。伴随着煤气减湿、相变及灰 水升温等过程，煤气在水洗塔顶部经过旋流板除沫器，除去夹带在气体中 的雾沫，将基本上不含细灰的工艺气送出水洗塔，煤气中含尘量应小于１ ｍｇ／ｍ３。 水洗塔中部含固量较低的洗涤黑水经黑水循环泵加压后分为２路：一路送 入气化炉洗涤冷却环；另一路送入混合器作为洗涤润湿水。 从水洗塔底部排出的黑水，通过流量控制经减压进入含渣水处理工序，含 渣水处理工序再生的灰水，经过蒸发热水塔预热后再返回水洗塔。
一前言
• 我国是一个多煤、少油、缺气的国家。2010年，我国进口石油依
存度达到40％；到2020年，石油的对外依存度有可能接近60％，
与目前美国58％的水平相当。 我国己探明的煤炭储量占世界煤炭
储量位居第三位。煤炭在我国一次能源结构中处于绝对重要位置，
加快开发和推广应用洁净煤技术，大力推进煤化工事业步伐，无
疑是最现实、最具根本性的选择。
• 煤气化技术： TEXACO德士古技术 ；（美国） SHELL西尔技术 ；（荷兰） GSP（黑水泵气化）技术；（东德）
多元料浆技术（西北院）； 多喷嘴技术（华东理工）； 航天炉等技术。
二.德士古气化工艺简介
• 1.制浆系统 • 2.气化炉系统 • 3.合成气洗涤系统 • 4.烧嘴冷却水系统 • 5.锁斗系统 • 6.渣水系统
6. 灰水系統必須添加絮凝剂降低灰水悬浮物，以符 合工艺要求。同時也需要添加灰水分散剂，防止 灰水系统结垢、細渣沉积与堵塞，严重影响整体 煤气化工艺流程的正常运行。
灰水Hale Waihona Puke Baidu理药剂
• 絮凝剂:针对水中的悬浮物和胶体物质等杂质，用作 聚集粘附并使之生成絮状物以达到净化水体的药剂。
（聚丙烯酰胺）
• 分散阻垢剂：能分散水中难溶无机盐及各种杂质， 阻止和干扰难溶无机盐在金属设备及管道沉积结垢， 保证生产正常进行的药剂。
蒸发热水塔蒸发室底部被浓缩的黑水经液位调节由底侧部排出，进 入真空闪蒸器内进行真空闪蒸，大量溶解的气体释放出来，黑水进 一步浓缩，含固量增大，温度进一步降低。
真空闪蒸器底部的黑水经液位控制依靠重力送至静态混合器，与絮 凝剂混合后流入澄清槽。澄清槽上部澄清水溢流，依靠重力进入灰 水槽，经低压灰水泵到蒸发热水塔循环使用。
（复配药剂）
絮凝剂简介
2. 系统温度高、温差大（200-280℃→50-80℃）。
3. 高温滞留时间长。在200℃以上区域停留约30分 钟。
4. 高硬度。由于添加CaCO3作为助熔剂来降低灰熔點， 引入大量钙硬度，造成灰水系統极易结垢。
5. 系统操作压力可高达6.5 Mpa，压力变化大，流 速变化也大，pH变化亦大，导致系統中各部分沉 积结垢傾向不同，难以控制細渣的沉积及CaCO3水 垢的形成。
严格控制灰水的工艺指标(pH、总碱度、Ca2+、悬 浮物含量等),保持水质稳定。
灰水与黑水
• 来自系统的黑水经闪蒸降温，进入 沉降槽进行絮凝处理，溢流出的水 被称为灰水。
• 进入灰水罐，经高压灰水泵加压后 进入系统与煤气接触，清洗煤气后 排出的水称为黑水。
水质特点：
1. 高悬浮物。灰水悬浮物为 20-100 mg/L，黑水悬 浮物为 2000- 20000 mg/L。
为防止溶解固体在黑水系统中的累积，需向界外连续排出一部分灰 水进行处理。
水系统运行存在的问题：
•堵!
灰水系统造成堵塞的原因
随着闪蒸的进行, 大量的水被蒸出, 水中的Ca2+ 、 Mg2+ 、 CO32 - 、HCO3- 等各种离子浓度逐渐升高，达到CaCO3 生成 的条件后, CaCO3 、 MgCO3等盐类与灰水中的炭黑颗粒沉积、 吸附在设备内壁上, 但由于垢层与钢材的热膨胀系数相差较 大, 温度降低后灰垢会因挤压而出现裂纹并变得松散；开、 停车时, 受设备内部介质温差较大影响, 灰垢脱落堵塞出口管 或调节阀前，造成堵塞。
含渣水处理工序：
含渣水处理工序的作用是将气化及煤气初步净化工序产生的黑水中 所含的固体和溶解的气体分离出来并回收黑水所含的热量。
气化炉及煤气初步净化系统（旋风分离器及水洗塔）底部来的黑水 分别经过减压送入蒸发热水塔下部蒸发室。在蒸发热水塔的蒸发室 中，一部分水蒸发为蒸汽，连同少量溶解气体进入蒸发热水塔上部 热水室与低压灰水泵来的灰水直接接触，加热灰水，自身大部分冷 凝。热水室的热水经高温热水泵进入水洗塔中部。热水室未冷凝的 蒸汽进酸气冷凝器，冷凝后，气－液两相进酸气分离器，气相至火 炬放空，冷凝液进灰水槽。
灰水系統堵塞结垢问题的解决措施
合理布置黑水管路,尽量减少拐弯及“口袋”,减 少管道堵塞的几率;在容易出现堵塞的管道处增加 冲洗水接头,以方便检修和管道冲洗。
对经常出现磨损的管道采用内衬耐磨陶瓷的管件, 在减压阀阀后的冲击盲板上再增加一层防冲击盲板, 增加抗磨性。
在开、停车时,尽量将黑水闪蒸管道上的自调阀 维持在较大开度,止因开度过小造成阀前堵塞及阀 体局部因流速过大而磨损。对于1开1备的减压阀阀 组要经常切换, 防止因垢片沉积而堵塞阀门及管道。
德士古气化灰水工艺简图
四喷嘴工艺简图
重要设备
1
气化炉
2
洗涤塔
3
闪蒸罐
4
沉降槽
5
灰水槽
四噴嘴水煤浆气化工艺流程
水煤浆由煤浆振动筛过筛后进入煤浆槽，出煤浆槽后经水煤浆给料泵加压 后通过4个工艺烧嘴从侧面对喷进入气化炉。空分来的高压氧气进氧气缓冲 罐，经调节流量后分别进入4个工艺烧嘴的中心管和外环管。 在气化炉中煤浆与氧发生气化反应，生成CO、H2 、CO2 、H2O 和少量CH4 、 H离2S开等气气化体炉。燃烧室的热气体和熔渣进入气化炉下段激冷室，被水淬冷后温 度降低并被水蒸汽饱和后出气化炉；气体经文丘里管进一步与高温热水泵 来的灰水混合，使煤气夹带的固体颗粒完全湿润，以便从煤气中快速除去。 水／煤气的混合物进入旋风分离器，气相中的大部分细灰进入液相，连续 排出旋风分离器，进入含渣水处理工序。 出旋风分离器的煤气进入水洗塔的下部，煤气向上穿过塔盘与塔中部加入 的由蒸发热水塔加热的循环灰水和塔上部加入的来自下游工序的变换高温 冷凝液逆流直接接触，洗涤剩余的固体颗粒。伴随着煤气减湿、相变及灰 水升温等过程，煤气在水洗塔顶部经过旋流板除沫器，除去夹带在气体中 的雾沫，将基本上不含细灰的工艺气送出水洗塔，煤气中含尘量应小于１ ｍｇ／ｍ３。 水洗塔中部含固量较低的洗涤黑水经黑水循环泵加压后分为２路：一路送 入气化炉洗涤冷却环；另一路送入混合器作为洗涤润湿水。 从水洗塔底部排出的黑水，通过流量控制经减压进入含渣水处理工序，含 渣水处理工序再生的灰水，经过蒸发热水塔预热后再返回水洗塔。