德士古气化黑水絮凝剂的选择和应用_郭全平

德士古气化黑水絮凝剂的选择和应用郭全平，吴怀武，周晓明（淮南市蔚蓝水处理技术有限公司，安徽淮南232008）［摘要］针对德士古水煤浆加压气化工艺过程中的黑水具有的高压、高温、高浊度、高硬度等特点，以及所用煤质和煤种的不同，选择了几组不同絮凝剂进行试验，并对比它们的絮凝沉降效果。试验结果表明，由相对大分子质量的阴离子聚丙烯酰胺和复合高分子混凝剂按一定比例复配而成的絮凝剂在投加质量浓度为2.5mg/L时，可使处理后黑水中的悬浮物降低至96mg/L，达到煤气化装置的实际运行要求。［关键词］德士古；黑灰水；絮凝剂；混合物［中图分类号］X703.1［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）12-0098-02淮化集团有限公司气化装置引进了美国德士古煤气化专利技术。该系统运行条件特殊，技术要求较高。1德士古气化黑水系统工艺煤气洗涤黑水为高压、高温、高硬度、高碱度、高悬浮物含量（达几千mg/L）的循环水。这些黑水如不经过认真处理，一部分将在高温部分沉积下来，时间长了，会结成坚硬的垢，造成管道堵塞；另一部分随合成气带到变换工序，其中微小的颗粒会附着在变换触媒上，改变触媒与气体的接触面积，影响触媒的活性，而且灰水中的颗粒附着的水分将会增多，从而增加带入下一工序的水分。为保证设备的长周期运行，在进入系统之前必须对黑水中的悬浮物进行分离处理。由于使用的煤种灰熔点高，为了降低煤的灰熔点以适应德士古水煤浆加压气化装置，需加入助熔剂石灰石。石灰石在高温下分解成CaO，一部分CaO与煤中的SiO2、Al2O3等反应，降低了煤的灰熔点，剩余的CaO则溶解到煤气洗涤水中，从而大大增加了煤气洗涤水的钙硬和碱度，使灰水系统存在严重的结垢倾向。煤气洗涤水工艺流程为：来自碳洗塔洗涤煤气的高温黑水与来自气化炉的高温（220℃左右）黑水，经过闪蒸降温进入沉降池，向沉降池中投加絮凝剂进行絮凝、沉降处理，沉降池溢流出的水即为灰水，灰水进入灰水罐。灰水罐的灰水分两路流动，一路经低压灰水泵加压，冷却后进入气化炉冲渣。另一路经高压灰水泵加压进入换热器，其中一部分灰水被黑水闪蒸汽加热升温后进入文氏洗涤器，与高温煤气接触后一并进入碳洗塔；另一部分灰水则直接送入碳洗塔用来洗涤煤气，洗涤后的煤气送入CO变换工序，而碳洗塔排出的大部分黑水则进入气化炉的激冷环冷却炉渣，返回后与碳洗塔另一部分黑水一并进入高压闪蒸塔，经多级闪蒸和真空闪蒸后返回沉降池，然后周而复始循环使用。2实验部分根据淮化德士古系统的多年运行经验，在德士古装置中使用有机高分子絮凝剂时效果较好，但要根据煤种和煤质的不同，对所使用的絮凝剂进行调整。根据淮化德士古装置特定的煤质和煤种，筛选出WL-1、WL-2、WL-3共3种复配絮凝剂。这3种复配絮凝剂均以阴离子聚丙烯酰胺为主要成分，再配以不同质量分数的公司自制的固体复合高分子混凝剂。在德士古装置中分别加入这3种絮凝剂来比较它们的絮凝效果和适用性，以选出最佳絮凝剂。2.1仪器和药品仪器：721UV-2000型紫外分光光度计，上海菁化科技仪器有限公司生产；78-1型电磁加温搅拌器，上海南汇电讯器材厂生产；101-1型干燥箱，上海实验仪器总厂生产；1000mL烧杯若干只。药品：阴离子聚丙烯酰胺，巩义市博大净水材料有限公司生产，相对分子质量1200～1500万；复合高分子混凝剂，淮南市蔚蓝水处理技术有限公司生产。复配絮凝剂组成为WL-1：88%阴离子聚丙烯酰胺+12%复合高分子混凝剂（固体粉末）；WL-2：70%阴离子聚丙烯酰胺+30%复合高分子混凝剂（固体粉末）；WL-3：60%阴离子聚丙烯酰胺+40%复合高分子混凝剂（固体粉末）。第30卷第12期2010年12月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.12Dec.，201098——工业水处理2010－12，30（12）2.2实验水质实验所用黑水的水质：碱度（以CaCO3计）为350mg/L，硬度（以CaCO3计）为492mg/L，悬浮物为2057mg/L，氯离子为16.2mg/L，电导率为6500μS/cm，pH为8.3。2.3实验方法对每种不同的复配絮凝剂的絮凝效果测试时，均按以下步骤完成：在6只1000mL烧杯中分别加入1000mL的黑水，依次加入1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、5.0mg/L的同一絮凝剂，在电磁加温搅拌器上连续搅拌1h，温度控制在55℃，静止30min，取上层水样检测各项数据。3结果和讨论3.1最佳絮凝剂的选择投加不同浓度的WL-1、WL-2、WL-3絮凝剂后黑水水质的变化分别如表1~表3所示。从表1~表3可以看出，WL-1絮凝剂投加质量浓度≥2.5mg/L，WL-2、WL-3絮凝剂投加质量浓度≥3.0mg/L时，所处理的黑水都能达到气化水质的设计要求（悬浮