濕法煤氣回收凈化系統(tǒng)防垢、除垢技術(shù)研究

摘 要：濕法煤氣回收凈化工藝，決定了大量煤氣洗滌污水需要反復(fù)循環(huán)使用，隨著煤氣運(yùn)行的日積月累，循環(huán)水形成了非常復(fù)雜的質(zhì)元體系，復(fù)雜的水質(zhì)體系性決定了結(jié)垢的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的單一化學(xué)法、物理法和生物法均難以解決設(shè)備結(jié)垢嚴(yán)重的問題，這個問題曾給整個煤氣系統(tǒng)的運(yùn)行帶來了挑戰(zhàn)，尤其是文氏喉口和羅茨風(fēng)機(jī)這兩個關(guān)鍵部位，導(dǎo)致煤氣系統(tǒng)運(yùn)行很難平穩(wěn)，同時(shí)，給電爐的平穩(wěn)運(yùn)行和指標(biāo)控制也帶來了一定的壓力。

關(guān)鍵詞：煤氣濕法回收凈化；防垢；除垢

1 濕法煤氣回收系統(tǒng)設(shè)備結(jié)垢治理的現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外對濕法煤氣回收凈化的污水處理普遍采用聚丙烯酰胺絮凝沉降方式，但在回收過程中，由于煤氣洗滌水的成分較復(fù)雜，通常需要配合pH調(diào)節(jié)劑和阻垢分散劑改善絮凝劑的絮凝效果，不僅聚丙烯酰胺費(fèi)用昂貴，而且投加的pH調(diào)節(jié)劑將污水的pH值調(diào)節(jié)到10～12，一方面，過高的堿度造成了煤氣污水處理系統(tǒng)中的壓濾機(jī)濾布變硬板結(jié)，壞損嚴(yán)重，濾布使用壽命明顯縮短；另一方面過高的堿度本身就帶來了整個煤氣系統(tǒng)的結(jié)垢加劇。而且，電爐及其配套的煤氣凈化回收系統(tǒng)的不斷大型化，熱停的時(shí)間不斷延長，給電爐的爐況控制和指標(biāo)優(yōu)化帶來很大的挑戰(zhàn)。

針對以上問題，探討出了一條適合我公司實(shí)際的系統(tǒng)防垢、除垢的技術(shù)方案——以防垢為主，防洗結(jié)合，突出關(guān)鍵部位，多個環(huán)節(jié)并抓的一整套控制技術(shù)，解決了因堿度高和水質(zhì)復(fù)雜導(dǎo)致的結(jié)垢快的問題，降低了運(yùn)行費(fèi)用。

2 濕法煤氣系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)整體治理技術(shù)

2.1 結(jié)垢的整體控制措施

2.1.1 穩(wěn)定電爐爐況控制，使得電爐產(chǎn)生的荒煤氣的溫度盡量低，理想范圍在300～600℃，減少洗滌過程傳熱過量加速系統(tǒng)結(jié)垢。

2.1.2 改善冷卻效果，降低循環(huán)水溫，使得煤氣洗滌上水的水溫在20～35℃，減緩洗滌后水溫的溫升過高，加速系統(tǒng)結(jié)垢。

2.1.3 電爐控制爐況，防止出現(xiàn)塌料，凈化設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)瞬間壓力急劇波動，加速塔內(nèi)結(jié)垢。

2.1.4 電爐控制爐況，防止出現(xiàn)塌料，導(dǎo)致洗滌塔內(nèi)出現(xiàn)瞬間高含塵的大氣流破壞塔內(nèi)水幕，加速人字管、喉口結(jié)垢。

2.1.5 通過風(fēng)機(jī)回流和喉口椎體調(diào)節(jié)錐，適當(dāng)控制煤氣在設(shè)備內(nèi)的流速，防止氣體流速過快，加速關(guān)鍵環(huán)節(jié)結(jié)垢。

2.1.6 利用搖包冷卻水、羅茨風(fēng)機(jī)冷卻水和中錳電爐收塵風(fēng)機(jī)冷卻水替換煤氣循環(huán)水，改善水質(zhì)，降低水的硬度，減緩系統(tǒng)結(jié)垢。

2.1.7 利用電爐停電處理故障的時(shí)機(jī)，處理好人字管和文氏喉等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的噴頭，清理局部結(jié)垢。

2.1.8 結(jié)合設(shè)備檢修，定期對煤氣回收設(shè)備和管路進(jìn)行高壓水清洗，減少結(jié)垢的晶種，減緩系統(tǒng)結(jié)垢。

2.1.9 根據(jù)煤氣洗滌污水的粉塵含量的波動，適時(shí)調(diào)節(jié)絮凝劑的投加量，防止出現(xiàn)絮凝劑富集，產(chǎn)生高分子凝固垢，減緩系統(tǒng)結(jié)垢。

2.1.10 對常年累月形成的致密結(jié)垢，采用現(xiàn)代新型洗滌技術(shù)，對系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)垢進(jìn)行徹底清洗，防止系統(tǒng)結(jié)垢加劇。

2.1.11 在關(guān)鍵部位長期使用電子除垢儀，改變結(jié)垢晶體的類型，防止關(guān)鍵部位結(jié)垢，隱形系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 水處理劑[AL（OH）1.5（SO4）0.125CL1.25]n在煤氣污水處理中的應(yīng)用

2.2.1 絮凝劑工藝試驗(yàn)。我們進(jìn)行過長期的技術(shù)研究和多次的工藝試驗(yàn)，摸索出了該絮凝劑適合的工藝條件：找到了聚合氯化鋁的投加濃度、原水含塵量、污水的PH值、污水的溫度、沉降攪拌速度和化藥熟化時(shí)間等因素，改良型絮凝劑[AL（OH）1.5（SO4）0.125CL1.25]n在濕法煤氣循環(huán)水處理中的技術(shù)條件。

濃度：15～45g/m3

污水含塵：1.5～5.5g/m3

混合液PH：5～9g/m3

污水溫度：10～50℃

攪拌速度：3～7r/min

熟化時(shí)間：1～2h

由于改良的[AL（OH）1.5（SO4）0.125CL1.25]n適用的工藝條件更寬泛，頻繁結(jié)垢的問題得到解決，在以中信錦州金屬錳系封閉電爐的煤氣系統(tǒng)6臺硅錳電爐的煤氣回收的污水處理僅采用[AL（OH）1.5（SO4）0.125CL1.25]n這種絮凝劑。

2.2.2 試驗(yàn)結(jié)論。（1）適用于硅錳電爐煤氣回收洗滌廢水處理，而且不會在投藥后造成水渾濁，容易快速形成大的礬花，沉淀性能好，投藥量低，適合我廠煤氣洗滌水處理的有效投加量28～42mg/L。（2）聚合氯化鋁可以在煤氣洗滌水處理4～9很廣的范圍內(nèi)使用，適宜的PH值范圍，最佳6～8。（3）對水溫的適應(yīng)性也很強(qiáng)，可在10～40℃的水中起到良好的絮凝作用，在很低的溫度下也可以使用，完全適合在北方地區(qū)的各種廢水處理。

2.3 濕法煤氣回收凈化系統(tǒng)的除垢技術(shù)

本除垢技術(shù)是針對密閉電爐濕法煤氣回收凈化系統(tǒng)中文氏塔中心管、文氏喉口等難以清理的部位和高架煤氣管道和煤氣污水管道等難以清洗的不穩(wěn)進(jìn)行清洗的徹底清理。

根據(jù)結(jié)垢的厚度，將甘耐98液、第奧克斯與水按不同比例混合，結(jié)垢層厚度在0～20mm，混合比例4：1：1，結(jié)垢厚度每增加5mm，混合比例下降10%，混合液須先攪拌30分鐘，在靜置1～2小時(shí)。混合后的洗滌液通過一種可調(diào)節(jié)流量的計(jì)量泵打入到需要洗滌的設(shè)備或管道內(nèi)部，并根據(jù)設(shè)備或管道的直徑在現(xiàn)場合適的位置預(yù)設(shè)排氣孔，讓洗滌液在設(shè)備、管道和洗滌液儲罐之間形成一個循環(huán)流動系統(tǒng)，控制洗滌混合液的流速在0.4～1.5m/s之間，以便混合洗滌液和設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢有充分的接觸，在整個洗滌過程中，洗滌液的濃度和pH值會隨著洗滌液和結(jié)垢之間反應(yīng)的發(fā)生而不斷的變化，技術(shù)人員需要在設(shè)備死角和管道拐彎的部位每小時(shí)監(jiān)測一次洗滌混合液的pH值，檢測循環(huán)液的PH值的變化，定期向系統(tǒng)內(nèi)部添加一種叫做第奧克斯原液，控制pH≤1，始終保持循環(huán)4～16小時(shí)，在洗滌混合液循環(huán)流動的過程中，提前預(yù)留的排氣孔，要始終敞開，清洗過程中產(chǎn)生的氣體能夠隨時(shí)釋放出來，確保洗滌反應(yīng)的順利進(jìn)行。

3 技術(shù)結(jié)論

（1）煤氣污水結(jié)垢的綜合治理需要以技術(shù)防止結(jié)垢為主，利用綜合治理技術(shù)積極減緩設(shè)備結(jié)垢，結(jié)合設(shè)備檢修，利用新型清洗技術(shù)，進(jìn)行徹底的設(shè)備清洗，對長期運(yùn)行中的致密結(jié)垢進(jìn)行徹底清洗，防除結(jié)合治理效果更明顯。

（2）煤氣污水結(jié)垢的綜合治理需要在文氏喉口等關(guān)鍵部位采取必要的防垢措施，伴隨著設(shè)備運(yùn)行，采取積極、長期的防垢措施，還要利用電爐停電的實(shí)際，利用高壓水車對關(guān)鍵部位重點(diǎn)清理。

（3）煤氣污水結(jié)垢的綜合治理不僅要考慮水的硬度、水的堿度和水中含有的雜志等直觀因素去解決，還需要考慮從電爐爐況控制、凈化日常操作、工藝管理、設(shè)備檢修、水質(zhì)調(diào)節(jié)、水壓和水量控制等諸多的非直接因素整體控制。

（4）在適合的技術(shù)條件下，[AL（OH）1.5（SO4）0.125CL1.25]n是適合復(fù)雜的煤氣洗滌污水水質(zhì)的處理的絮凝劑之一，而且，該種絮凝劑對水的硬度、堿度和水質(zhì)的復(fù)雜性有明顯的改善效果，能夠克服系統(tǒng)出現(xiàn)的運(yùn)行困難。但是，如果絮凝劑的技術(shù)條件控制不到位也可能在水管道和洗滌塔內(nèi)形成蓬松的凝固垢，影響供水效果。

（5）甘耐98和第奧克斯原液的對煤氣設(shè)備內(nèi)長期運(yùn)行形成的致密性結(jié)晶垢有很好的清洗效果，而且對設(shè)備上附屬的精密儀表沒有任何損害，是一種值得推廣的清洗技術(shù)。

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