無(wú)害化協(xié)同處置混醇的可行性研究

王志敏，侯茂林，賈 博，李 露，張 超，郭戰(zhàn)榮

(浙江石油化工有限公司，浙江舟山 316000)

1 混醇組成成分分析

混醇的主要成分為多乙二醇，為無(wú)色或淡黃色油狀液體，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)及油漬，凝固點(diǎn)為-6.5 ℃，相對(duì)密度為1.116，折光率為1.118?；齑寄芘c乙醇、乙醚、丙酮和乙二醇混溶，不溶于苯和四氯化碳，溶于水且可燃，口服會(huì)引起惡心、嘔吐、腹瀉及肝腎損傷，可致死。

浙江石油化工有限公司(簡(jiǎn)稱浙石化)副產(chǎn)混醇質(zhì)量流量為60 t/d，其主要成為為一乙二醇、二乙二醇、三乙二醇，其余為水分及少量的雜醇類(lèi)，主要成分組成見(jiàn)表1。

表1 混醇成分

2 成漿性試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將原煤(神優(yōu)2號(hào))在小型棒磨機(jī)內(nèi)磨制成粉，與水煤漿添加劑、水、混醇混合攪拌均勻制得煤漿樣品，進(jìn)行煤漿濃度、黏度、析水率、流動(dòng)性及穩(wěn)定性分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 混醇與煤漿混合試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表2可以看出：針對(duì)浙石化神優(yōu)2號(hào)原煤，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%的水煤漿添加劑，在制漿用水中摻入不同比例的混醇制漿時(shí)，隨著混醇摻配比例的增加，煤漿流動(dòng)性明顯變差，黏度和析水率逐漸增加，在混醇摻配質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于6%時(shí)進(jìn)行制漿，能保證正常生產(chǎn)運(yùn)行。

試驗(yàn)表明，摻配混醇會(huì)對(duì)制漿造成一定影響，增大了煤與水的接觸角，影響煤的潤(rùn)濕性，從而降低煤的制漿濃度，增加煤漿的表觀黏度。

3 氣化摻燒試驗(yàn)

將化工裝置副產(chǎn)的混醇通過(guò)管線送至界區(qū)內(nèi)儲(chǔ)罐，經(jīng)混醇給料泵按1.4 m3/h的體積流量打至大煤漿槽內(nèi)，通過(guò)攪拌器攪拌配制成一定濃度、黏度的煤漿，由大煤漿泵送至氣化爐進(jìn)行氣化反應(yīng)。通過(guò)對(duì)水洗塔出口粗煤氣及灰渣成分的分析，最終確定水煤漿氣化爐摻燒混醇的可行性。

氣化過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的不完全氧化反應(yīng)，副反應(yīng)較多[1-4]，主要包括:

部分氧化反應(yīng):

(1)

煤的燃燒反應(yīng):

(m-r)CO2+n/2H2O+rCOS+Q

(2)

煤的裂解反應(yīng):

(3)

CO2還原反應(yīng):

(4)

碳的完全燃燒反應(yīng):

(5)

非均相水煤氣反應(yīng):

(6)

(7)

轉(zhuǎn)化反應(yīng):

(8)

逆變換反應(yīng):

(9)

同時(shí)，氣化爐內(nèi)還會(huì)發(fā)生以下副反應(yīng)：

COS+H2O=H2S+CO2

(10)

C+O2+H2=HCOOH

(11)

N2+3H2=2NH3

(12)

N2+H2+2C=2HCN

(13)

上述反應(yīng)產(chǎn)物主要為CO、H2、CO2、水蒸氣等，產(chǎn)品氣經(jīng)過(guò)不同的流程和不同的預(yù)處理可以作為合成氨、合成甲醇、發(fā)電等的原料氣和燃料氣。

在煤漿摻燒混醇后，對(duì)灰渣、外排灰水及水洗塔出口粗煤氣成分進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果見(jiàn)表3～表5。由表3～表5可以看出：在氣化爐內(nèi)摻燒了5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的混醇后，水洗塔出口粗煤氣、外排灰水和氣化細(xì)渣的主要成分均未發(fā)生明顯變化，證明化工副產(chǎn)混醇在氣化爐內(nèi)協(xié)同處置是可行的。為了防止煤漿槽內(nèi)有害氣體揮發(fā)造成人員中毒或環(huán)境污染，可以將大煤漿槽增加頂部氮封。

表3 細(xì)渣成分

表4 外排灰水成分

表5 水洗塔出口粗煤氣成分

5 結(jié)語(yǔ)

隨著混醇在煤漿中摻配比例的增加，煤漿流動(dòng)性明顯變差，黏度和析水率增加，因此，應(yīng)根據(jù)混醇的性質(zhì)制定合適的摻混方式。由于磨煤機(jī)為非封閉形式，故不建議在磨煤機(jī)內(nèi)進(jìn)行混醇摻配制漿，防止造成人員中毒或環(huán)境污染。化工副產(chǎn)品廢料在氣化爐中的協(xié)同處置在煤化工及石油化工行業(yè)中越來(lái)越普遍和重要，氣化技術(shù)是一種理想的危廢品處理工藝，在處理危廢品的同時(shí)能獲得品質(zhì)較高的粗煤氣，具有廣闊的發(fā)展前景。浙石化采用混醇和煤漿摻燒氣化，為難于處置、富有毒性的液體類(lèi)化工品的安全有效處置提供了解決方案，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。