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1、化工设计通讯第38卷第6期·54·ChemicalEngineeringDesignCommunications2012年12月GE水煤浆气化系统结垢的原因分析与措施周鹏,王彦海(神华包头煤化工分公司,内蒙古包头014000)摘要:介绍GE水煤浆气化系统结垢的原因和结垢机理,通过调整系统外排水量,优化操作,加强水质管理,调整药剂配方进行改进,效果良好。关键词:水煤浆;结垢;原因;措施中图分类号:TQ223.12+1文献标志码:B文章编号:1003-6490(2012)06-0054-04ReasonsofScaleF
2、ormationforGECWSGasificationSystemandCountermeasuresZHOUPeng,WANGYan-hai(ShenhuaBaotouCoalChemicalCo.,Ltd.,BaotouInnerMongolia014000,China)Abstract:DescribethescalingformationreasonsandmechanismofGECWSgasificationsystem.Afteradjustingsystemdrainage,optimizingop
3、eration,strengtheningwaterqualitymanagementandadjustingthepharmaceuticalformulations,theeffectsaregood.Keywords:CWS(coalwaterslurry);scaling;reason;countermeasuresGE水煤浆加压气化是20世纪80年代煤气化技术的最新成就,因其工艺流程简单、煤种适用性广、碳转化率高、能耗低等特点而获得迅速的发展。神华包头煤化工分公司共有7台气化炉,5开2备,自2011年一直保
4、持5台气化炉满负荷运行,各项经济和技术指标达到或超过了设计水平,经济效益显著。2011年大检修后,因为控制外排水量和更换煤种的原因,系统曾出现水质变差和结垢严重的现象。本文针对气化系图1下降管和上升管垢照统运行中出现的结垢现象进行分析探讨,并提出相应的解决措施。1主要结垢部位(1)气化炉内件结垢严重,下降管和上升管环隙间结垢、挂渣严重,见图1。合成气进入激冷室水浴后偏流严重,气体阻力大大增加,导致气化炉在运行过程中液位不断上涨,给设备安全运行造成隐患。(2)气化炉排黑水管线结垢严重,垢质比较图2气化炉排黑水管线垢照坚
5、硬,难以清理,见图2。收稿日期:2012-07-26作者简介:周鹏(1983-),男,内蒙古包头人,工程师,神华包头煤化工分公司甲醇中心气化装置工艺工程师。第6期周鹏等:GE水煤浆气化系统结垢的原因分析与措施·55·(3)激冷水管线、激冷水过滤器、激冷水泵塔锥底排水管线,延误气化炉开车。蜗壳结垢严重,见图3,导致激冷过滤器运行过程中频繁切换,切换过滤器过程中激冷环易堵塞,激冷水泵三台打量不匹配等,直接影响单炉的运行周期。图4洗涤塔内件垢照(5)除氧器内壁结垢严重,垢片脱落进入高压灰水泵入口管线,使泵供水不足,被迫停1
6、台气化炉,只能维持4台炉运行。高压灰水泵入口图3激冷水泵蜗壳垢照过滤器频繁切换清理垢片,从过滤器处清理出的(4)洗涤塔内件结垢严重,垢质坚硬,见图垢块厚度达到50mm,见图5,造成泵打量不4。若清理不彻底,在开车过程中极易堵塞洗涤足。图5高压灰水泵进口过滤器处的垢照-2-由于系统结垢严重,激冷水过滤器频繁切2HCO3CO3+CO2↑+H2O换,切换过程易堵塞激冷环,造成激冷水量下Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O降,导致气化炉减负荷;动设备磨损加剧,垢片Mg(HCO3)2MgCO3↓+
7、CO2↑+H2O堵塞叶轮流道,频繁出现不打量现象。单台气化碱性条件下,pH越高,形成碳酸盐的几率炉的运行周期由以前3个月,缩短到不到2个就越大。月,继续恶化有可能导致整个系统停车。--2-HCO3+OH幑幐CO3+H2O在德士古水系统中,结垢主要是水中溶解度2结垢机理极小的MgCO和CaCO,25℃时两种物质的溶33度积分别为1×10-5和4.8×10-9,溶解度分别2.1碳酸盐结垢的机理煤浆在燃烧室发生燃烧及裂解等反应,生成为3.162×10-3mol/L和6.928×10-5mol/L,的工艺气含有大量的CO2,
8、CO2溶于水相形成二者混合后的饱和水溶液硬度(以CaCO3计)为-,由于HCO-不稳定,在水温变化后,HCO33323.128mg/L,此数据即为以MgCO3和CaCO3-又生成CO2-,与黑水中的Ca2+、Mg2+为垢的水溶液临界硬度。当Ca2+、Mg2+的浓度HCO33等离子形成CaCO3、MgCO3而析出,从而附着大于323.128mg/
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