德士古气化黑水絮凝剂选择与应用

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1、德士古气化黑水絮凝剂选择与应用　　摘要：在水煤浆气化工艺中，洗涤系统合成气以及冷却高温气化炉会产生不少黑水。黑水中的固体悬浮物浓度和浑浊度都很高，若想对其进行循环使用，必须先进行沉降处理。通过絮凝剂将其中的杂质变为沉淀后再进行过滤，气化黑水的水质就能得到改善，从而被循环使用。关键词：德士古气化絮凝剂黑水选择德士古公司的水煤浆气化工艺技术采用的是第二代合成气化法，发展速度非常快。它所选用的原料水煤浆，有着较高的碳转化率，并且来源广泛，在进行加减负荷操作时也非常简便。以下主要介绍在处理气化黑水时絮凝剂的选用和应用。一、水煤浆气化工艺流程（一）气化黑水的流程路线在德士古水

2、煤浆气化工艺中，洗涤煤气之后出来的黑水不仅温度高、压力高、硬度高、碱度高，并且其中悬浮物的含量也很高。如果不对这些黑水进行相应的处理，长时间的积淀后就会出现结垢、堵塞等问题。进入到合成气的黑水所含的微小颗粒会在变换触媒上附着，使触媒的活性受到影响。黑水中所含的颗粒物越多，附着的水分也就会越多，带入下一个流程的水分相应的就会增多。5德士古水煤浆气化工艺所使用的煤种熔点较高，因此需要加入助熔剂来降低煤的熔点，来适应德士古气化工艺装置的高压。石灰石在温度高时会发生分解，产物为氧化钙。一部分氧化钙通过与原料煤中的二氧化硅、三氧化二铝反应来能降低熔点，另一部分的氧化钙则在煤气

3、洗涤水中被溶解，增加洗涤水的碱度。洗涤水中由于碱度的增加，结垢的可能性就会大大增加。来自碳洗塔的高温黑水和来自220摄氏度高温的气化炉洗涤水一起进入闪蒸工段，进行闪蒸处理后进入沉降池。沉降池中加入的絮凝剂会与黑水中的杂质结合生成可以过滤的物质，过滤后从沉降池出来的灰水进入储水罐。储水罐里的水有两个流向：一个是在被加压、冷却以后进到气化炉中，另一个是被加压之后进入到换热器中。而流入换热器的灰水一部分经加热升温处理后流去文氏洗涤器，跟高温煤气进行接触并送入碳洗塔；另外一部分则作为煤气洗涤水直接进入碳洗塔。经洗涤后的煤气由此进入一氧化碳的变换工序，而从洗涤塔出来的黑水，大

4、部分被用作冷却炉渣的激冷水进入气化炉，然后从气化炉出来与洗涤塔底出来的另一部分黑水同时进入闪蒸塔，经过多种闪蒸操作后回到沉降池，被循环使用。（二）絮凝剂的选择实验5德士古经过多年的经验总结出：在有机高分子作为絮凝剂时的沉降效果最好，但絮凝剂的选择仍需要根据煤种类以及质地的不同进行相应的调整。最终效果比较好的三种絮凝剂分别被命名为WL-1、WL-2及WL-3。这三种絮凝剂均是复合配制，主要成分为阴离子聚丙烯酰胺，再加入公司自行配制的质量分数各不相同的混凝剂（需是固体复合高分子）。通过以下实验选出效果最佳的絮凝剂。实验所需要的仪器和药品有：721UV-2000型紫外分光

5、光度计、78-1型电磁加温搅拌器、101-1型干燥箱、几个1000ml容积的烧杯、相对分子质量为1200到1500万的阴离子聚丙烯酰胺、混凝剂（固体复合高分子）。复合配制的WL-1絮凝剂的组成为：88%的阴离子聚丙烯酰胺和12%的混凝剂；絮凝剂WL-2的组成为70%的阴离子聚丙烯酰胺和30%的混凝剂；絮凝剂WL-3的组成为60%的阴离子聚丙烯酰胺和40%的混凝剂。实验分别将絮凝剂加入到黑水中，所用黑水的PH值为8.3，碱度和硬度都以碳酸钙计，分别为：350mg/L、492mg/L。水中所含悬浮物的浓度为2057mg/L，氯离子的浓度为16.2mg/L，测得黑水的电导

6、率则为6500μS/cm。在6个1000mL的烧杯中都加入等量的黑水，然后将六种不同浓度的絮凝剂WL-1分别加入烧杯中，并用电磁加温搅拌器在55℃的温度下搅拌一个小时，之后静置30分钟，待水中杂质沉降到烧杯底部以后对上层水样进行检测。5絮凝剂WL-2和WL-3也采用同上的方法进行实验。这样就可以通过实验结果得到最佳的絮凝剂以及最适宜的用量。二、实验结果（一）最佳絮凝剂根据检测结果分析得知：当加入的絮凝剂WL-1浓度大于等于2.5mg/L，絮凝剂WL-2和WL-3的浓度大于等于3.0mg/L时，处理后的黑水均可以达到实验要求（黑水中悬浮物浓度小于等于100mg/L）。

7、由于三种絮凝剂的价格比较接近，而其中絮凝剂WL-1的使用量最少，故最佳的絮凝剂应是WL-1。（二）最佳用量所需要处理的黑水量为140立方米/小时，即一天需要处理3360立方米。所加入的絮凝剂WL-1浓度为2.5mg/L，故可通过计算得出每天需要往黑水中加入的WL-1絮凝剂量为8.4千克。（三）使用絮凝剂WL-1需注意的问题5在将WL-1絮凝剂配制成水溶液时，溶解过程容易结团，导致“鱼眼”现象的发生。因此可将温度控制在66摄氏度以下，先配制出质量百分数为0.08%的溶液。然后在不停搅拌的情况下缓慢倒入沉降池中，等待溶解的时间大约需90分钟。另外须注意的是，絮凝剂的