多喷嘴气化装置灰水中氨氮含量超标的研究.PDF

第 5期 (总第 168期) 煤 化 工 No．5(TotalNo．168) 2013年 10月 CoalChemicalIndus Oct．2013 多喷嘴气化装置灰水中氨氮含量超标的研究 徐 超，王旭宾，冯 江，胡 勇 (安徽华谊化工有限公司，安徽 芜湖 238312) 摘 要 通过测定灰水系统各点的氨氮含量，发现灰水中的氨氮含量远远高于工艺包中的数值 ；理论分析 认为变换冷凝液中氨含量随气化炉操作压力的升高而增大；针对灰水 中的氨氮含量超标导致蒸发热水塔热水 室、高温热水泵泵体 、叶轮等结垢的问题，通过在汽提塔凝液中添加分散剂，提高汽提塔操作温度等措施 ，较好 地抑制了灰水结垢。 关键词 多喷嘴气化，灰水 ，氨氮含量，超标 ，结垢 文章编号 ：1005—9598(2013)一05—0049—04 中图分类号：TQ546 文献标识码 ：B 安徽华谊化工有限公司 (以下简称安徽华谊)60 热解生成 NH。等 ，NH。溶解在激冷水 中进入灰水处理 万 t／a甲醇项 目的气化装置采用兖矿集 团和华东理 系统 ，闪蒸及变换汽提塔能将溶解在水 中的NH。蒸 工大学联合研发的多喷嘴水煤浆加压气化技术。气化 出，送火炬或锅炉燃烧 。 炉 2开 1备 ，单 台气化炉处理煤量 1455t／d(干基)， 生产合成气 104000m3／h(干基 ，C0+H。)。闪蒸部分采用 2 氨氮的生成 三级闪蒸工艺，将气化炉、旋风分离器 、水洗塔 的黑水 经减压闪蒸并回收热量后，返 回系统。因此 ，灰水水质 在 1300℃、6．5MPa的燃烧室内，来 自煤 中的氮 是影响气化炉长周期运行的重要因素。结合德士古气 (H—N、C—N)主要转化成 N2、Nit。、HCN及少量的N0，其反 化工艺研究发现 ，灰水一般存在易结垢 、氨氮含量超 应过程如图 1所示 [。 标 、含固量超标 、碱 ／酸性较强等问题 [1]，尤以管道结 垢对装置的影响最大。安徽华谊气化装置在运行一段 时间后，灰水管道出现大量结垢 ；高温热水泵叶轮 、泵 煤中的N 体结垢严重 ，打量不足 ；蒸发热水塔热水室产生大量 (一HN，一CN 灰垢 ；水洗塔盘结垢，合成气带水。结垢问题严重影响 了气化炉的长周期 、高负荷运行 ，亟待解决。 图1 煤中的氮在气化炉中的转化示意图 1 灰水结垢原因分析 陈忠等 口深入研究了气化炉内的氮迁移过程 ，认 为氮污染物NH。、HCN及N0主要来 自煤快速热解时的 灰水结垢主要是 由于硬度较大 的水与碱性较强 挥发分 ，因此三者含量在喷嘴平面处最高，在远离喷 的水结合后 ，生成了不溶性的ca(0H)、Mg(0H)等 ，其 嘴平面时，三者浓度大幅下降，主要转化为N。，少部分 中ca、Mg主要来 自于原煤中的无机盐 ，脱除较为困 未来得及转化的NH。、HCN则随合成气逸出气化炉 ，N0 难 ，因此只能尽量降低灰水 的碱性 ，以防止管道及设 为中间反应物，已经证明在气化炉还原性气氛下 ，合 备结垢 [2]。灰水呈碱性主要因水中含有 NH。，在气化炉 成气中的N0含量非常少。NH。、HCN经洗涤、净化后 ，一 高温、高压 、还原性气氛下，煤中的含氮物质经过快速 部分仍存在于合成气中，另一部分则聚集在洗涤冷凝 收稿 日期：2013-06—14 作者简介：徐 超 (1985一 )，男，山东济宁，助理工程师 ，硕士 ，2008年本科毕业于曲阜师范大学应用化学专业 ，主要从事 煤气化装置的生产管理工作 ，E-mail：wojiaozui