德士古气化工艺氯元素的研究.pdf

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1、德士古气化工艺氯元素的研究张锋程军锋汪武平(陕西长青能源化工有限公司，陕西宝鸡721000)摘要：氯元素的腐蚀性是制约现代煤化工装置安全的一个课题，本文以某化工公司德士古水煤浆加压气化装置作为研究对象，对其生产过程进行深入的数据分析比对，发现氯元素在系统中的分布情况，并根据氯离子的产生、分布等特性，对如何降低系统中的氯离子进行改进，以此为基础，最终为德士古气化装置系统内氯元素的脱除提供建议。关键词：氯元素：德士古气化；数据分析我国“缺油少气，相对富煤”的资源特点，决定了煤化工在我国能源战略的重要性，也致使国内现代煤化工行业在近些年得到了空前的发展。德士古水煤浆加压气化工艺，是目前国内工艺较

2、为先进、成熟的煤气化工艺技术，煤炭作为主要的原材料，也是符合国情的发展趋势。煤是一种成份复杂的化合物，组成成分也非常的混杂，有如氧、碳、氮、氢等可利用的有益元素，也有如磷、硫、砷、氯等潜在或直接有害的微量元素。其中，氯元素含量的多少与煤种有很大的关系。据统计，目前国内煤中氯元素的含量范围普遍分布在50-550ppm㈤之间，且属于最易挥发的元素。大量的氯元素经热解气化后以HEl的形式释放出来，这些氯化物对生产设备以及系统管道阀门均会产生腐蚀，造成穿孔、断裂等生产设备事故的发生，其对系统潜在的长期腐蚀更是制约着企业长周期的安全稳定生产工作。1德士古气化氯元素的研究本文重点对某化工企业德士古气化

3、系统(系统流程图见图1)作为研究对象。r1一t墨峰。-曩☆血气气扼妒h慌叠塔图1：德士古水煤浆加压气化系统流程简图1．1工艺流程筒述该企业气化装置采用德士古水煤浆加压气化工艺，将煤与水制成的合格水煤浆送入气化炉，生成以CO+Hz为主要成分的粗合成气，粗合成气再经过洗涤进入变换系统，洗涤后的黑水经过渣水处理工段进行闪蒸分离，分离出的部分灰水外排至水处理系统，其余灰水循环回系统重复使用；气化后产生的粗渣与渣水处理工段真空压滤机产生的滤饼(细渣)一并运出界外。1．2运行参数分析针对装置运行情况进行数据采集和取样分析，得到了煤质分析数据(表1)，装置主要操作运行参数(表2)，粗渣及细渣分析数据(表

4、3)和灰水水质分析数据(表4)。表1：煤质分析数据工业分析(％)元素分析(Ⅵ嚏％)水分灰分挥发分CdHdNdSdCH2．2613．2232．2769．913．880．850．730．052表2：装置主要操作运行参数煤浆消耗气化产气量粗渣细渣外排煤量浓度氧量温度压力(干气)排放量废水量t／'d0¨t／d℃MpaNm3／dt／dm3／‘h452lOO}，2·662290613006．553313353．20表3：粗渣、细渣分析数据CdHdNdSdCld粗渣18．070．150．06O．130．034(Ⅵ，t％)细渣45．790．30．270．2l0．086(wt％)表4：灰水水质分析数据(单位

5、：mg／L)PH5总碱鹰J总硬度总溶【阿l悬浮物CI一8．!11314525801l685(15从以上分析结果可以看出，：德士古水煤浆气化原料煤中的氯元素经气化后集中分布在粗渣、细渣与黑水、灰水系统中。其中，存在于灰水系统中的氯离子浓度最高，达到了1500mg，L左右。1．3氯元素对系统的影响氯离子增高会对裸露的管材，尤其是不锈钢材质会产生腐蚀，通过长期对系统运行状况的观察，发现渣水处理工段闪蒸系统的管线、阀门都出现了腐蚀穿孔的现象，单套系统平均运行25天左右便需要进行闪蒸系统的消漏工作，这给系统长周期安全稳定运行带来了隐患。另外，表4中总溶解固体TDS也达到了5890mg／L，该分析数值

6、也验证了EL"处于较高的浓度，总溶解固体TDS主要是由ca离子，碱度离子，甲酸和氯根组成。根据现场水质分析(见表4)，灰水中Ca硬度1500mg／L左右，碱度在700mg／L左右，EL-在1500mgm左右，甲酸1300mg／L左右。这几种离子便会使总溶解固体达到4000mg／L左右。根据与业内同类型装置的运行数据比对(见表5)，发现如果能够将EL-从1500mg／L降低至500mg，L，总溶解固体TDS也将会大幅降低。表5：各单位灰水水质分析数据(单位：mg，L)2016年3月他J虿镩l179井水盎t■-卜墟蟹嘴誓一毖舡．矗赴璺

7、．}--一毫一蔷鬈嚣-鬓鞑簟目冒匿咀—■◆鬻鬻鬻藕藕纛鬻羹

8、鬻黎蕊《鬻鬻鬓鬻鬟繁鬻瀚羹瀚羹爨纛藕藏然PH总碱度总硬度总溶固Cr神木一期7．689277381052130神木二期7．92525545630113残阳化工8．157010872574346新疆锦疆8．030056011201162结语煤中的氯元素是含量较高的微量元素之一，对气化反应无益，且其经气化热解后以HCI的形式存在于系统中，其中黑水、灰水系统中的氯离子含量最高。氯离子的含量高对生产设备及管道阀门等都会产生孔蚀和应