[发明专利]一种用于气化装置的水质离子在线监测方法

说明书

本发明公开了一种用于气化装置的水质Ca²⁺、Mg²⁺在线监测方法。它采用对低温低压灰水与高温高压灰水同时进行在线测量，然后进行对比的方法。其中高温高压灰水需要模拟气化炉的操作条件。该方法主要包含有加热器、循环水冷却器（17）、减压阀（16）、过滤器（14、15）、在线滴定分析仪设备。利用该方法，能够及时的测定水质中Ca²⁺、Mg²⁺含量，同时检测水质在高温高压下的稳定性，达到延缓气化炉系统结垢，延长气化炉运行周期的目的。

技术领域

本发明属于工业水质Ca²⁺、Mg²⁺在线监测方法，具体涉及化工装置、尤其是含有水循环系统的气化装置中水质Ca²⁺、Mg²⁺在线监测。

背景技术

含有水循环系统的气化装置主要包含但不限于水煤浆气化、粉煤加压气化等气化工艺，下面主要以水煤浆气化为例来进行说明。

水煤浆气化一个关键控制点为系统水质的把控，水系统是水煤浆气化装置的重要技术环节之一，是气化装置的血液。气化装置生产的灰、黑水属于高硬度、高悬浮物的严重结垢型水质。该系统运行正常与否，是气化装置能否长周期稳定高负荷运行的关键，同时也直接影响着各主要设备的使用寿命。

水煤浆气化装置水系统工艺流程：来自净化装置变换单元的低温变换凝液、少量脱盐水补水和大部分来自灰水槽的低压灰水进入除氧器除氧后，由高压灰水泵送入洗涤塔洗涤粗煤气，洗涤塔内上层含固量较低的灰水通过激冷水泵再送入气化炉激冷环，激冷、洗涤粗煤气及灰渣。气化炉、洗涤塔洗涤粗煤气产生的两股黑水进入闪蒸系统进行四级闪蒸，回收黑水中的热力及蒸汽，同时黑水不断浓缩，冷却至室温后进入沉降槽沉降，沉降槽上层清液溢流至灰水槽，再通过低压灰水泵将大部分灰水送至除氧器循环，部分多余的灰水外送废水厂进行处理。

黑水进入沉降槽时，需要同时加入絮凝剂进行快速絮凝沉降，沉降槽内上清液需要通过加入阻垢分散剂混合后进入灰水槽，防止在气化装置水系统循环过程中结垢，堵塞管道和设备。目前主要通过每天一次对系统内低压灰水进行手动分析，分析频率过低，同时目前没有对高温高压下的入炉水质进行分析，系统的水质难以得到保证，从而导致目前大多数气化系统出现大面积快速结垢，严重制约着气化炉的长周期稳定运行。

水煤浆气化炉系统结垢部位主要集中在激冷环、下降管与上升管环隙、大黑水管线以及第二真空闪蒸分离罐。气化炉系统结垢严重后，会带来特别严重的后果：(1)激冷环堵塞，激冷水分步不均匀，造成激冷室内下降管上激冷水幕减少甚至断流，该处的激冷环及下降管暴露在高温合成气下，很快就会发生变形，进一步恶化激冷水分步；(2)下降管与上升管环隙堵塞，环隙主要用来引导合成气出气化炉至洗涤塔，环隙堵塞后，合成气流通横截面积减少，合成气的流速加快，加大了对激冷水的扰动，合成气中细灰得不到沉降，被合成气带入环隙中，加速了环隙的堵塞。环隙堵塞可能会不均匀，造成单侧流速过快，引起两侧收缩不均，造成下降管与上升管变形；(3)气化炉激冷室至高压闪蒸分离罐管线(简称：大黑水管线)堵塞后，造成大黑水流量急剧下降，气化炉内黑水不能及时排出，导致激冷室内细灰偏多，随着合成气带入环隙及洗涤塔内，甚至造成气化炉带水现象产生，使气化炉不得不降负荷；(4)水系统结垢会使低压灰水及高压系统等公用系统管线结垢，造成气化装置内公用系统水系统循环量下降，不能满足生产需要，必要时得全厂停车进行检修。

发明内容

本发明的目的是提供一种化工装置、尤其是含有水循环系统的气化装置中水质Ca²⁺、Mg²⁺在线监测方法。本发明首先对低温低压灰水与高温高压灰水水质中的Ca²⁺、Mg²⁺进行在线监测，然后通过两者进行比较，来判别水质是否满足气化装置的需求，从而为实现装置的稳定满负荷生产提供了有效手段。

具体而言，本发明的技术方案涉及：