一种黑灰水系统的抑制结垢方法技术方案

本发明专利技术涉及工业水处理领域，具体涉及一种黑灰水系统的抑制结垢方法。该方法包括：(1)与阳离子聚丙烯酰胺进行第一接触后进行第一静置，得到上清液，所述阳离子聚丙烯酰胺的投加量为1-8mg/L；(2)将所述上清液与酸进行第二接触，使得总碱度为200-400mg/L；(3)将所述第二接触所得溶液与阻垢剂进行第三接触，所述阻垢剂选自有机羧酸聚合物中的一种或多种，所述阻垢剂的投加量为13-52mg/L。通过使用本发明专利技术的方法，能够在高温下保持较高的阻垢性能，能够有效地减缓煤气化黑灰水系统中的结垢现象，从而能够显著地延长装置运行的周期。而能够显著地延长装置运行的周期。

【技术实现步骤摘要】
0.09dL
·
g-1
。
[0029]在步骤(3)中，所述有机羧酸聚合物选自聚丙烯酸、丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的共聚物、丙烯酸与丙烯酸羟丙酯与丙烯酸甲酯的共聚物、马来酸与苯乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸与苯乙烯磺酸的共聚物、马来酸与烯丙基磺酸的共聚物、丙烯酸与烯丙基磺酸的共聚物、丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物以及丙烯酸与丙烯酰胺与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物中的一种或多种。
[0030]根据本专利技术一种优选的实施方案，所述阻垢剂为马来酸与苯乙烯磺酸的共聚物和马来酸与烯丙基磺酸的共聚物以重量比为1:(4-8)的组合。
[0031]根据本专利技术另一种优选的实施方案，所述阻垢剂为丙烯酸与苯乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸与烯丙基磺酸的共聚物和丙烯酸与丙烯酰胺与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物以重量比为1:(0.8-1.2):(0.2-0.5)的组合。
[0032]根据本专利技术另一种优选的实施方案，所述阻垢剂为丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的共聚物和丙烯酸与丙烯酸羟丙酯与丙烯酸甲酯的共聚物以重量比1:(11-15)的组合。
[0033]在步骤(3)中，优选地，所述第三接触的压力为0.1-8MPa。在实际运行过程中，压力会发生较大的变化，并且系统温度越高，压力会变得越高，初始压力可能比较低，但是某些高温工段下压力可以达到7MPa以上。本专利技术的方法在各种压力下均能有较好的效果。
[0034]在步骤(3)中，优选地，所述第三接触的温度为10-300℃。在实际运行过程中，温度会发生较大的变化，在某些工段下甚至可以达到200℃以上。通常来讲，现有的用于黑灰水的阻垢剂都受温度的影响较大，在高温工段阻垢效果会有显著的下降，而本专利技术的方法在高达200℃以上的温度下，仍然可以发挥很好的阻垢效果。
[0035]在步骤(3)中，优选地，所述第三接触的时间为0.2-8h。在实际运行过程中，物料的停留时间会有较大的区别，有的工艺中，物料在200℃下可以停留达到30min。在这种情况下，保持高温下的阻垢性能就变得特别重要，本专利技术的方法在高温下仍然有很好的阻垢效果，并且可以保持较长的停留时间。
[0036]本专利技术的方法能够处理水质较差的煤气化黑灰水，均能够达到很好的阻垢效果。特别地，本专利技术的方法针对具有以下特性的煤气化黑灰水的效果特别明显：所述煤气化黑水的钙离子的质量浓度与总碱度之和小于1600mg/L，钙离子的质量浓度与总碱度之比为(0.7-1.5)：1，悬浮物小于4000mg/L，均能够达到很好的阻垢率。
[0037]通过使用本专利技术的方法，能够有效地减缓煤气化黑灰水系统中的结垢现象，并且没有明显的腐蚀问题，从而能够显著地延长装置运行的周期。
[0038]以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。
[0039]在以下实施例和对比例中，所用的煤气化黑水水质见表1。在表1中，Ca
2+
浓度(mg/L)的测定方法为GB/T 15452-2009；总碱度(mg/L)的测定方法为GB/T 15451-2006；Cl-浓度(mg/L)的测定方法为GB/T 15453-2018；固体悬浮物浓度(SS，mg/L)的测定方法为GB 11901-89；总溶解固体(TDS，mg/L)的测定方法为HJ/T 51-1999；极限黏数的测定方法为GB/T 22593-2008；腐蚀速率采用失重法测得。
[0040]表1
[0041]项目Ca
2+
(mg/L)总碱度(mg/L)Cl-(mg/L)SS(mg/L)TDS(mg/L)pH指标780730266.8367226958.41
[0042]在以下实施例和对比例中，实施例A对应在55℃下进行运行，实施例B对应在120℃下进行运行，实施例C对应在230℃下进行运行。由于实际系统中高温工段无法进行取样，所以以下实施例通过在实验室中模拟进行。
[0043]实施例1A
[0044](1)往1L煤气化黑水中加入3mg阳离子度为40％的阳离子聚丙烯酰胺，在150r/min下快速搅拌2min，然后静置10min，取上清液备用；
[0045](2)向步骤(1)所得上清液中加入硫酸溶液，直至所得溶液的总碱度为280mg/L；
[0046](3)取步骤(2)所得溶液加入高温高压反应釜中，加入马来酸与苯乙烯磺酸的共聚物(极限黏数为0.082dL
·
g-1
)、马来酸与烯丙基磺酸的共聚物(极限黏数为0.085dL
·
g-1
)，相对于步骤(2)所得溶液的体积，所述马来酸与苯乙烯磺酸的共聚物的投料量为3.6mg/L，所述马来酸与烯丙基磺酸的共聚物的投料量为21.4mg/L(所述马来酸与苯乙烯磺酸的共聚物和所述马来酸与烯丙基磺酸的共聚物的投加量的重量比为1:6，总和为25mg/L)。
[0047](4)在反应釜中挂入碳钢试片，装上反应釜，通入空气，初始压力为3.5MPa，在55℃下恒温运行0.5h，取样测试Ca
2+
浓度和总碱度，并计算阻垢率；处理试片，计算碳钢的腐蚀速率(mm/a)。将所得结果记于表2中。
[0048]实施例1B
[0049]按照实施例1A的方式进行，唯一改变的是，步骤(4)中在120℃下恒温运行。
[0050]将所得的阻垢率和碳钢试片的腐蚀速率记于表2中。
[0051]实施例1C
[0052]按照实施例1A的方式进行，唯一改变的是，步骤(4)中在230℃下恒温运行。
[0053]将所得的阻垢率和碳钢试片的腐蚀速率记于表2中。
[0054]实施例2A-2C
[0055](1)往1L煤气化黑水中加入5mg/L阳离子度为50％的阳离子聚丙烯酰胺，150r/min下快速搅拌2min，静置10min，取上清液备用；
[0056](2)向步骤(1)所得上清液中加入盐酸溶液，直至所得溶液的总碱度为300mg/L；
[0057](3)取步骤(2)所得溶液加入高温高压反应釜中，加入丙烯酸与苯乙烯磺酸的共聚物(极限黏数为0.083dL
·
g-1
)、丙烯酸与烯丙基磺酸(的共聚物(极限黏数为0.088dL
·
g-1
)和丙烯酸与丙烯酰胺与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物(极限黏数为0.085dL
·
g-1
)，相对于步骤(2)所得溶液的体积，所述丙烯酸与苯乙烯磺酸的共聚物的投料量为12.5mg/L，所述丙烯酸与烯丙基磺酸的共聚物的投料量为12.5mg/L，所述丙烯酸与丙烯酰胺与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物的投料量为5mg/L(所述丙烯酸与苯乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸与烯丙基磺酸的共聚物和丙烯酸与丙烯酰胺与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物的投加量的重量比为1:1:0.4，总和为30mg/L)。
[0058](4)在反应釜中挂入碳钢试片，装上反应釜，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种黑灰水系统的抑制结垢方法，该方法包括在黑灰水处理过程中进行以下步骤：(1)将煤气化黑灰水与阳离子聚丙烯酰胺进行第一接触后进行第一静置，得到上清液，所述阳离子聚丙烯酰胺相对于所述煤气化黑灰水的投加量为1-8mg/L；(2)将所述上清液与酸进行第二接触，使得该第二接触所得溶液的总碱度为200-400mg/L；(3)将所述第二接触所得溶液与阻垢剂进行第三接触，相对于所述第二接触所得溶液，所述阻垢剂选自有机羧酸聚合物中的一种或多种，所述阻垢剂的投加量为13-52mg/L。2.根据权利要求1所述的抑制结垢方法，其中，在步骤(1)中，所述阳离子聚丙烯酰胺的投加量为2-6mg/L。3.根据权利要求1或2所述的抑制结垢方法，其中，所述阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度为20％-70％，更优选为30％-60％。4.根据权利要求1所述的抑制结垢方法，其中，在步骤(2)中，所述酸的用量使得所述第二接触所得溶液的总碱度为280-330mg/L。5.根据权利要求1所述的抑制结垢方法，其中，在步骤(3)中，所述阻垢剂的投加量为15-50mg/L；优选地，所述阻垢剂的极限黏数优选为0.07-0.1dL
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g-1
。6.根据权利要求1或5所述的抑制结垢方法，其中，所述阻垢剂选自聚丙烯酸、丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的共聚物、丙烯酸与丙烯酸羟丙酯与丙烯酸甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢文州，郦和生，秦会敏，楼琼慧，王洪英，张春原，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：