灰水分散劑及其配制方法和用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種灰水分散劑及其配制方法和用途，該灰水分散劑含有以下重量組分：聚天冬氨酸10-40%，膦?；人峁簿畚?8-30%，2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸0-15%，丙烯酸－丙烯酸酯－膦酸－磺酸鹽共聚物10-30%，其余為水。該灰水分散劑針對水煤漿氣化加壓裝置產(chǎn)生的高硬度灰水，尤其對以硫酸鹽垢為主的高硬度灰水，在4.0-6.5MPa、260℃~300℃的使用條件下具有良好的分散性能，解決了水煤漿氣化加壓裝置產(chǎn)生的高硬度灰水造成的一系列管道、設(shè)備等結(jié)垢問題。
【專利說明】灰水分散劑及其配制方法和用途

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水處理化學品領(lǐng)域，尤其涉及一種灰水分散劑，同時，本發(fā)明涉及該灰 水分散劑的配制方法和用途。

【背景技術(shù)】
[0002] 氣化爐是一種W水煤漿進料的加壓氣流床氣化裝置，水煤漿在氣化劑夾帶下由專 口的噴嘴噴入爐內(nèi)，瞬間氣化，煤渣進入鎖渣器和渣池，氣體經(jīng)洗涂培后形成粗煤氣，而洗 涂水夾帶著灰分形成灰水進入渣水處理系統(tǒng)。
[0003] ^德±古氣化爐為例，使用過程中產(chǎn)生的渣水，需進行處理后才能排放，一般渣水 處理工藝流程為；來自洗涂培洗涂合成氣的高溫黑水與來自氣化爐激冷室的高溫黑水，經(jīng) 過多級閃蒸降溫進入沉降槽，向沉降槽中投加絮凝劑進行絮凝、沉降處理，沉降槽中的固體 顆粒緩慢向下沉積，由錐底排出沉降槽，通過壓濾機壓濾后送出工段，沉降槽上部的清水溢 流至灰水槽?；宜鄣幕宜蟛糠炙屯跗?，脫氧后加壓送往氣化工序洗涂培、文丘里洗 涂器，循環(huán)使用。
[0004] 水煤漿加壓氣化裝置的煤種適應范圍廣，可W利用煙煤、次煙煤、焦、石油焦、煤加 氨液化殘渣等，為提高經(jīng)濟性，很多廠家都采用廉價的普通煤做氣化原料，造成灰水水質(zhì) 差，灰水中含有大量硫酸鹽、硬度、堿度、鐵鹽和鉛鹽等，巧含量往往高達lOOOmg/L W上，在 高溫、高壓下，容易造成黑水管線和灰水管線的結(jié)垢，因此在運行中需要投加灰水分散劑來 控制管道及設(shè)備的結(jié)垢速度?，F(xiàn)有灰水分散劑，在針對水質(zhì)差的灰水時將加藥濃度大幅提 高但阻垢效果不再增加，仍無法減緩結(jié)垢速度。
[0005] 此外，當垢樣中硫酸根含量大于20%時，此垢樣成分即W硫酸鹽垢為主。硫酸巧 垢是黃白色堅硬密實的固體，一般不單獨形成水垢，?；煊谔妓猁}水垢中，是較難清洗的垢 類物質(zhì)，化學清洗很難去除。硫酸巧在水中的溶解度取決于溫度高低，4(TC時硫酸巧在水 中的溶解度最大，隨著溫度升高，溶解度會逐漸降低，大于5(TC溶解度會明顯下降。根據(jù)溫 度不同，硫酸巧的存在形式亦有所不同。在82C W上為無水化S〇4,在5(TC?82C之間為 CaS04 ? 1/2肥0,5(TCW下形成化S04 ? 2肥0。水煤漿氣化技術(shù)中，壓力變化大，壓力分布從 沉降槽的常壓到氣化爐的6. 5MPa不等；溫度變化大，溫度分布從灰水槽的5(TC到氣化爐激 冷室的24CTC不等，如此多變的環(huán)境，造成灰水處理工段硫酸巧垢的形態(tài)復雜多樣，并且易 形成結(jié)構(gòu)復雜的硫酸巧、碳酸巧復鹽垢，嚴重影響生產(chǎn)安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種能有效防止W硫酸巧、碳酸巧 復鹽垢為主的高硬度灰水結(jié)垢的灰水分散劑。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述灰水分散劑含有W下重量組分；聚天冬氨酸 10-40%，麟醜基駿酸共聚物18-30%，2-麟酸下焼-1，2, 4 H駿酸0-15%，丙帰酸一丙帰酸醋一 麟酸一賴酸鹽共聚物10-30%，其余為水。
[0008] 聚天冬氨酸（PASP)是一種水溶性多膚，含有膚鍵和駿基等活性基團，對離子具有 極強的馨合、分散和吸附作用，具有緩蝕與阻垢雙重功效，對碳酸巧、硫酸巧、硫酸頓、磯酸 巧等成垢鹽類具有良好的阻垢效果。麟醜基駿酸共聚物（POCA)對碳酸巧、硫酸巧、磯酸巧垢 有很好的分散性能，并對硫酸頓和硫酸餓及娃垢的沉積有良好的抑制作用，在水溶液中可 W解離成帶電離子，通過凝聚分散、晶格崎變和絡合增溶H種方式有效阻止垢樣的形成。聚 天冬氨酸獨特的駿酸基團-C00H，與駿酸共聚物的麟醜基形成協(xié)同作用，在水垢生成過程 中吸附于水垢結(jié)晶表面，一方面使微晶帶同種電荷而互相排斥，阻止晶核的形成，降低 晶體的增長速率；另一方面使微晶不能形成正常的水垢體而發(fā)生崎變，從而有效阻止了 硫酸垢的生成。2-麟酸下焼-1，2, 4 H駿酸（PBTC)具有麟酸和駿酸的結(jié)構(gòu)特性，使其具有 良好的阻垢性能，單獨作為緩蝕阻垢劑使用時所需劑量較大，會排放較大量的含磯化合物， 但含磯化合物的排放易對水體造成污染，而其與共聚物丙帰酸一丙帰酸醋一麟酸一賴酸鹽 復配使用后既共同發(fā)揮了其阻垢性能，且使用劑量均可W大大減少，在完全符合國家一級 排放標準的同時能發(fā)揮其高效的阻碳酸巧垢作用。丙帰酸一丙帰酸醋一麟酸一賴酸鹽四元 共聚物是含駿基、輕基、麟酸基、賴酸基等基團的共聚物，其中的賴酸基與PASP中的輕基可 W發(fā)生化學交聯(lián)，增強PASP對硫酸巧晶體的吸附力，其中的磯酸基與POCA的駿酸基可W發(fā) 生化學交聯(lián)，增強POCA對硫酸巧晶體的吸附力和絡合效果。將該灰水分散劑應用于水煤漿 加壓氣化裝置產(chǎn)生的W硫酸鹽垢為主的高硬度灰水中，W PASP和POCA的協(xié)同作用發(fā)揮對 硫酸巧的主要阻垢性能，在硫酸巧的結(jié)晶生長過程中，破壞結(jié)晶的規(guī)整性，使結(jié)晶的晶格變 形，導致硫酸巧結(jié)晶的強度降低，使其變得較為松散而易被水流沖刷，同時通過物理吸附和 化學吸附把水溶液中有成垢可能的微晶體在一定程度上吸附聚集起來，并使該些微晶體帶 有相同的電荷，使它們之間相互排斥，從而阻礙了它們之間的碰撞和形成大晶體，也阻礙了 它們和金屬傳熱面之間的碰撞和形成垢層，最終呈現(xiàn)分散的狀況，從而有效地抑制了垢層 的形成和增長；W PBTC與丙帰酸一丙帰酸醋一麟酸一賴酸鹽四元共聚物的協(xié)同作用有效 抑制灰水中碳酸巧垢的形成；在四種組分的協(xié)同作用下可W有效抑制水煤漿加壓氣化裝置 產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)復雜的硫酸巧、碳酸巧復鹽垢；此外，PASP、POCA和丙帰酸一丙帰酸醋一麟酸一 賴酸鹽四元共聚物的配合，還可W對灰水中硫酸頓、磯酸巧等其他少量但難去除的垢樣的 形成產(chǎn)生有效抑制作用。配方中，各組分的用量限定構(gòu)成了此分散劑效果的必要條件，當某 一組分不足或超出范圍，都會造成分散體系的失衡，極大破壞其功效。
[0009] 作為對上述方式的限定，所述灰水分散劑各組分的重量配比為，聚天冬氨酸 10-30%，麟醜基駿酸共聚物20?30%，2-麟酸下焼-1，2, 4 H駿酸1?10%，丙帰酸一丙帰酸 醋一麟酸一賴酸鹽共聚物10?25%，其余為水。
[0010] 在配方范圍內(nèi)，根據(jù)水煤漿氣化加壓裝置產(chǎn)生的高硬度灰水中巧離子、硫酸根離 子、碳酸根離子等各種成份的通常含量，結(jié)合本灰水分散劑各組分的通常使用劑量及相互 間的協(xié)同作用，確定出該配方的最佳組分及含量，作為高效灰水分散劑使用，其效果更佳。
[0011] 作為對上述方式的限定，所述灰水分散劑還含有N-賴酸基氨基二甲叉麟酸，其重 量配比為10?20%。
[001引 N-賴酸基氨基二甲叉麟酸（SADP)作為對粉塵顆粒物的主要分散物加入到本發(fā)明 的灰水分散劑配方中，可W增強該灰水分散劑在水煤漿加壓氣化裝置產(chǎn)生的灰水中的使用 效果，一方面，SADP可與PASP、P0CA組分協(xié)同對硫酸巧、碳酸巧復鹽垢及粉塵顆粒具有優(yōu)良 的分散效果；另一方面，丙帰酸一丙帰酸醋一麟酸一賴酸鹽和N-賴酸基氨基二甲叉麟酸共 聚物所具有的賴酸基團對于娃酸鹽、鐵鹽和鉛鹽也具有很好的分散作用。
[0013] 作為對上述方式的限定，所述灰水分散劑由W下重量組分制成，水15%，麟醜基駿 酸共聚物23%，2-麟酸下焼-1，2, 4 H駿酸8%，N-賴酸基氨基二甲叉麟酸15%，丙帰酸一丙 帰酸醋一麟酸一賴酸鹽共聚物15%，聚天冬氨酸24%。
[0014] 同時，本發(fā)明所述灰水分散劑的配制方法，是在水中順序加入麟醜基駿酸共聚物、 2-麟酸下焼-1，2, 4 H駿酸、丙帰酸一丙帰酸醋一麟酸一賴酸鹽共聚物和聚天冬氨酸。
[0015] W水為溶劑，首先加入麟醜基駿酸共聚物，然后將2-麟酸下焼-1，2, 4 H駿酸加 入到麟醜基駿酸共聚物的水溶液中，使磯系阻垢緩蝕劑間能夠迅速、完全的融合，再加入丙 帰酸一丙帰酸醋一麟酸一賴酸鹽，使組分間的協(xié)同位點有效結(jié)合，最后加入聚天冬氨酸，與 麟醜基駿酸共聚物和四元共聚物協(xié)同，形成具有高效阻硫酸巧和碳酸巧復鹽垢的分散劑結(jié) 構(gòu)。通過限定該灰水分散劑在配制過程的加料順序，W制成高效的灰水分散劑。
[0016] 作為對上述方式的限定，所述灰水分散劑的配制方法，在加入2-麟酸下焼-1，2, 4 H駿酸后加入N-賴酸基氨基二甲叉麟酸。
[0017] N-賴酸基氨基二甲叉麟酸屬于磯系分散劑，其加入在2-麟酸下焼-1，2, 4 H駿酸 后加入到麟醜基駿酸共聚物的水溶液中，利于組分間的融合。
[0018] 同時，本發(fā)明所述灰水分散劑的用途，是將該灰水分散劑應用在硫酸鹽含量 2000mg/L W上，巧離子含量1500mg/L W上的高硬度灰水中，使用量為60-100mg/L。
[0019] 本發(fā)明的灰水分散劑在高硬度灰水中能發(fā)揮較好的分散作用，尤其在W硫酸鹽垢 為主的高硬度灰水中分散效果最佳，在硫酸鹽含量達到2000 mg/L W上，巧離子含量達到 1500mg/L W上的灰水中，分散劑的使用量僅為60-100mg/L就能有效阻止碳酸巧、硫酸巧復 鹽垢的沉積，針對解決水煤漿氣化加壓裝置產(chǎn)生的高硬度灰水造成的一系列管道、設(shè)備等 結(jié)垢問題。
[0020] 綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種具有高效分散作用的灰水分散劑， 針對水煤漿氣化加壓裝置產(chǎn)生的高硬度灰水，在4. 0-6. 5MPa、26(TC ^30(TC的使用條件下 具有良好的分散性能，尤其對W硫酸鹽垢為主的高硬度灰水分散效果最佳，解決了水煤漿 氣化加壓裝置產(chǎn)生的高硬度灰水造成的一系列管道、設(shè)備等結(jié)垢問題。

【具體實施方式】
[00川 實施例一 本實施例涉及幾組高硬度灰水的灰水分散劑，其組分配方如下表所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種灰水分散劑，其特征在于，該灰水分散劑含有以下重量組分：聚天冬氨酸 10-40%，膦?；人峁簿畚?8-30%，2-膦酸丁烷-1，2, 4三羧酸0-15%，丙烯酸一丙烯酸酯一 膦酸一磺酸鹽共聚物10-30%，其余為水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰水分散劑，其特征在于，各組分的重量配比為：聚天冬氨酸 10-30%，膦?；人峁簿畚?0?30%，2-膦酸丁烷-1，2, 4三羧酸1?10%，丙烯酸一丙烯酸 酯一膦酸一磺酸鹽共聚物10?25%，其余為水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的灰水分散劑，其特征在于：所述的灰水分散劑還含有 N-磺酸基氨基二甲叉膦酸，其重量配比為10?20%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的灰水分散劑，其特征在于，含有以下重量組分：水15%，膦?；?羧酸共聚物23%，2-膦酸丁烷-1，2, 4三羧酸8%，N-磺酸基氨基二甲叉膦酸15%，丙烯酸一 丙烯酸酯一膦酸一磺酸鹽共聚物15%，聚天冬氨酸24%。
5. -種如權(quán)利要求1所述的灰水分散劑的配制方法，其特征在于：該方法是在水中順 序加入膦?；人峁簿畚铩?-膦酸丁烷-1，2, 4三羧酸、丙烯酸一丙烯酸酯一膦酸一磺酸鹽 共聚物和聚天冬氨酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的灰水分散劑的配制方法，其特征在于：在加入2-膦酸丁 烷-1，2, 4三羧酸后加入N-磺酸基氨基二甲叉膦酸。
7. -種如權(quán)利要求1所述的灰水分散劑的用途，其特征在于：所述灰水分散劑應 用在硫酸鹽含量2000mg/L以上，鈣離子含量1500mg/L以上的高硬度灰水中，使用量為 60_100mg/L。
【文檔編號】C02F5/14GK104261577SQ201410544082
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】蘆云紅, 關(guān)勇, 李永廣, 張文濤, 趙新利 申請人:石家莊德正環(huán)?？萍加邢薰?br>