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化学混凝去除煤气化灰水结垢离子研究
在煤气化过程中，煤气化灰水在水汽和烟气中形成的离子垢容易附着在设备管道内，导致管道的阻塞、设备的损坏和产品质量的下降。因此，煤气化灰水结垢的深入研究和防止与控制是极其重要的。
混凝是一种常用的处理煤气化灰水的方法。混凝剂引起灰水中悬浮物颗粒相互吸附和凝集，以形成较大、沉重和易于分离的颗粒。化学混凝是改善灰水性能的有效方法之一。针对煤气化灰水中主要的离子结垢进行探讨，本文将重点研究煤气化灰水离子结垢的化学混凝去除研究。
1.煤气化灰水结垢的成因分析
在煤气化过程中，随着焦炉煤气的冷凝，灰分和一些其他杂质以及其他化合物沉积到煤气化灰水中，这些杂质随着煤气化灰水的流动沉积在管道的内壁上，形成一层厚厚的结垢层。煤气化灰水结垢的形成与许多因素有关，包括以下因素：
1.1pH值
pH值是影响煤气化灰水结垢的关键因素之一。在pH值较高的情况下，煤气化灰水中的各种离子形成碱性盐，这些盐更易于形成结垢。通常，当pH值大于8时，煤气化灰水中的阴离子开始沉淀，形成钙、镁、铁等盐类。这些盐类在管道内会形成一个薄膜，这可能会导致管道破裂或腐蚀。
1.2温度
煤气化灰水的温度是另一个影响结垢性质的关键因素。高温下，灰水蒸发速度增加，剩余固体物质的浓度增加，导致煤气化灰水中的离子更容易结垢。
1.3离子成分
煤气化灰水中的离子成分也很重要。常见的离子成分包括钙、镁、铁和硫酸盐，这些离子的含量可能是煤气化灰水结垢能力的重要指标。这些成分中，钙和镁流量较大，是煤气化灰水结垢的主要原因。
2.化学混凝去除煤气化灰水结垢的研究方法
化学混凝是一种去除灰水中颗粒和溶解物的常用方法。煤气化灰水的混凝处理主要利用化学物质配合煤气化灰水中离子成分产生异性混凝机制，改变悬浮物粒子表面的电荷性质，从而改变悬浮物的形态和性质，去除煤气化灰水中的各种离子结垢。
2.1混凝剂选择
常用的混凝剂有铁盐类、铝盐类、硅酸盐类、聚合物类及有机与无机混合类。实验发现，不同类型的混凝剂对不同离子的处理效果并不相同，需根据具体情况选择适合的混凝剂方案。本研究选用三聚氯化铝作为混凝剂，因三聚氯化铝比铁盐或铝盐更易分散，能够消耗浮游物，匀布更均匀，混凝效果更好。
2.2操作考虑
混凝工艺步骤可以分为反应搅拌、混凝沉淀和滤液分离三个步骤。反应搅拌一般需要1-2小时以上，以便混凝剂与灰水中的悬浮颗粒彻底接触反应；混凝沉淀的过程大约需要2-3小时，以充分沉淀混凝后的颗粒；需要用滤液将沉淀物分离，供下一步处理。
3.化学混凝去除煤气化灰水结垢的实验结果
实验发现，通过三聚氯化铝化学混凝处理后，煤气化灰水中离子浓度显著降低。在相同混凝剂剂量下，加入混凝剂前钙、镁等离子元素含量明显更多，而混凝后含量显著降低。在理想情况下，钙、镁等锅炉水脱盐离子的最终排放浓度应该控制在低于200mg/L左右。
在实验过程中，三聚氯化铝混凝剂剂量对去除灰水中钙和镁离子含量的影响显著。实验结果表明，当混凝剂剂量为30mg/L时，钙离子去除率最高，达到了80%以上；而当混凝剂浓度为20mg/L时，镁离子去除率最高，也达到了80%以上。
4.总结
本文针对煤气化灰水结垢的成因进行了探讨，并着重分析了化学混凝去除煤气化灰水结垢的研究方法。实验结果表明，化学混凝处理可以有效地去除灰水中的颗粒和离子垢，但混凝剂的类型和剂量需要根据实际情况选择。混凝剂的剂量、pH值和温度是化学混凝去除煤气化灰水结垢的关键环节，需要进一步研究和优化。在煤气化灰水结垢的防止和控制方面，化学混凝处理是一种可行的技术，可以有效减少管道的阻塞和设备的损坏，提高产品质量和产能。