循环水系统在漏氨情况下的优化运行

大氨租Feb.2012第35卷第1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industryvol.35 No.1循环水系统在漏氨情况下的优化运行张金东(重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司,重庆408601)摘要:针对合成氨装置换热器泄漏,导致循环水系统氨含量升高问题,分析系统漏氨的危害,漏氨情况下采取降低浓缩倍数、调整水质稳定剂投加比例、实时采取不同的杀菌剂投加方式和种类等优化调整措施,确保化肥装置安全稳定、长周期运行。关键词:循环水漏氨优化措施1概述冷凝器进、出口氨含量见表1。重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司一化表1循环水回水及氨冷凝器进、 出口肥是采用布朗合成氨工艺、斯那姆尿素工艺,设计氨含量监测数据统计mg/L生产能力为年产合成氨30万吨,尿素52万吨。为时间循环水回氨冷凝器NH:该装置换热器提供冷却水的循环冷却水系统设计水NH+进口出口能力为13700m2/h,所用水质稳定剂为JN-1、JN-2011-07-132.152011-07-18 25.5442.214缓蚀阻垢剂,在运行中以氯气杀菌为主,非氧化2011-07-2033.382011-08-03 15.6928.842011-08- 0532.382011-08-18 23.48性杀菌剂为辅。十几年来经过努力,循环水系统运2011-08- -2025.722011-08-28 29.7943.53行稳定,水质较好,满足了主装置安全、稳定、长周2011-09-0529.852011-09-08 22.3539.87期运行的需要。但自2011年7月13日起受氨冷2011-09-2047.742011-09-18 14.5928.56凝器泄漏的影响,系统中氨含量逐渐升高,最高值2011-10-0553.762011-09-28 46.87 69.18达71.82mg/L (10月22日)，平均为29.58 mg/L2011-10-20 .38.722011-10-15 39.7266.55(正常情况下在5mg/L以下),造成水质恶化,水质平均36.1127.25 44.47控制日益困难，严重影响了装置的长周期运行。为差值17.22了有效控制菌藻生长，最大限度降低漏氨对装置注:因循环水取样为供水界区,而氨冷凝器在合成界区,的影响,采取交替投加非氧化性杀菌剂、增加投加故取样时间不统- -。频率、有机溴化剂与氯气交替投加等方法进行杀以氨冷凝器循环水量及进出口氨差值计算每:菌灭藻,取得了较好的效果。天漏氨量为1074.528 kg。2问题的发现3漏氨的危害2011年7月13日循环水回水氨含量突然增1)氨漏人循环水中，首先会使循环水pH值和大到52.15mg/L，比12日分析数据5.97 mg/L上碱度升高,在泄漏处局部pH值很高,造成结垢。升了46.18 mg/L,加样分析数据48.72 mg/L,经连2)氨在亚硝化菌、硝化菌的作用下,转化成亚续多天监测氨含量一直维持在20~50 mg/L,且收稿日期:2011-11-14。COD、NO2、NO;均大幅度上升。通过对换热器冷却作者简介:张金东.男.1969年1月出生,技师,2004年1月毕水进、出口氨含量分析监测,发现氨冷凝器出口氨业于重中国煤化工见任重庆建峰化工股份有含量明显高于进口含量,且一直维持在10mg/L以限公司MHCN MH G主任。联系电话:023-上,进而判断该换热器出现泄漏。循环水回水及氨72591816- 3595236 ;E -mailjfhfjd@163.com。第1期张金东.循环水系统在漏氨情况下的优化运行7硝酸和硝酸,又使循环水pH值和碱度降低,使循而亚硝酸根是还原性物质,在通氯杀菌时,只有将环水呈酸性，增加了水的腐蚀性。亚硝酸根全部转化成硝酸根后,才有余氯出现,否3)氨氮是微生物生长的营养物质,充足的氨则水中就根本不会有余氯，因而也就不能控制微氮会使系统中的细菌大量滋生，微生物粘泥量增生物。水中亚硝酸根含量大于1mg/L时,通氯杀菌多。氨氮浓度与循环水系统中的细菌总数存在正就开始产生困难，当亚硝酸根大于10mg/L时,困比关系,随着氨氮浓度的增加,水中的细菌总数在难就很大，往往出现氯消耗高、余氯监测不出、增加。而循环水中微生物的大量繁殖,势必造成粘COD升高、粘泥量增加等情况,造成水质恶化2。泥量增加,粘泥附着在金属表面,降低换热效率,正常情况下循环水中氨含量一般在3mg/L以下，甚至堵塞设备。亚硝酸根在1mg/L以下,每天投加160kg液氯就4)粘泥量增加势必阻碍循环水缓蚀阻垢剂到可有效控制细菌生长。在氨冷凝器出现泄漏后,液达金属表面,降低药剂效果[1]。氯投加量增加至每天300kg以上，余氯仍然监测5)微生物的滋生不仅带来粘泥的沉积,最重不出,菌藻繁殖严重,系统粘泥增多,水质持续恶要的是它会带来金属的腐蚀。粘泥的沉积会破坏化。金属的保护膜,构成局部腐蚀;粘泥附着在金属表4.2间断投加非氧化性杀 菌剂面,形成氧浓差电池而发生沉积物下腐蚀,其腐蚀除了每天定期投加液氯外，循环水系统还采产物又促进了铁细菌的生长，铁细菌产生的氧化取间断投加非氧化性杀菌剂的方法控制菌藻繁铁沉淀在金属表面形成锈瘤构成了更多的氧浓差殖。非氧化性杀菌剂一般每15d投加一次,每次投电池,形成恶性循环。加500kg，投加种类有JN-2、JN -976、QD704、6)氨氮对铜合金的选择性腐蚀。反应如下:QD735、BL-2等。NH,+H2O-→NH40H氨冷凝器出现泄漏后,投加频率由原来的15d4NH,0H+Cu*-→[Cu(NH3)]*+4H20投加一次调整至每周投加一-次，水质基本得到了总之,循环水中氨含量高会使分析数据异常,控制，但由于受液氯杀菌效果变差和细菌存在抗水质恶化,形成恶性循环,运行成本大幅度上升，药性的影响 ,当氨、NO2、COD较高情况下,循环水致使系统腐蚀、结垢趋势增大，降低了换热器的热.水质仍存在恶化趋势。交换能力,造成整个装置能耗上升,所以必须加强杀菌处理,确保水质稳定。5优化调整措 施由于循环水中氨含量长期偏高，给循环冷却4杀菌情况水系统的安全、经济运行造成了严重影响,为最大4.1加氯杀 菌情况限度降低漏氨对系统的影响，采取了多种方式组循环水系统正常情况下采取每天投加液氯的织优化调整,较好的保证了循环水水质相对稳定。方式进行杀菌。每天投加2次，每次投加量为805.1降 低浓缩倍数运行kg,在换热器不漏氨,循环水中氨含量低于10mg/由于氨泄漏后循环冷却水水质严重恶化,为L情况下完全可以满足生产需要。但当循环水中氨了尽量降低微生物粘泥在循环水中的浓度，减轻含量高时，液氯则被大量消耗掉,其反应过程如水质恶化对水冷器的危害，将补充水量由原来的下:320 m2/h增加至480m2/h。实践证明,该方式在氨Cl2+H2O=HOCl+H2O含量较高的情况下可使氨氮稳定在一定的范围HOCl+NH;=NH2Cl+H20(2)内,且较好的控制了水中粘泥浓度。2HOCl+NH3=NHCl2+2H2O(3)5.2调整水质稳定剂投加比例3HOCl+NHz=NC]+3H2O将JN-1与JN-4的比例由3:1调整为2:1,为次氯酸与氨反应生成氯胺与水的pH值有关，减小铜材质的腐蚀，将JN-4与BTA的比例由9:1循环水pH值一般在7.5~8.5,加氯时pH值- -般在调整至6:1。中国煤化工高的情况7.5~8.0,反应主要在(2)式中进行。水中含氨的危下,通过调整缓CNMH G有效减小.害主要是由于硝化菌群能使氨氧化成亚硝酸根，系统各换热器的腐蚀、结垢趋势,通过对集水池和72大氛跑2012年第35卷监测换热器中腐蚀挂片观察,未发现有明显腐蚀，却水水质得到保证,满足了主装置高负荷、安全稳而通过观察换热器两端的温差和试管情况可以得定运行的需要。主要监测指标见表2。出结垢趋势也不明显，反映出水质得到了有效控良2循环水主要监测指标数据统计 mg/L制。时间NO2 NO; COD 异养菌/(个.mL-)生物粘泥5.3加强对菌藻的杀灭工作2011-08-11 10.84 87.42 13.571.7x10*0.332011-08- -311.45 48.27 5.922.2x10*5.3.1优化氧化性 杀菌剂的投加方式2011-09-11 3.65 73.32 8.013.0x10*系统漏氨后液氯消耗量虽然大幅度增大,但2011-09-21 11.04 72.23 8.50.27液氯仍是最有效的杀菌剂之一，故采取了增大投.2011-09- -30 21.43 53.81 13.862.0x10加量的方式,由原来的每天150kg增加到每天3002011-10-08 8.28 33.47 6.383.5x10*kg，并采取了有机溴JN-998A与液氯交替投加的2011-10-16 18.96 32.61 9.761.9x10*方式,以加强对细菌的杀灭。通过分析水中余氯含2011-10-25 9.16 34.61 8.351.3x10量可以看出,较好的抑制了菌藻的繁殖生长。5.3.2提高非氧化性杀 菌剂投加频率，增加杀菌7结束语剂品种氨冷凝器漏氨是难以避免的，要最大限度降为了控制微生物繁殖，在继续采取加氯杀菌低漏氨对循环冷却水系统的影响，必须采取综合的基础上,增加了杀菌剂、剥离剂的投加品种、剂治理的方法来加以控制:①要合理使用杀菌剂,除量和频率。为防止细菌产生抗药性，增加了非氧化采取冲击性投加液氯外，还要根据情况增大非氧性杀菌剂JN-2003JN-988JN-2A和QD735等，化性杀菌剂的投加频率和种类，避免细菌出现抗投加频率也由原来的15d天调整至5~7d。通过调药性;②要加强工艺指标的控制，根据实际情况及整杀菌方式水质得到较好控制,杀菌效果明显。时做出优化调整，降低漏氨对设备的腐蚀和结垢5.4 调整控制指标趋势;③要掌握循环冷却水系统硝化菌群与NO2、调整有机膦控制指标,由3.0~5.0 mg/L调整到NO5、NH,的变化规律，实时采取不同的杀菌剂投4.0~6.0mg/L,锌离子浓度控制在3.0~5.0 mg/L,以加方式和种类;④要加强现场生产管理，这是确保控制腐蚀。提高铜缓蚀剂的浓度至1.0mg/L。JN-循环水系统安全运行的重要保证。只要严格工艺4继续按20mg/L投加,以减缓漏氨对铜腐蚀的影管理,加强杀菌灭藻、优化调整,就一定能使循环响。冷却水系统在漏氨情况下的处理取得良好效果。参考文献6效果[2]金熙,项成林,齐冬子. 工业水处理技术问答.北京:化学工通过采取以上处理措施，循环水水质未产生.业出版社2003.533-534.大的波动,对COD、NO2、NO3;、异养菌、生物粘泥等[1] 周本省.工业水处理技术(第二版).北京:化学工业出版社,主要指标监测情况看,均在控制范围内,循环水冷2002:131.OPTIMIZED OPERATION OF RECYCLED WATER SYSTEMAT AMMONIA LEAKAGEZhang Jindong(Chongqing Jianfeng Chemical Co. , Ltd. , Chongqing 408601 )Abstract : Aiming at the heat- -exchanger leakage in ammonia plant causing a higher ammonia contentin recycled water system the harms of ammonia leakage in the system are analyzed and such optimizedmeasures as reducing the concentration multiples，adjusting the addition proportion of water quality stabilizer,employing at real time addition method and variety for different fumaicida "ndox awric lakage to ensure a中国煤化工safe, stable and long- -term operation of fertilizer plant.TYHCNM HGKey words : recycled water ; ammonia leakage ;optimization ,ucaouro