含锌碱性运行水处理在合成氨循环水系统中的应用

冶金动力2004年第6期76METALLURGICAL POWER总第106期含锌碱性运行水处理在合成氨循环水系统中的应用王百文,赵荣明2(1天脊煤化工有限责任公司,山西潞城047507; 2江苏江海化工有限公司，江苏常州213116)摘要]循环冷却水旧配方使用过程中存在指标难以控制、水质稳剂投加程序复杂。循环水浓缩倍数低等问题,通过研究分析及动态模拟试验,引进了全有机加锌多组份缓蚀阻垢剂JH-512,新配方的使用不但解决了旧配方存在的很多问题,而且去掉了补充水的软化过程。[关键词]循环冷却水.缓蚀阻垢剂补充水新配方[中图分类号]TQ085[文献标识码] B[文章编号]1006- -6764(2004)06- -0076 -04Application of the Treatment Method of Alkaline Water ContainingZinc in the Synthetic Ammonia Circulating Water SystemWANG Bai-wen', ZHAO Rong-ming2(I. Tianji Coal Chemical Industry Co. Ltd, Lucheng, Shanxi)47507;2. Jianghai Chemical Industry Co. Ltd, Changzhou, Jiangsu 2131 16.China)[Abstract] The indexes were difficult to control, the adding procedure of water qualitystabilizer was complex and concentration multiple of circulating water was low when the oldformulation for the circulating cooling water was used. In the light of analysis and dynamicsimulating tests, the slow corrosion anti- -scale JH- -512 with organie multi- -constituent and zincwas used.Usage of the new formulation not only solved many problems of the oldformulation, but also reduced the softening procedure of additional water.[Key words] circulating cooling water; slow corrosion anti- -scale; additional water; newformulation1概况下问题,第一、透平冷凝器换热管出现穿孔;第二、由天脊集团是以煤为原料生产硝酸磷肥的大型化于正磷常常超过5mg/L,循环水的浓缩倍数难以提工企业,由于生产规模大,流程长,故而循环冷却水高,排污量较大;第三.分散剂的量在水中难以分析,共有独立4套装置分别为合成氨、硝酸.硝铵、硝酸投加量不能准确控制;第四、加酸大,操作稍不精心，磷肥、发电提供冷却水，南1400*循环水装置主要是易造成低pH事故;第五、由于各种药品分别投加,为合成氨系统提供冷却水，合成氨系统共有水冷器现场投加的方法复杂,第六、原水要经过石灰软化处118台,水走管程56台,水走壳程58台,换热管的理。企业为了解决以上五个问题,结合循环水水处理，材质有碳钢、不锈钢、铜合金等三种。技术的发展，引进了江苏江海化工有限公司提供2更新配方的原因JH-512含锌碱性运行水处理方案,通过使用,提高2002年12月以前，南循环水水质处理--直使循环水的管理水平，降低循环水的运行费用。用无机磷配方，缓蚀剂主要由六偏磷酸钠和锌盐组3 JH- 512缓蚀阻垢剂作用机理成,分散剂由丙烯酸类两元共聚物组成,杀菌剂采用JH-512主要由膦羧酸PBTC、大分子有机膦的是多种非氧化性杀菌剂交替投加，未使用氯气杀PAPEMP、AA/AMPS磺酸盐共聚物、BTA等组成，菌,控制的工艺指标为:总无机磷8~12 mg/L, 正磷PBTC-Zn形成双阴极型缓蚀剂,互为补充，利用锌小于5 mg/L, 锌2~4 mg/L,pH 值6.5~7.0,补充水为的快速成膜特点，来维持膜的耐久性，利用PBTC与经过加速澄清池石灰软化后的脱碳水。Zn2+、Fe2+、Ca2+中国煤化工沉淀膜的牢在南1400*循环水的水质管理中，发现存在如固性，弥补单-YHCNMHGBTC对Zn2+.2004年第6期冶金动力总第106期METALLURGICAL POWER具有良好的稳定作用,可以使循环水保持2~4 mg/L(1)南循环水工艺参数:的Zn2+浓度;PAPEMP与PBTC同时共同发挥着阻循环水量:25 600 m/h垢作用，可以提高钙容忍度,另外,AAAMP多元聚保有水量:8 300 m/h合物对于抑制碳酸钙垢，尤其是膦酸钙垢和锌盐的蒸发水量:430 m/h沉积都有良好的作用。BTA 作为铜以及铜合金的缓排污及散失:172 m2/h蚀剂,进--步加强对铜材质缓蚀作用,综上所述JH-补充水量:602 m/h512是利用多组份来实现缓蚀阻垢分散作用的水质药剂停留时间48.2 h稳定剂，其组分的选择考虑到协同效应，能在高硬冷却塔数:10台。度、高碱度、较高浓缩倍数的情况下应用。(2)南循环水补充水水质:4JH-512试验资料Ca2:75.2 mg/L; Mg*:21.4 mg/L;在JH-512投人现场运行之前,在实验室对JH-K*:1.2 mg/L;Na*:17 mg/L;512的各项性能,分别进行检测,其检测资料如下:Cl:20.2 mg/L;SO3-:61.25 mg/L;(1)在投加量为50~70 mg/L情况下,对CaCO3NO3:18.2 mg/L; pH:7.28;的阻垢率在86.7~87.9%;浊度:0.1 mg/L;总碱:203 mg/L(2)采用旋转挂片,在投加JH- -512 50~70 mg/L暂硬:203 mg/L永硬:73.0 mg/L。时,碳钢的腐蚀率为0.025-0.044mn/a之间,缓蚀5.2 JH-512 现场投加率为90%，铜挂片腐蚀率为0.001 4~0.002 8 mm/a2002年12月15日开始向循环水系统投加非之间，缓蚀率大于98%，不锈钢挂片的腐蚀率氧化性杀菌剂,进行系统剥离置换,12月19 日投加0.000 8~0.001 6 mm/a之间，缓蚀率大于99%;JH-512对换热器进行补膜处理,补膜期间维持总磷(3)通过动态模拟试验,试管(碳钢)的腐蚀率为8 mg/L以上,2003年1月8日开始转入正常运行，0.054 mm/a, 粘附速率5.51 m.c.m, 极限污垢热垢阻正常运行期间按下列工艺指标来控制pH:8.0~9.0,值为1.02x10+ m?.h/kcal。Ca2*:150~250 mg/L， 总磷:5.0~8.0 mg/L，浊度<10.05JH--512使用情况mg/L, E Fe<1.0 mg/L,浓缩倍数2.5~4.0。5.1南循环水的概况投加JH-512后的工艺指标如表1。表1投加 JH-512后的工艺指标表项目pH给水pH回水浊度/M碱/ Ca2/ NH:/NO,/ P04*/ 总磷 1总铁/ S0-/I/浓缩(m/L)(mg/L) (mg/L) (mg/L)最大值8.648.668.9351.1 271.04.662872.64 6.670.13281.2 118.23 3.9月最小值 8.01 8.142.5185.6 156 0.67 90.4 1.51 5.090.18 196.1 63.9 2.平均值8.34.384.5258.6 193.91.67151.81.010.15 239.2 8.643.0最大值8.47 8.5 9.55339.3 227.0 28. 12.36 6.250.25 362.6 108.6 3. e0月 最小值 8.00.064.00213.6163.6 0.5895.6 1.185.390.1424265.42.平均值8.31 8.37 5.76 261.2 190.0 3.36110 1.68 7.160.19 290.3 81.5 3.036效果评价泵连续精确的投加药剂。6.1 药剂投加方便6.2工艺指标控制更加科学新水稳剂将过去分别投加的缓蚀剂、分散剂、铜通过控制循环水中的总磷指标，就可以间接的缓蚀剂全部溶化成一种液体药品，简化了现场投加控制循环水中缓蚀剂。阴垢分散剂.铜缓蚀剂的合适的手续,省掉了固体药剂溶解过程,解决了固体药剂含量，克服以前YH中国煤化工蚀剂的盲目溶解过程中杂质堵塞计量泵的问题，也便于用计量性,增强了水质CNMHG其是循环水.冶金动力2004年第6期78METALLURGICAL POWER总第106期中pH值提高以后，加酸量大量下降,pH低于5的高硬度、高碱度、高含盐量的原水直接补人循环水,情况很难发生，同时新药剂也能使正磷小于2x10+,水质变化情况详见表2所示。这样浓缩倍数的提高,不再受正磷制约。这样减少了水处理工序,节约水处理的费用,简使用无机磷配方时，循环水的补充水使用是井化了工艺操作过程,同时减少使用石灰、也能减少石水通过石灰软化后在补人循环水。改用新配方后,将灰造成污染。表2补充水水质 变化对照表Ca2+Mg*+<+NatS0总硬总碱电导浊度项目pH/(mg/L)/(mg/L) /m/L) /(mg/L)/(/mg/L)/mg/L)(mg/L)补充水水质10.5624.413.801.1017.00 .20.3057.39118.0042.30 .270.000.现补充水水质7.2875.21.217.00 20.2061.25276.00 203.00480.00变化量-3.28+50.8+7.60+0.10-0.10+3.86+158.00+160.7+210 .0.3 缓蚀阻垢性能良好同时也说明JH-512在循环水中起到较好的缓蚀作在循环水系统中,采用了黄铜、不锈钢、碳钢三种材用。质的挂片对腐蚀情况进行了监测，半年的监测资料2003年5月利用全系统抢修的机会,对空气压见表3。缩机段间冷却器W-1815、W-1816、W-1817、透平冷表3腐蚀率统计表mm/a凝器W-1411、氨冷却器W-552、W-553、W- -554、打开封头进行检查,从检查的情况看,换热器封头干净时间碳钢不锈钢黄铜无杂物,换热管表面基本光滑无锈,肉眼观察换热器1月4日-1月27日0.0000.003 80.0005管可透光,列管内无明显的硬垢，说明该配方的缓蚀1月27日-3月3日0.0060.000 10.001 5阻垢性能良好。3月3日-3月31日0.04630.002 900006.4经济效益明显(12.09-01.27)从2002年12月开始使用新型水质稳定剂,到3月31日~5月7日0.007 70.003 00.00322003年11月,将近一年的时间里,新型水质稳定剂3月3日~5月7日0.007 80.005 4的使用取得了较好的经济效益，由于不再受到循环平均腐蚀率0.01410.002 40.0024水中正磷超标限制，循环水的浓缩倍数得到了进一步的提高,减少药剂消耗,更好的是补充水改为原水从表3挂片的腐蚀率看出，南循环水系统在使后,使补充水的成本变低,这一- 项也节约很大- ~笔 费用JH-512后，其碳钢、不锈钢、黄铜的腐蚀率均低于用(原水成本1.65 元/,脱碳水成本2.54 元/t),具体《循环冷却水设计规模》中有关腐蚀率指标的要求，情况见表4。表4新旧配方部分费用对照表旧配方消耗情况新配方消耗情况数量1.费用/元数量/1费用/元.增减量/元HSO,77.529 4502.5950-28 500缓蚀剂.25 000分散剂2.7522 0009.68 400+21400铜缓蚀剂1.143 825 163.6-25163.6非氧性杀菌剂2.712 5106 347.52.667 5082 690-23 657.5A21.251 687.53.(4 505+2 362.5补充水260 400661 416.0246 264406 335.6-255 080.4费用合计871 064.6中国煤化工3639循环水量15 375 00014 870250YHCNMHG单位成本0.0567元/t循环水0.0379 元1循环水.2004年第6期冶金动力总第106期METALLURGICAL POWER79(1)表中的单位成本为每吨循环水所消耗的化腐蚀问题，而且能够防止碳酸钙、磷酸钙的结垢问学药剂和补充水的费用,不包括其它费用。题，适应于在高pH值、高硬度、高碱度的循环冷却(2)表中的数值为月平均值。水中使用。7结论收稿日期:2004-05- -26南循环水新配方经近-年的使用，从现场挂片作者简介:王百文( 1960-), 1982年毕业于西安冶金建筑学院,工程监测数据以及打开水冷器检查的情况看,JH- -512缓蚀阻垢剂不仅能有效的控制碳钢、不锈钢、铜合金的(.上接第69页)C,延续时间30 min。但需将供板坯、圆坯铸机二次冷却水管道分开形成净、浊环水事故水由已建成的专门供板坯(Q=各自的供水管道,即增加1条DN200供圆坯铸机二366 m3h)和圆坯铸机净环水、浊环水的2# 事故水塔次冷却水，并在管道上设1台DN200自清洗过滤V=300m3供给，能满足在事故状态下30min内供器,P=1.6 MPac给Q=276 m2/h的事故水要求。3.4.2.4冲氧化铁皮4改进后效果冲氧化铁皮的水已经基本上满足要求，仅对配圆坯连铸机增流改造项目于2003年10月正式水管做必要延伸。完工并投入生产，其中供排水系统的改造投资额为3.4.2.5安全用水207.23万元,占整个圆坯增流改造投资额的3.55%。现有连铸循环水系统中设有2个事故水塔,以此次供排水系统改造的完成，保证了圆坯三流铸机保证事故状态下圆坯、板坯结晶器和设备的安全用的生产需要。同时进行了铸机设备改进，取得以下效水,水泵供电为双路电源。果:1)结晶器事故水1)结晶器足辊造成的铸坯划痕、鼓肚、凹陷等水质为软水Q=234 m/h, P=0.3 MPa,t=37 C,延表面质量问题从原来的71 .3%下降到20.8%;续时间30 min。由已建成的专门供板坯(Q=140 m2/2)产品合格率由85.9%提高到93.75%;h,延续时间20 min)、圆坯结晶器、LF炉和VD炉3)提高了设备可开动率,降低了备件降低了备(Q=170 m2/h,P=0.3 MPa,延续时间20 min)的1"事件消耗和维修费用;故水塔V=300 m3供给,能满足在事故状态下20~304)由于设备运行平稳，故障率大大降低,减少min内供给Q=272 m/h的事故水要求。了检修工人劳动强度。2)净、浊环水事故水收稿日期:2004-07-06净环水量Q=156 m2/h, P=0.3 MPa,t=37 C,延续作者简介:高茜(1972-),女, 1992年毕业于华东冶金学院机械工程时间15 min。浊环水量Q=30 m/h, P=0.3 MPa,l=37专业,工程师，现从事连铸技术工作。书讯《水泵给排水》一书出版发行《水泵给排水》- - 书是昆钢动力厂给排水高级工程师鲁流金同志根据己30多年工作的实践经验,结合劳动和社会保障部制定的国家职业技能标准基本要求编写而成的,介绍了水泵的分类、工作原理、运行维护、水泵系统中的水力学及电工知识。可供广大水泵工人以及水泵制造厂的有关职工学习,也可供水泵给排水设计和水泵工的教学与考评人员参考。本书由云南科技出版社中国煤化工华书店经销。"YHCNMHG.