提高循环水浓缩倍数的方法

第2期中国氯碱No. 22014年2月China Chlor-AlkaliFeb,201441提高循环水浓缩倍数的方法史丽杰(内蒙古亿利化学工业有限公司,内蒙古鄂尔多斯014300)摘要:内蒙古亿利化学工业有限公司循环水补充水水质硬度、碱度高,在自然pH值运行下,循环水浓缩倍数最高只能控制在2倍,为了节省水资源,该公司采用加硫酸调节循环水pH值的方法降低循环水碱度来提高循环水浓缩倍数。关键词:循环水;碱度;浓缩倍数;加硫酸中图分类号:TQ085文献标识码:B文章编号:1009-1785(2014)02-0041-03Adding acid to improve the cyclesof concentration of circulating waterSHi Li-Jie(Inner Mongolia ELION Chemical Industry Co Ltd, Erdos 014300, China)Abstract: The circulating water to add water hardness and alkalinity is high in Inner Mongolia ELIONChemical Industry Co Ltd, in the natural ph value of operation, the cycles of concentration of circulatingwater can only be controlled at about 2 times, so it is necessary to reduce the circulating water alkalinity toimprove cycles of concentration of circulating water to save water resourcesKey words: circulating water, alkalinity, cycles of concentration; adding acid1循环水系统概况表1循环水水质数据(不加酸)取样时间:2011-12-24内蒙古亿利化学工业有限公司40万 ta Pvc和单位36万ta烧碱,生产线配备2套独立敞开式循环冷项目补充水却水系统,总循环水量为36000m沿h,系统保有水电导率1173.2量约为一万八千立方米。其中Ⅰ#循环系统循环水NTU2.39量25500m3h,系统保有水量约为一万二千八百立6.03方米;Ⅱ循环系统循环水量为10500m/h,系统保有总碱度水量约为五千二百立方米。由于该公司循环水补水总硬度水源为黄河渗水,水质(见表1)属于高硬度和高碱度水质,钙硬度大于180mg/L,总碱度大于200mg/L。这类高硬度和高碱度水质如果采用自然pH值运行TFe工艺,循环水的浓缩倍数最高只能控制为2倍。2循环水加酸的必要性总磷中国煤化工未检出如果提髙循环水浓缩倍数,由于循环水碱度、硬YH度高,将导致水中成垢物质沉积,水中溶解氧和腐蚀说明:Ca2CNMHG磷、正磷、有机膦均以作者简介史丽杰,女,工程师现担任内蒙古亿利化学工业有限公司聚氯乙烯厂工艺组组长。中国氟碱2014年第2期性离子的增加以及滋生的菌藻所产生的生物黏泥成达1082mg,正好接近控制指标的上限,而且,碳倍增加,对循环水换热设备污堵、腐蚀、结垢危害严酸钙稳定指数RSI为322,小于330,已经到了加酸重轻则被动停车清洗,重则使设备腐蚀穿孔而报调pH值范围。所以,如果采用pH值自然平衡而不废,给安全生产带来极大隐患。为了保证2套循环水加酸调节pH值,系统能够承受的最高浓缩倍数为系统中水冷设备的长期、高效、稳定运行,解决循环水系统中普遍存在的腐蚀、结垢和菌藻黏泥的危害,根据GB500502007的要求及从节约用水降釆用水质稳定剂对循环冷却水进行化学处理显得十低运行成本等综合考虑,加酸降低循环水碱度,系统分重要。能够承受的最高浓缩倍数可以提高到5倍。目前采用加硫酸(一般为98%硫酸)降低循环4加酸的经济性水的碱度和pH值、使Ca2、Mg2碳酸盐转化为硫酸41节水和节约药剂减少的费用盐,是解决循环水系统不结垢而普遍采用的方法。循按照设计规范,循环水不加酸调节pH值,浓缩环水浓缩倍数要求在40倍以上,加酸是保证循环倍数只能在30倍以下运行,计算基准采用3倍浓水系统安全运行的必要保证之缩倍数,加酸后,浓缩倍数可以在5倍以上运行,计3水质稳定性判断算基准采用5倍浓缩倍数。不同浓缩倍数时各种水循环冷却水投入运行后,要进行结垢腐蚀性判量的理论计算值见表3断,通常采用碳酸钙饱和指数及稳定指数来判断。在(1)浓缩倍数由30提高到50时,节水量的计算循环水运行中,饱和指数只能说明一种倾向,是一个系统设计参数定性趋势,有较大的局限性;稳定指数是在饱和指数循环水量:36000mh;保有水量:15000m3;回基础上发展起来的指数,是根据化学分析测出循环出水温差:32-42℃;浓缩倍数:4倍;系统材质:碳水系统中的钙硬度、碱度、pH值、固形物以及现场实钢、不锈钢铜合金际温度来计算。目前,许多水处理工作者都采用其作每年节约的补充水量:(2.6-22)%x循环水量为生产现场的一个控制指标,水质稳定性判断计算8000152000(m)。见表2补充水取水费为1元/m3,年节约的补充水费为表2水质稳定性判断计算115万元。浓缩倍数稳定指数水质判断自然pH值自然C+自然总碱度总碱度每年减少的排污水量:(0.8-0.4)%x循环水量原水3.70<5.86<600结垢8000=1152000(m3)2倍3.70<3.72<600结垢904457837假设排污水需要的费用为05元/m3,年节约排3倍322<3.70严重结垢9125121082污水费约为五十八万元。28<370严重结垢9205751335(2)浓缩倍数由3.0提高到50时,节约的药剂244<3.70严重结垢928量的计算RSI=2pHs-pH(即2x水在碳酸钙饱和平衡时的药剂使用浓度取平均50mg/L进行计算。pH值水的实测pH值);节约的药剂量(kg):节约的排污水量x药剂使RSIk37,严重结垢性水质;用浓度×103=1152000×5010-=58(t)RS<6.0,结垢性水质药剂单价按平均12万元进行计算。则节约RSI≈60,稳定性水质;药剂费用约为58×12=70万元。RSL60,腐蚀性水质;(3)浓缩倍数由30提高到50时,节约总费用RSⅠ>7.5,严重腐蚀性水质。115+58+70=243(万元/a)表2计算结果显示,循环水的补充水为结垢型42加酸增加的费用估算水质,随着浓缩倍数的提高,水质结垢倾向更严重(1)硫酸费用。根据国家标准GB50050-2007规定,循环水中钙硬a加酸量的计算度与甲基橙碱度之和大于1100mg、碳酸钙稳定按GH中国煤化工量公式指数RSI小于3.3时,应加酸或进行软化处理ACNMHG(GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》。式中:M。补充水碱度,mgL,以CaCO3计按以上计算,循环水浓缩倍数在3倍时,Ca2+碱度M,循环冷却水控制的碱度,mgL,以CaCO3计;第2期史丽杰:提高循环水浓缩倍数的方法43亵3不同浓缩倍数时各种水量的理论计算值浓缩倍数100循环量(m3,h")100010001000010001000进出口温差/℃蒸发水量/(m3h-)174417441744174417441744风吹损失/(m3h-)0排污水量/(m3h2)10000343.838.6总排污量/(m3h2)10000174443.6补充水量(m3h-2)348.8232.5218.02093203.5193.8排污水百分比/%0.8补充水百分比%3.5262.32.22.12.0N一循环水浓缩倍数安全性极高,几十年以来,没有循环水系统硫酸造成Qa一补充水量,m/h严重人身伤害方面的报道,一般是采用98%商品硫取调酸以后的目标碱度为150mg/L,补充水量酸来调节pH值。为36000×22%=792(m/h),浓缩倍数为5,补充水目前,多数企业采用了半自动加酸系统,加酸量碱度为215mg/L自动调节和人工调节相结合的方式,控制安全、稳每小时加酸量A:=(215-1505)×10-3×792定;计量槽只能贮存1天的使用量,保证了系统更加=14652(kg)安全,不会造成加酸量过大造成循环水系统的腐蚀;年加酸量=146.52kg×80004172160kg约为自动化程度比较高,自动记录数据,操作工的劳动强一千一百七十二吨度大大降低,并消除了影响环境及工人安全的隐患。硫酸单价按800元九进行计算,则硫酸年费用6结论为1172×450=53(万元/a)。在黄河水系的工业循环冷却水系统中,采用pH(2)加酸装置建设费用。值自然平衡的水质稳定处理方案,一般只能在3倍加酸处理装置新增加储酸罐、计量酸罐、计量泵以下的浓缩倍数下运行,才能保证系统的腐蚀和垢等设备,投资约三十万元。按5年进行折旧每年折沉积达到国家标准的要求;采用加酸调节pH值的旧费为30÷5=6(万元)。处理方案,一般能使系统浓缩倍数控制在四五倍(3)加酸年运行总费用为59万元。运行,完全能保证系统的腐蚀和垢沉积达到国家因此,每年加酸节约的费用为184万元。标准的要求;采用加酸调节pH值的高浓缩倍数处5加酸调pH值的可行性和可靠性理方案比pH值自然平衡的低浓缩倍数处理方案循环水加酸调pH值技术在二十世纪70年代有更好的经济效益;采用加酸调节pH值的处理方就已经成熟了,目前,中国绝大多数化工装置循环水案技术非常成熟,可行性、可靠性和安全性都非常都采用了加酸技术。运行的可行性和可靠性得到了有保障。广泛的认可,在严格按操作规程进行操作的前提下收稿日期:2013-09-24(上接第15页)4改进效果3改进方案实施改进后不久,即利用DCS远程系统,在一起因新改进方案确定后,2011年,从设备、工艺上对氯制氯气液化器制造缺陷造成的焊点泄漏数十秒内被迅速气液化系统进行了彻底的优化改进发现,从而为系统的迅速处理赢得时间,经对冷冻水系统通过工艺的改进,不但完善了系统,降低了氯中迅速采取停车置换清理措施在1天内恢复了正常生产含水,增强了氯气安全性,加强了操作的合理性,冷综上所述,通过对氯气液化系统的改进,使得该冻水安全性也得到有效监控。公司氯气液化系统在工艺安全上得到有效监控,为通过设备的改进,将可能发生氯水腐蚀的冷冻氯做安全山中国煤化工现场监控保障。水阀门更换为衬氟阀门,增加发生泄漏后不易处理参考文献[1]李武CNMHG管道的最低排污口,增加冷冻水旁路阀门,在无介质液化工艺优化,氯碱时,冷冻水走旁路。工业,2007,(11):20-21收稿日期:2013-07-03