循环水的加药处理

2008年9月广西轻工业第9期(总第118期GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY资憑与环境循环水的加药处理罗胜(南宁化工股份有限公司,广西南宁530031)【摘要】冷冻岗位循环水系统由于使用河水未进行处理,致使系统内大部分设备、管道积垢严重,严重影响循环水系统的正常运行,无法达到预期的降温效果,也彩响了工厂的正常生产。通过与清洗公司合作,加入一些缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂等加药处理,达到除垢抗腐蚀效果,取得明显成效。【关键词】循环水;结垢;加药;除垢;抗腐蚀【中图分类号】TQ05【文献标识码】A【文章编号】1003-2673(200809-115-02南宁化工股份有限公司精细厂冷冻岗位循环水系统由于使220kw氟里昂制冷机组(其中包括6台55m2的氟里昂冷凝器用河水未进行处理致使系统内大部分设备、管道积垢严重存和6台22m2的油冷凝器);(5)2台30m2的板式换热器在以下问题:(1)系统中换热器的传热表面严重结垢降低传热效果;(2)微生物在循环水系统中大量繁殖形成大量黏泥使凉2循环水系统存在的问题水塔降温效率降低;(3)换热器换热面结垢引起垢下腐蚀,大大2.1水垢缩短设备寿命。这些问题严重影响循环水系统的正常运行,无法该循环水系统中,补充水的水样经化验结果如下达到预期的降温效果也严重影响整个厂的正常生产。电导率PH值总硬度钙硬度碱度为此,我们与清洗公司合作,通过加药(加入一些缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂等)处理,达到除垢抗腐蚀效果,取得明显成效。mmoVL: mg/L027×103|761160i601223:1041循环水系统概况1.1系统工艺简图循环水中的重碳酸盐浓度随着水分的蒸发而浓缩,当其浓度达到过饱和状态时,或者在经过换热器表面使水温升高时会发生下列反应Ca(HCO2)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O因循环水经过凉水塔向下喷淋时溶解在水中的游离CO要逸出,这就促使上述反应向右方进行。CaCO3沉积在换热器传热表面形成致密的碳酸钙水垢,它的导热性能很差。不同的水垢其导热系数不同,但一般不超过116W/(mK),而钢材的导热系数为45W(mK),比水垢的导热系数高40倍之多。可见,水垢形成必然会影响换热器的传热效率。-材池2-掠3-换器4-御啄5-吸22设备腐蚀循环水系统中大量的设备是多种金属制造的换热器。对如图所示,此系统属典型的敞开式循环冷却水系统,于碳钢和铜管制咸的氟里昂冷凝器,长期使用循环冷却水会20-30℃冷却水由冷水泵送往氟利昂制冷机组等换热设备作发生腐蚀穿孔其腐蚀的原因主要由以下因素造成为冷载体,吸收热量后温度升高,变成30-40℃的热水后送到221环水中溶解氧引起的电化学腐凉水塔顶部,经喷雾系统雾化冷却,空气则由塔底百叶窗空隙敞开式循环水系统中,水与空气能充分接触,因此水中溶进入塔内,并被塔顶风扇抽吸上升,与落下的水滴和雾化的水解的Q可达饱和状态。当碳钢与溶有O2的循环水接触时,由雾相遇进行热交换,水滴和水雾则在下降过程中逐渐变冷当于不同金属表面的不均一性和循环水的导电性在碳钢及铜管到达凉水塔下部集水池时水温下降到20-30℃,符合生产工表面会形成许多腐蚀微电池,微电池的阳极区和阴极区分别发艺的要求又重新送入系统反复循环使用。正常情况下,冷却水生下列的氧化反应和还原反应:与热水有5-7℃左右的温差,系统结垢换热效率下降后,大约在阳极区Fe=Fe2+2e只有2-3℃的温差。在阴极区1202+H2O+2e=20H12系统包含设备(1)3台无填料玻璃钢凉水塔(500mh);(2)2台循环水TH中国煤化工功↓CNMHGOS4Fe0Hh!泵(400m3/h);(3)循环水池(总容积600m3);(4)6台认区金属不断溶解而被腐【作者简介】罗胜(1966-),男,南宁化工股份有限公司工程师。115这是循环水系统钢制设备及管道内表面以及换热器管板引4实施步骤起腐蚀的原因之4.1初期基础投药222有害离子引起的腐蚀(1)先投加杀菌灭藻剂LX301为保有水量的200ppm。循环水在浓缩过程中除重碳酸盐浓度增加外,其他的盐(2)48小时后投加剥离剂LX127,150pm类如氯化物、硫酸盐等的浓度也会增加。当CL、S02离子浓(3)48小时后投入缓蚀阻垢剂LX181,60ppm一次。度增加时,会加速碳钢的腐蚀。CL、O2会使金属上保护膜的42正常运行投药保护性能降低,尤其是CL离子,它半径小,穿透性强,容易穿1)为防止细菌产生耐药性故需每二周分别交叉投加过膜层置换氧原子形成氯化物加速阳极过程的进行,使腐蚀LX301、LX401,各为100pm加速。氯离子是引起换热器铜管点蚀的原因之一。(2)按补充水量投加缓蚀阻垢剂LX181,20ppm/次。223微生物引起的腐蚀微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出5效果及经济效益分析的黏液与无机垢和泥砂等杂物形成的沉积物附着在金属表51投药后达到的效果成氧的浓差电池促使金属发生腐蚀。此外,在金属表面和沉经过与清洗公司合作,按对方提供的投药方案对循环水系积物之间缺乏氧因此一些厌氧菌(主要是硫酸盐还原菌)得以统进行了一年多的投药试运行,达到以下效果繁殖,当温度为25-30℃时,繁殖更快。它分解水中的硫酸盐(1)凉水塔及循环水池内接触循环水的表面不生藻类及产生H2S,引起碳钢腐蚀,其反应如下:青苔。SO2+8H+8e=S2+4H2O能量(细菌生存所需(2)循环水系统内氯离子浓度低于150mg/。Fe2+S2-=FeS↓(3)系统内设备碳钢腐蚀率<005mm/a,铜腐蚀率<此种腐蚀主要发生在凉水塔钢架及输水管道表面0005mm/a23微生物的滋生和黏泥4)水处理期间各换热器换热面、输送管道内无新生结循环水中的微生物一般是细菌和藻类。在新鲜水中,一般垢,循环水经过凉水塔后降温效果明显,冷热水温差达5-7℃来说细菌和藻类都较少但在循环水中由于养分的浓缩水温52经济效益分析升高和日光照射给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大按保有水量600m3/h,补充水量3m/h,一年运行8000小量细菌分泌出的黏液像黏合剂一样能使水中漂浮的灰尘杂质时(47周)计算和化学沉淀物等黏附在一起,形成黏糊糊的沉积物黏附在换热(1)缓蚀阻垢剂LX181(单价:850元/kg)使用量为:600器的传热表面上。这种沉积物有人称它为生物黏泥或软垢。款m3×60ppm+8000×3m3×20pm=51600)=516kg垢的存在,不但堵塞循环水系统中的设备和管道降低水的流药剂费:516×8.50=4386(元)量,还导致换热器的导热系数大大下降,严重影响传热效率。(2)杀菌灭藻剂LX301LX401(单价分别为:750元/kg、900元kg)使用量各为(一年47周除去使用剥离剂LX1273应对措施五周各交叉投加21次)31在循环水中,选择加入LX181缓蚀阻垢剂600×200ppm+600×21(次)×100ppm=1380(kg)LX181缓蚀阻垢剂是20世纪90年代开发的全有机配药剂费:1380×750=10350(元)方,采用磷酸盐/膦羧酸盐/聚羧酸盐复合配制而成,这种配方1380×900=12420(元)阻垢分散能力更好,对钙镁离子的容忍性更高,可在pH值(3)剥离剂LX127使用量(全年剥离5次,单价:12.00元75-93范围内使用,可用于高硬低盐的结垢性水质。/kg)为:600×50ppmx5(次)=450(kg)32选择LX301、LX401两种非氯化性杀生剂作为杀菌灭蓀剂药剂费:450×1200=5400元)这主要是基于以下考虑(4)全年人工费:约5000元。(1)系统内补充水为钙镁硬水,其黏泥量非常大,而(5)总计:4386+10350+12420+5400+500=37556元)LX301、LX401对黏泥的剥离分散能力很强。如果循环水不进行加药处理换热设备和凉水塔将严重结(2)氧化性杀生剂虽然价廉杀生力强但在水中还原性垢影响传热和降温效果冷热水温差只有2-3℃,夏季时循物质含量多时药剂消耗量大效率会降低。环水温度更是高达30℃分左右水温降不下来,正常的生产受(3)氧化性杀生剂受水中PH值影响较大当pH>90时,到严重威胁。为了改善传热效果换热设备每年至少要清洗2Ho将发生强烈电离,其中的C将大部分以次氯酸根形式存次,14台换热设备每次清洗大约21000元,一年2次,大约需在次氯酸含量很少而失去杀生作用。花费清洗费用42000元。因为循环水没有进行处理换热设备(4)加氯的方法较复杂,且加氯要非常频繁每天1-3次存在腐蚀严重者可直接造成设备的瘫痪而被迫更新这样损或每两天一次。而LX301LX401只需视实际情况7-15天投失的费用将更大。品然循环水讲行加药处理所需费用远低于药一次,非常简便。中国煤化工取得的效果、经济效益(5)加LX301、LX401不产生c根,Cl根会加速金属的和在CNMHG样的水处理是值得推广电化腐蚀缩短设备的使用寿命。应用的。(6)X301、LX401不受水中还原物质干扰,兼有杀菌灭116