包钢焦化厂循环水节水减排措施研究

第36卷第1期包钢科技vol 36. No. 12010年2月Science and Technology of Baotou SteelFebruary, 2010包钢焦化厂循环水节水减排措施研究田颖12,延克军,陈燕3(1.内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古包头0l4010;2.内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心,内蒙古包头014010;3.内蒙古包钢钢联股份有限公司给水厂,内蒙古包头014010)摘要:文章根据现场分析了包钢焦化厂循环水水质状况存在问题通过试验研究了循环水对碳钢腐蚀结垢影响,根据国家标准工业冷却循环水设计规范GB50050-2007要求,并结合包钢焦化厂实际情况提出了焦化循环水有效节水减排措施。关键词焦化;循环水;浓缩倍数中图分类号:X832文献标识码:B文章编号:1009-5438(2010)01-0071-04Research on Measures of Water Saving and Discharge Reduction forRecycled Water in Coking Plant of Baotou SteelTIAN Ying 2, YAN Ke-jun', CHEN Yan".3(L. School of Energy and Environment, Inner Mongolia University of Science and Technology, baotou014010, Nei Monggol, China;2. Technical Center of Steel Union Co. Lud. of Baotou Steel( Group)Corp, Baotou 014010, Nei Monggolchina3. Water Supply Plant of Steel Union Co Lid. of Baotou Steel( Group )Corp., Baotou 014010, Nei Monggol, China)Abstract: In the article, the water quality and existing problems of recycled water in Coking Plant of Baotou Stnalysed based on situations in the work field. Moreover, the influences of recycled water on corrosion of carbon steel andscale are researched with experiments. Finally, the measures of water saving and discharge reduction for recycled water areproposed according to the requirements of National Standard GB50050--2007, and combining with the actual situations ofCoking Plant of Baotou SteelKey words: coking: recycled water; times of concentration根据调查,包钢焦化厂新水总用量约排污水占焦化厂总排水量约39%。循环水系统用为1400m3/h,外排水量为1100m3/h循环冷却水水量及排水量都较大提高循环冷却水的处理水平总水量为3633m3/h,循环冷却水系统补水量为搞好循环冷却水的运行管理不仅可以降低企业新927m3/h;循环冷却水系统排水量为428m3/h循水用量还能减少废水排放量,对节水减排意义重环冷却水补水占新水总用量65%,循环冷却水系统大。中国煤化工收稿日期:2009-09CNMHG作者简介:田颖(1971-),男,吉林省长岭县人,硕士环境保护高级工程师现从事环境保护研究、环境影响评价工包钢科技第36卷1循环冷却水系统水质分析分循环水系统的浊度都超过20NTU(GB500502007《工业循环冷却水处理设计规范》间冷开式系1.1水质分析统循环冷却水水质指标),除浊度外,其余水质指焦化厂循环冷却水系统主要在煤气净化部标能够满足或接近标准要求。(一、二、三回收循环冷却水系统)和干熄焦部(1"、利用稳定指数RSI、结垢指数PSI对焦化厂各2、3°干熄焦循环冷却水系统)。一、三回收循环冷循环冷却水系统的水质作定性判定2。却水系统补水为包钢总排回用水,二回收循环冷却根据焦化厂各循环冷却水系统的实际情况及现水系统和1、2、3干熄焦循环冷却水系统补水为黄场取样监测数据,分析计算各循环水系统目前实际河澄清水。根据现场取样化验的结果,焦化厂各循运行控制的浓缩倍数及水质稳定指数RSI、结垢指环冷却水系统水质见表1。数FSI见表2。目前焦化厂各循环水系统水质浊度较高,大部表1焦化循环水水质指标循环水系统浊度(TU)电导/(μg·cm-1)总碱度/(mg·L-")总硬度/(ng·L-")cl-/(mg·L-1)回收循环水180-270510-650235-340二同收循环水760-2390300-410750880三回收循环水33-67370-4240230-4201050-1560615-915干熄焦循环水15-55350-490315-865GB0o50-2007指标注:表中数据为2008年6月到8月焦化厂监测值,总硬度、Ca2以CBCO计表2焦化循环冷却水稳定指数RSI结垢指数PSI稳定指数RSI结垢指数PSI循环水系统T/℃浓缩倍数RSI值判别PSl值判别一回收循环水6.65腐蚀7.19腐蚀显著二收循环水45-462.03.88三回收循环水严重结垢干熄焦循环水32-334.31严重结垢GB50050-2007指标≥3.3根据表2计算的水质指数可以判定:除一回收系统设计浓缩倍数不宜小于50,且不应小于3.0,循环水系统由于浓缩倍数控制较低,为微量结垢或采用再生水作为补水的循环水系统浓缩倍数控制值腐蚀性水质,其余循环水系统均为严重结垢型水质。为25~3.0,且不应小于25。根据现场监测分析水质基本属于高硬度、髙M碱度、弱碱性的冷却水结果,焦化厂各循环水系统浓缩倍数控制偏低,都低水质。这种水质一般采用低浓度缓蚀剂与较高浓度于3.0。因此焦化循环水有很大的节水潜力。的阻垢剂合用的处理方法较好(2)循环水系统浊度较高,造成系统中生物粘1.2循环水系统存在的主要问题泥、菌藻较多。焦化各循环水的浊度都较高,基本都根据调查焦化厂循环水系统目前运行的主要超过20NTU。浊度较高即水中胶体物质较多胶体问题有以下几方面物质对循环冷却水产生污垢、藻菌孳生起着至关重(1)循环冷却水运行浓缩倍数控制较低。根据要的作用胶体物质增多,循环水系统易滋生生物粘调查及计算结果焦化厂各循环水系统浓缩倍数控制泥及中国煤化工钢设备表面上易出出w较低,为1.3~2.4;都低于3.0。特别是一回水循环造成水系统浓缩倍数最低,仅为1.1~1.3。CNMHG原因是:补水(黄工业循环冷却水处理设计规范要求:间冷开式河水及总排回水)浊度相对较高、冷却塔周围尘源第1期包钢焦化厂循环水节水减排措施研究较多及循环水系统的旁滤设施运行效果不好或没有倍数计算限值为123-4.32;补水为黄河新水的循运行等。环水系统浓缩倍数计算限值为3.03~8.00。其中(3)补水水质水质波动大。焦化厂一回收车间以浊度计算的浓缩倍数限值较低。补水浊度为循环及三个干熄焦循环水系统供水为黄河水,二、三回收水提高浓缩倍数的“瓶颈”。车间循环水系统补水为总排回水,总排回水为再生要想进一步提高循环水的浓缩倍数,必须对补水。工业循环冷却水处理设计规范山中,再生水直水进行处理,首先应采取降浊措施建议在各给水泵接作为间冷开式系统补水时,水质指标要求见表房安装中央泵房使用的除污器,降低补水浊度。影表3再生水作为循环水补水水质指标响循环水水质稳定的主要是钙硬度、碱度等因子,考项目CB500-20总排阿用水黃河新水虑焦化厂现采取的水稳处理措施根据计算结果并pH值(25℃7.00-8.507,53-8,33结合技术资料进行综合分析,认为通过对补水进行浊度/rU7-57降浊处理,调整水稳药剂配方等措施,焦化循环水系2-15.0统是可以适当增大浓缩倍数的。建议采用总排回水铁(ng·L1)≤0.500.25-2.210.05~0.60c^/(mg·L-1)180-265100-150为补水的循环水系统浓缩运行倍数控制值为2.5钙硬度八(嘿L)≤20205-320140-20应为35。采用黄河新水作为补水循环水系统浓缩倍数控制值甲基橙碱度/(mg·L1)(4)循环水系统有泄漏现象。现场发现有时循(以CaCO3计)≤2010-370180-20环水中pH较低,COD、氨氮含量较高冷却塔下水H3N(mg·L-1)7.0-45.00.8-3.1池能闻到臭味,这说明循环水系统有泄漏现象。应总磷(以P计)(mg·L1)≤1.000.26-1.920.05-0.10釆取措施避免泄漏现象出现。如出现泄漏,应及时解性固体/(mg·L1)≤100900-2检修,置换污染的循环水,保证循环水水质稳定。2循环水系统碳钢挂片试验从表3看,工业循环冷却水处理设计规范对再2.,1实验室试验生水直接作为间冷开式系统补水,水质指标要求较为严格,总排回水水质波动较大,浊度、TDS、COD及(1)实验室旋转挂片试验方法。用行业标准水处理剂缓蚀性能测定旋转挂片法(HG/T2195NH2-N等指标,不能稳定满足GB500502007补91),因现有水处理系统含有缓蚀阻垢剂,且试验水水质指标要求。工业循环冷却水系统补充水的浊度是系统中污目的主要考察现有循环水水质稳定状况,进行不加药空白试验,水样水质见表5垢的重要来源碳钢表面污垢是造成垢下腐蚀的主要原因。黄河新水及总排回水浊度较高,不符合补验结果见表5。(2)试验结果及分析。实验室腐蚀旋转挂片试水指标要求。根据焦化厂现有循环水补水水质及表5实验室腐蚀旋转挂片试验结果GB50050-2007间冷开式系统循环冷却水水质指标药剂腐蚀/(mm·a-1)缓蚀率/%限值计算循环水系统浓缩倍数限值见表4。回收循环水cD-831A0.8表4循环水系统浓缩倍数限值计算二回收循环水CD-831A0.42337.浓缩倍数限值计算三回收循环水CD831A0.060项目干熄焦循环水Q33-5890.570三回收循环水二回收、干熄焦循环水总排回水(补水)1.791黄河水(补水间冷开式系统循环冷却水水质指标≤0.05铁(GB50050-200钙硬度+甲基橙碱度中国煤化工NH-NCNMH(片的腐蚀率为0.060-0.814m/a,污垢沉枳率为4.55-从表4看,补水为总排回水的循环水系统浓缩85.17mg/(cm2·月)。包钢科技第36卷工业循环冷却水处理设计规范》(CB50050—水潜力。根据现场调查、试验分析及相关资料,课题2007)要求间冷开式系统循环冷却水对碳钢的腐蚀组认为对循环水系统补水进行必要的降浊处理及调率不大于0.075mm/a,污垢沉积率(黏附速率)不整水稳药剂配方建议采用再生水(总排回水)作为大于15mg(cm2·月)。试验除三回收循环水样,补水的煤气净化部一回收及三回收六个循环水系统其余水样碳钢试片腐蚀率及污垢沉积率(黏附速浓缩运行倍数控制值为25,采用黄河新水作为补率)超过标准值水的干熄焦及二回收六个循环水系统浓缩倍数控制煤气净化部回收车间循环水系统采用的水稳药值为3.5。剂GD-831A缓蚀率为37.05%~96.65%,干熄焦循环冷却水系统目前补水量为927m3/h,排水循环水系统采用的Q33-589缓蚀率为15.03%实量为428m/h;按建议浓缩倍数(补水为总排回水验室旋转挂片试验表明现有水稳药剂的缓蚀阻垢的循环水系统浓缩运行倍数计算取值为2.5,补水效果不佳为黄河新水的循环水系统浓缩倍数计算取值为2.2现场挂片试验35)运行补水量计算值为574m3/h,排污水量计算焦化循环水在生产中是始终流动的,为准确掌值为74m3/h,可节水量计算值为353m3/h,握焦化各循环水水质稳定情况,课题组在部分循环279万m3/a,可节水38%;污水减排量计算值为水系统进行了现场挂片试验。353m3/h,279万m3/a,可减排825%。2008年8月5日至8月27日,在焦化厂各循环通过以上分析计算,焦化循环水节水减排潜力水系统的冷却塔下蓄水池中和中水泵房吸水井内放较大应通过加强管理,局部技术改造,调整水稳药置试验挂片进行了22.(530h)的现场腐蚀挂片剂配方及运行参数,以提高循环水系统运行控制的试验(试片材质为20钢)试验结果见表6。浓缩倍数,减少新水用量减少污水排放量表6焦化厂现场挂片试验结果循环水系统挂片地点腐蚀积(m·a)44结束语一回收冷却塔下蓄水池焦化厂各循环水系统水质基本满足《工业循环二回收二回收冷却塔下蓄水池回收三回收冷却塔下蓄水池0.076冷却水处理设计规范》间冷开式系统水质指标干熄焦1·千熄焦冷却塔下蓄水池但水质不稳定、特别是浊度较高;目前焦化厂循环水中水泵房中水泵房吸水井0.326系统浓缩倍数控制较低;循环水补水水质不好,总排GB50050-2007指标0.075回水水质波动较大,浊度溶解性固体、COD及NH3N浓度较髙,一些指标不能满足GB50050从表6看,焦化循环水系统现场挂片的腐蚀率2007补水水质指标要求;黄河新水浊度较高不符为0076-0.250mm/a,均超过《工业循环冷却水处合补水要求;焦化循环水系统可提高运行浓缩倍数,理设计规范》标准(0.075mm/a),但低于不加药中节约用水减少排放废水,再生水(总排回水)作为水泵房试片。试验试片运行530h后,循环水试片补水的循环水系统浓缩运行倍数可为25,黄河新外观有锈斑部分部位有污垢,三回收循环水试片锈水作为补水的循环水系统浓缩倍数可为3.5;经计斑较少腐蚀较轻;一回收循环水试片表面锈斑较算措施实施后节水量为353m/h,能节约用水多,腐蚀相对较重;中水泵房试片腐蚀严重,表面全38%,污水减排量为33m3/h减少排污量825%。是铁锈。焦化循环水系统现场挂片试验表明,焦化循环考文献水系统水质稳定控制的缓蚀效果不太理想,循环水对碳钢的腐蚀率超过国家标准(GB500-2007)1[1]GB50050-2007工业循环冷却水设计规范要求。建议焦化厂应对药剂运行条件或药剂配方进中华人民共和国国家标准[S]行调整,提高缓蚀效率。2]rV中国煤化工M北京:化学工3循环水系统节水减排措施CNMHG[3]Ho/I-Ⅵ1施转挂片试验标准,中华人焦化厂循环水系统浓缩倍数控制较低,存在节民共和国化工行业标准[S