浅析氧化铝厂循环水系统的防结垢技术

中国信息化浅析氧化铝厂循环水系统的防结垢技术张静(贵阳铝镁设计研究院有限公司,贵阳,550081 )[摘要]本文总结了氧化铝厂循环水系统结垢的来源、成因及控制方法，为氧化铝厂循环水系统防结垢技术提供了有效的方法。(关键词j氧化铝厂;结垢;循环水系统[中图分类号] TD744[文献标识码]A. [文章编号] 1672-5158(2012)12-0117-010引言当水中含有Ca2+ .Mg2 +较高时,用石灰软化或离子交换法处理,除氧化铝厂是用水大户,为节约水资源，工业用水尽量使用循环水，氧掉水中部 分硬度及碱度。化铝厂通常设置有蒸发循环水、分解循环循环水焙烧循环水综合循环水理论上,经石灰软化,水中硬度能降到碳酸钙和氢氧化镁的溶解度等,是氧化铝厂水系统重 要的部分,循环水的防结垢是氧化铝厂 循环水系值,但实际 上石灰软化生成的沉淀物中, 总有少量呈胶体状态悬浮于水中。统中水质控制中的主要问题之一。水垢是热的不良导体,水垢的形成大大由 于胶体带有相同电荷互相排斥,不能聚合成大颗粒沉淀下来,这对于水降低了介质间的传热效果,结垢可以发生在系统的任何部位，给生产带来处理是 不利的。为了减少碳酸盐硬度的残留量,常采用石灰软化法和混凝沉淀同时进行的处理工艺。混凝过程所形成的凝絮能吸附石灰处理中形成1水垢的来源的胶体物质称为大颗粒，在澄清池沉降下来,从而去除了硬度也使水澄清。根据氧化铝厂多年的实际运行状况,总结形成循环水水垢的沉积物水质软化是用阳离子交换剂与水中阳离子进行交换,以达到去除钙主要有以下几个来源:镁和碱度的目的。分为:钠离子交换树脂软化处理;氢型离子交换树脂软化(1)来自循环水系统补充水。未经预处理或预处理不良的生产新水会处理 ;H-Na型树脂软化等。目前，多数氧化铝厂采用的是钠离子交换树脂将泥砂、悬浮物.微生物带入冷却水系统。经处理过后的生产新水也会有一软化处理。 与石灰软化法相比,离子交换法能够对原水更充分的软化,处理定悬浮物及少量微生物、难溶或微溶盐类等带人冷却水系统。效果较好。但是离子交换法对原水水质的要求也更高-一些,要求总硬度小(2)来 自周围空气。目前，多数氧化铝厂的循环水冷却系统采用的是于8mmol/L,悬浮物也不能太多。敞开式，循环水与空气接触,粉尘、昆虫.微生物、腐蚀性气体等会随周围空.2稳定水中结垢离子的平衡关系人系统。氧化铝厂- -些车间循环水量较大,对水质要求并不十分严格的循环(3)来 自工艺流程中的泄露物。氧化铝生产工艺流程中某些物料的泄水 系统,-般采用 加酸法,将碳酸盐硬度转变为溶解度较大的非碳酸盐硬露进入循环水系统,会导致污泥沉积。度,防止产生钙盐.磷酸盐和二价金属眼盐等的结垢。经验表明，加酸将pH(4)来 自循环水系统的水处理剂。循环水系统常添加水处理剂，使水调到6. 5以下,几乎不会出现碳酸钙垢。通常加盐酸会带入氯离子，增强腐垢成分发生改变。使用不当,则会使水中某些盐垢析出。如用磷系配方，使蚀性,加硝酸则会带入硝酸根,促使硝化细菌的繁殖。目前多数氧化铝厂一用不当会形成磷酸盐垢;使用硅系配方,会形成硅酸盐垢。般加硫酸,加硫酸后，把碳酸盐硬度转化为非碳酸盐硬度,反应式如下:2成垢分析Ca(HCO))2 + H,SO4→CaSO,+ 2CO, +2H,O氧化铝厂循环水系统中水垢主要为以下几种:碳酸盐垢、磷酸盐垢、Mg(HCO3) +H,SO2- +MgSO,+ 2CO, +2H20铝盐:垢、硫酸盐垢和悬浮物垢。3.3破坏结垢离子的结晶形成工业新水中溶解有各种盐类, 其中以溶解的重碳酸盐如Ca(HCO3)2.一部分水垢是水中微溶盐结晶沉淀的结 果。在盐类过饱和溶液中,析Mg(HCO3)2最不稳定,极易分解成碳酸盐硬度。因此,当循环水中溶解的重出晶体。如果投加某种药剂(阻垢分散剂) ,提高循环水的极限碳酸盐硬度，碳酸盐较多时,水流经过温度较高的设备表面，就会受热分解,其反应如下:使碳酸钙晶体畸变 ,并起分散整合作用,就可以避免结垢或减轻结垢的程Ca(HCO,),→CaCO3↓+ H,O + CO2↑度,从而达到阻垢的目的。阻垢分散剂的作用不仅能控制水垢，也能在一定重碳酸盐在碱性条件下更是会产生碳酸盐沉淀,镁盐遇碱也会生成程度，上控制腐蚀产物、黏泥和淤泥。不溶的碱性化合物。HCO,- + OH- = CO,- + H,O采取加药水质稳定处理和化学清洗的主要缺点,是需要消耗大量化Ca+ + CO3? = CaCO3↓学药剂，其排水会对环境造成一-定污染。目前,有些氧化铝厂部分循环水系Mg+ + OH- = Mg(OH)2|统采取物理阻垢技术,它无需化学药剂,而且不用改变现场生产工艺流程，在循环水水质稳定处理配方中,常投加聚磷酸盐或其他含磷药剂。由仅需在管路上增加- - 节处理装置,其设备操作和维护方便。物理阻垢技术于受温度.停留时间等的影响,这些含磷药剂会部分水解成正磷酸盐，使水主要 有磁场法.电场法和超声波法,使循环冷却水通过磁场.高压静电场或中有PO43-存在,其分解率约为10% ~ 40%。当水中Ca2+浓度较大时,PO3-低压电场的作用,将水中杂质变成松散的泥渣或软垢随排污排出。和Ca2+可生成溶解度只有0.lmg/L的磷酸钙沉淀,附着在传热表面形成磷4结束语酸钙沉淀。其反应如下:循环水系统内的水垢对系统的正常运行影响是重大的，它会使设备2PO3- + 3Ca2+ = Ca,(P04), ↓的换热效率下降,能耗增加、减少管道的过水断面、增加水流阻力、滋生微氧化铝厂的循环水也含相对较多的铝盐,随着循环水的不断浓缩，水生物 及加剧管道腐蚀。防止水垢产生是氧化铝[ -循环水系统中极为重要的中的Na, SiO,和AIlOH)3也会生成不溶性的铝硅酸钠。当循环水中悬浮物问题。 通过有效的方法控制水质稳定,阻止和抑制水垢的形成,保证循环水含量较高时,会和水中的铝酸盐粘结在- -起 ,形成层状垢，沉积在管道壁上系统安稳高效运行。和冷却塔填料上,容易堵塞管道和填料。3水垢控制技术参考文献氧化铝厂目前常采用的防结垢方法从原理上可以归纳为四种:降低[1] 国家电力公司东北电力设计院:GB/T50102-2003工业循环水冷水中成垢离子的浓度;稳定水中结垢离子的平衡关系;破坏结垢离子的结却设计规范.北京:中国计划出版社,2003.晶形成;采用物理阻垢技术。中华人民共和国建设部:GB50050-2007工业循环冷却水处理设3.1降低水中成垢离子的浓度计规范。北京:中国计划出版社,2008.(接上页)估量的。因此根据 自身的条件选择- -个到多 个适合的形式作命 力的产品。广告是很有必要的。5、重视网民对购物网站的评价。网站品牌可靠性、产品种类丰富度、电子支付安全性.送货速度及送货质量为购物网站的核心功能。这些方面[1]沈美莉.中国煤化工学出版社任何一点做得不好,都可能会造成用户流失。[2]孙天福.市6.要善于利用公共关系和权力营销，不可忽视移动电子商务的快速[3]本文数据来MYHCNM HG发展。最后-点，只有切合潮流趋势,又具有自己特色的产品,才是最有生●117.