循環(huán)水的加藥處理

2008年9月廣西輕工業(yè)第9期(總第118期GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY資源與環(huán)境循環(huán)水的加藥處理羅勝(南寧化工股份有限公司,廣西南寧53031)摘要】冷凍崗位循環(huán)水系統由于使用河水未進(jìn)行處理致使系統內大部分設備、管道積垢嚴重,嚴重彩響循環(huán)水系統的正常運行,無(wú)法達到預期的降溫效果,也彩響了工廠(chǎng)的正常生產(chǎn)。通過(guò)與清洗公司合作,加入一些緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑等加藥處理,達到除垢抗腐蝕效果,取得明顯成效?！娟P(guān)鍵詞】獷環(huán)水;結垢;加藥;除垢;抗腐蝕【中圖分類(lèi)號】TQ085【文獻標識碼】A【文章編號】100-2673(200809-115-02南寧化工股份有限公司精細廠(chǎng)冷凍崗位循環(huán)水系統由于使220kw氟里昂制冷機組(其中包括6臺55m2的氟里昂冷凝器用河水未進(jìn)行處理致使系統內大部分設備、管道積垢嚴重存和6臺22m2的油冷凝器);(5)2臺30m2的板式換熱器。在以下問(wèn)題:(1)系統中換熱器的傳熱表面嚴重結垢降低傳熱效果;(2)微生物在循環(huán)水系統中大量繁殖形成大量黏泥使涼2循環(huán)水系統存在的問(wèn)題水塔降溫效率降低;(3)換熱器換熱面結垢引起垢下腐蝕,大大21水垢縮短設備壽命。這些問(wèn)題嚴重影響循環(huán)水系統的正常運行,無(wú)法該循環(huán)水系統中,補充水的水樣經(jīng)化驗結果如下:達到預期的降溫效果,也嚴重影響整個(gè)廠(chǎng)的正常生產(chǎn)。電導率PH值總硬度鈣硬度為此我們與清洗公司合作,通過(guò)加藥(加入一些緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑等)處理,達到除垢抗腐蝕效果,取得明顯成效。mg/L mouL mg/L027×103|76160i60.122.31041循環(huán)水系統概況11系統工藝簡(jiǎn)圖循環(huán)水中的重碳酸鹽濃度隨著(zhù)水分的蒸發(fā)而濃縮,當其濃度達到過(guò)飽和狀態(tài)時(shí),或者在經(jīng)過(guò)換熱器表面使水溫升高時(shí),會(huì )發(fā)生下列反應:Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O因循環(huán)水經(jīng)過(guò)涼水塔向下噴淋時(shí)溶解在水中的游離CO2要逸出,這就促使上述反應向右方進(jìn)行。CaCO3沉積在換熱器傳熱表面,形成致密的碳酸鈣水垢,它的導熱性能很差。不同的水垢其導熱系數不同但一般不超過(guò)116W/(mK),而鋼材的導熱系數為45W(mK),比水垢的導熱系數高40倍之多?？梢?jiàn),水垢形成必然會(huì )影響換熱器的傳熱效率。帶林池2游塔3換特4帶秋5吸罐22設備腐蝕循環(huán)水系統中大量的設備是多種金屬制造的換熱器。對如圖所示,此系統屬典型的敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統,于碳鋼和銅管制成的氟里昂冷凝器,長(cháng)期使用循環(huán)冷卻水會(huì )20-30℃冷卻水由冷水泵送往氟利昂制冷機組等換熱設備作發(fā)生腐蝕穿孔其腐蝕的原因主要由以下因素造成為冷載體,吸收熱量后溫度升高,變成30-40℃的熱水后送到221環(huán)水中落解氧引起的電化學(xué)腐涼水塔頂部,經(jīng)噴霧系統霧化冷卻,空氣則由塔底百葉窗空隙敞開(kāi)式循環(huán)水系統中,水與空氣能充分接觸,因此水中溶進(jìn)入塔內并被塔頂風(fēng)扇抽吸上升,與落下的水滴和霧化的水解的02可達飽和狀態(tài)。當碳鋼與溶有02的循環(huán)水接觸時(shí),由霧相遇進(jìn)行熱交換,水滴和水霧則在下降過(guò)程中逐漸變冷,當于不同金屬表面的不均一性和循環(huán)水的導電性,在碳鋼及銅管到達涼水塔下部集水池時(shí),水溫下降到2030℃,符合生產(chǎn)工表面會(huì )形成許多腐蝕微電池微電池的陽(yáng)極區和陰極區分別發(fā)藝的要求又重新送入系統反復循環(huán)使用。正常情況下冷卻水生下列的氧化反應和還原反應與熱水有5-7℃左右的溫差,系統結垢換熱效率下降后,大約在陽(yáng)極區Fe=Fe2+2只有2-3℃的溫差。在陰極區1/202+H2O+2e=20H12系統包含設備在水中Fe2+20H=Fe(OH2↓1)3臺無(wú)填料玻璃鋼涼水塔(500mh);(2)2臺循環(huán)水4Fe(OH+0,+2H, 0=4 FeOH,!泵(400m3h);(3)循環(huán)水池(總容積600m3);(4)6臺這些反應,促使微電池中的陽(yáng)極區金屬不斷溶解而被腐【作者簡(jiǎn)介】羅勝(1966-),男,南寧化工股份有限公司工程師。蝕。這是循環(huán)水系統鋼制設備及管道內表面以及換熱器管板引4實(shí)施步驟起腐蝕的原因之一。4.1初期基礎投藥222有害離子引起的腐蝕(1)先投加殺菌滅藻劑LX301為保有水量的200ppm循環(huán)水在濃縮過(guò)程中除重碳酸鹽濃度增加外,其他的鹽(2)48小時(shí)后投加剝離劑LX127,150pm類(lèi)如氯化物、硫酸鹽等的濃度也會(huì )增加。當CL、SO2離子(3)48小時(shí)后投入緩蝕阻垢劑LX181,60pm一次度增加時(shí),會(huì )加速碳鋼的腐蝕。CL、SO42會(huì )使金屬上保護膜的42正常運行投藥保護性能降低,尤其是CL離子它半徑小穿透性強容易穿1)為防止細菌產(chǎn)生耐藥性故需每二周分別交叉投加過(guò)膜層置換氧原子形成氯化物加速陽(yáng)極過(guò)程的進(jìn)行,使腐蝕LxX301、LX401,各為100ppm加速。氯離子是引起換熱器銅管點(diǎn)蝕的原因之一。(2)按補充水量投加緩蝕阻垢劑LX181,20ppm/次。223微生物引起的腐蝕微生物的滋生也會(huì )使金屬發(fā)生腐蝕。這是由于微生物排出5效果及經(jīng)濟效益分析的黏液與無(wú)機垢和泥砂等雜物形成的沉積物附著(zhù)在金屬表51投藥后達到的效果成氧的濃差電池促使金屬發(fā)生腐蝕。此外,在金屬表面和沉經(jīng)過(guò)與清洗公司合作,按對方提供的投藥方案對循環(huán)水系積物之間缺乏氧因此一些厭氧菌(主要是硫酸鹽還原菌)得以統進(jìn)行了一年多的投藥試運行,達到以下效果:繁殖,當溫度為25-30℃時(shí)繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽,1)涼水塔及循環(huán)水池內接觸循環(huán)水的表面不生藻類(lèi)及產(chǎn)生H2S,引起碳鋼腐蝕,其反應如下:青苔SO2+8H+8e=S32+4H2O能量(細菌生存所需)(2)循環(huán)水系統內氯離子濃度低于150mgFe++S-= FeS(3)系統內設備碳鋼腐蝕率<005mm/a,銅腐蝕率此種腐蝕主要發(fā)生在涼水塔鋼架及輸水管道表面23微生物的滋生和黏泥(4)水處理期間各換熱器換熱面輸送管道內無(wú)新生結循環(huán)水中的微生物一般是細菌和藻類(lèi)。在新鮮水中,一般垢循環(huán)水經(jīng)過(guò)涼水塔后降溫效果明顯冷熱水溫差達5-7℃。來(lái)說(shuō)細菌和藻類(lèi)都較少。但在循環(huán)水中由于養分的濃縮水溫52經(jīng)濟效益分析的升高和日光照射給細菌和藻類(lèi)創(chuàng )造了迅速繁殖的條件。大按保有水量600mh,補充水量3m3h,一年運行8000小量細菌分泌出的黏液像黏合劑一樣能使水中漂浮的灰塵雜質(zhì)時(shí)(47周)計算器的傳熱表面上。這種沉積物有人稱(chēng)它為生物黏泥或軟垢。軟如×60p0m+8003x3×20pm=5160008)-5份g0和化學(xué)沉淀物等黏附在一起,形成黏糊糊的沉積物黏附在換熱(1)緩蝕阻垢劑LX181(單價(jià):850元/kg)使用量為垢的存在,不但堵塞循環(huán)水系統中的設備和管道降低水的流藥劑費:516×850=4386(元量,還導致?lián)Q熱器的導熱系數大大下降,嚴重影響傳熱效率(2)殺菌滅藻劑LX301、LX401(單價(jià)分別為:750元/k900元kg使用量各為(一年47周除去使用剝離劑LX1273應對措施五周,各交叉投加21次)31在循環(huán)水中選擇加入LK181緩蝕阻垢劑600×200ppm+600×21(次)×100ppm=1380kg)LX181緩蝕阻垢劑是20世紀90年代開(kāi)發(fā)的全有機配藥劑費:1380×750=10350(元)方,采用磷酸鹽/膦羧酸鹽/聚羧酸鹽復合配制而成,這種配方1380×9.00=12420元)阻垢分散能力更好,對鈣鎂離子的容忍性更高,可在pH值(3)剝離劑LX127使用量(全年剝離5次,單價(jià):1200元75~93范圍內使用,可用于高硬低鹽的結垢性水質(zhì)。/kg)為:600×150ppmx5(次)=450(kg)32選擇LX301、LX401兩種非氧化性殺生劑作為殺菌滅劑藥劑費:450×1200=5400元)這主要是基于以下考慮(4)全年人工費:約5000元。1)系統內補充水為鈣鎂硬水,其黏泥量非常大,而(5)總計:4386+10350+12420+5400+500=37556(元)LK301、LX401對黏泥的剝離分散能力很強如果循環(huán)水不進(jìn)行加藥處理?yè)Q熱設備和涼水塔將嚴重結2)氧化性殺生劑雖然價(jià)廉殺生力強但在水中還原性垢影響傳熱和降溫效果冷熱水溫差只有2-3℃夏季時(shí)循物質(zhì)含量多時(shí),藥劑消耗量大效率會(huì )降低。環(huán)水溫度更是高達30℃分左右水溫降不下來(lái),正常的生產(chǎn)受(3)氧化性殺生劑受水中PH值影響較大當pH>90時(shí),到嚴重威脅。為了改善傳熱效果換熱設備每年至少要清洗2HlO將發(fā)生強烈電離,其中的Cl將大部分以次氯酸根形式存次,14臺換熱設備每次清洗大約21000元,一年2次,大約需在次氯酸含量很少而失去殺生作用?；ㄙM清洗費用42000元。因為循環(huán)水沒(méi)有進(jìn)行處理?yè)Q熱設備(4)加氯的方法較復雜且加氯要非常頻繁,每天1-3次存在腐蝕嚴重者可直接造成設備的癱瘓而被迫更新這樣損或每?jì)商煲淮?。而LX301LX401只需視實(shí)際情況7-15天投失的費用將更大。顯然循環(huán)水進(jìn)行加藥處理所需費用遠低于藥一次,非常簡(jiǎn)便不進(jìn)行處理時(shí)維護設備所需的費用,所取得的效果、經(jīng)濟效益(5)加LX301、LX401不產(chǎn)生C根,Cl根會(huì )加速金屬的和社會(huì )效益都是相當顯著(zhù)的。因此,這樣的水處理是值得推廣電化腐蝕縮短設備的使用壽命。應用的。(6)LX301、LX401不受水中還原物質(zhì)干擾,兼有殺菌滅藻功能