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(tǒng)由于使用河水未進行處理致使系統(tǒng)內(nèi)大部分設(shè)備、管道積垢嚴(yán)重,嚴(yán)重彩響循環(huán)水系統(tǒng)的正常運行,無法達到預(yù)期的降溫效果,也彩響了工廠的正常生產(chǎn)。通過與清洗公司合作,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。【關(guān)鍵詞】獷環(huán)水;結(jié)垢;加藥;除垢;抗腐蝕【中圖分類號】TQ085【文獻標(biāo)識碼】A【文章編號】100-2673(200809-115-02南寧化工股份有限公司精細(xì)廠冷凍崗位循環(huán)水系統(tǒng)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行處理致使系統(tǒng)內(nèi)大部分設(shè)備、管道積垢嚴(yán)重存和6臺22m2的油冷凝器);(5)2臺30m2的板式換熱器。在以下問題:(1)系統(tǒng)中換熱器的傳熱表面嚴(yán)重結(jié)垢降低傳熱效果;(2)微生物在循環(huán)水系統(tǒng)中大量繁殖形成大量黏泥使涼2循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題水塔降溫效率降低;(3)換熱器換熱面結(jié)垢引起垢下腐蝕,大大21水垢縮短設(shè)備壽命。這些問題嚴(yán)重影響循環(huán)水系統(tǒng)的正常運行,無法該循環(huán)水系統(tǒng)中,補充水的水樣經(jīng)化驗結(jié)果如下:達到預(yù)期的降溫效果,也嚴(yán)重影響整個廠的正常生產(chǎn)。電導(dǎo)率PH值總硬度鈣硬度為此我們與清洗公司合作,通過加藥(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(tǒng)概況11系統(tǒng)工藝簡圖循環(huán)水中的重碳酸鹽濃度隨著水分的蒸發(fā)而濃縮,當(dāng)其濃度達到過飽和狀態(tài)時,或者在經(jīng)過換熱器表面使水溫升高時,會發(fā)生下列反應(yīng):Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O因循環(huán)水經(jīng)過涼水塔向下噴淋時溶解在水中的游離CO2要逸出,這就促使上述反應(yīng)向右方進行。CaCO3沉積在換熱器傳熱表面,形成致密的碳酸鈣水垢,它的導(dǎo)熱性能很差。不同的水垢其導(dǎo)熱系數(shù)不同但一般不超過116W/(mK),而鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)為45W(mK),比水垢的導(dǎo)熱系數(shù)高40倍之多。可見,水垢形成必然會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(shè)備腐蝕循環(huán)水系統(tǒng)中大量的設(shè)備是多種金屬制造的換熱器。對如圖所示,此系統(tǒng)屬典型的敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng),于碳鋼和銅管制成的氟里昂冷凝器,長期使用循環(huán)冷卻水會20-30℃冷卻水由冷水泵送往氟利昂制冷機組等換熱設(shè)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(tǒng)霧化冷卻,空氣則由塔底百葉窗空隙敞開式循環(huán)水系統(tǒng)中,水與空氣能充分接觸,因此水中溶進入塔內(nèi)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(dāng)碳鋼與溶有02的循環(huán)水接觸時,由霧相遇進行熱交換,水滴和水霧則在下降過程中逐漸變冷,當(dāng)于不同金屬表面的不均一性和循環(huán)水的導(dǎo)電性,在碳鋼及銅管到達涼水塔下部集水池時,水溫下降到2030℃,符合生產(chǎn)工表面會形成許多腐蝕微電池微電池的陽極區(qū)和陰極區(qū)分別發(fā)藝的要求又重新送入系統(tǒng)反復(fù)循環(huán)使用。正常情況下冷卻水生下列的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)與熱水有5-7℃左右的溫差,系統(tǒng)結(jié)垢換熱效率下降后,大約在陽極區(qū)Fe=Fe2+2只有2-3℃的溫差。在陰極區(qū)1/202+H2O+2e=20H12系統(tǒng)包含設(shè)備在水中Fe2+20H=Fe(OH2↓1)3臺無填料玻璃鋼涼水塔(500mh);(2)2臺循環(huán)水4Fe(OH+0,+2H, 0=4 FeOH,!泵(400m3h);(3)循環(huán)水池(總?cè)莘e600m3);(4)6臺這些反應(yīng),促使微電池中的陽極區(qū)金屬不斷溶解而被腐【作者簡介】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(tǒng)鋼制設(shè)備及管道內(nèi)表面以及換熱器管板引4實施步驟起腐蝕的原因之一。4.1初期基礎(chǔ)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)水在濃縮過程中除重碳酸鹽濃度增加外,其他的鹽(2)48小時后投加剝離劑LX127,150pm類如氯化物、硫酸鹽等的濃度也會增加。當(dāng)CL、SO2離子(3)48小時后投入緩蝕阻垢劑LX181,60pm一次度增加時,會加速碳鋼的腐蝕。CL、SO42會使金屬上保護膜的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(xì)菌產(chǎn)生耐藥性故需每二周分別交叉投加過膜層置換氧原子形成氯化物加速陽極過程的進行,使腐蝕LxX301、LX401,各為100ppm加速。氯離子是引起換熱器銅管點蝕的原因之一。(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機垢和泥砂等雜物形成的沉積物附著在金屬表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(tǒng)進行了一年多的投藥試運行,達到以下效果:繁殖,當(dāng)溫度為25-30℃時繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽,1)涼水塔及循環(huán)水池內(nèi)接觸循環(huán)水的表面不生藻類及產(chǎn)生H2S,引起碳鋼腐蝕,其反應(yīng)如下:青苔SO2+8H+8e=S32+4H2O能量(細(xì)菌生存所需)(2)循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)氯離子濃度低于150mgFe++S-= FeS(3)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)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(nèi)無新生結(jié)循環(huán)水中的微生物一般是細(xì)菌和藻類。在新鮮水中,一般垢循環(huán)水經(jīng)過涼水塔后降溫效果明顯冷熱水溫差達5-7℃。來說細(xì)菌和藻類都較少。但在循環(huán)水中由于養(yǎng)分的濃縮水溫52經(jīng)濟效益分析的升高和日光照射給細(xì)菌和藻類創(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(xì)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(47周)計算器的傳熱表面上。這種沉積物有人稱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:850元/kg)使用量為垢的存在,不但堵塞循環(huán)水系統(tǒng)中的設(shè)備和管道降低水的流藥劑費:516×850=4386(元量,還導(dǎo)致?lián)Q熱器的導(dǎo)熱系數(shù)大大下降,嚴(yán)重影響傳熱效率(2)殺菌滅藻劑LX301、LX401(單價分別為:750元/k900元kg使用量各為(一年47周除去使用剝離劑LX1273應(yīng)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(jì)90年代開發(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(fù)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:1200元75~93范圍內(nèi)使用,可用于高硬低鹽的結(jié)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(tǒng)內(nèi)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)水不進行加藥處理換熱設(shè)備和涼水塔將嚴(yán)重結(jié)2)氧化性殺生劑雖然價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℃夏季時循物質(zhì)含量多時,藥劑消耗量大效率會降低。環(huán)水溫度更是高達30℃分左右水溫降不下來,正常的生產(chǎn)受(3)氧化性殺生劑受水中PH值影響較大當(dāng)pH>90時,到嚴(yán)重威脅。為了改善傳熱效果換熱設(shè)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(shè)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)水沒有進行處理換熱設(shè)備(4)加氯的方法較復(fù)雜且加氯要非常頻繁,每天1-3次存在腐蝕嚴(yán)重者可直接造成設(shè)備的癱瘓而被迫更新這樣損或每兩天一次。而LX301LX401只需視實際情況7-15天投失的費用將更大。顯然循環(huán)水進行加藥處理所需費用遠(yuǎn)低于藥一次,非常簡便不進行處理時維護設(shè)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根會加速金屬的和社會效益都是相當(dāng)顯著的。因此,這樣的水處理是值得推廣電化腐蝕縮短設(shè)備的使用壽命。應(yīng)用的。(6)LX301、LX401不受水中還原物質(zhì)干擾,兼有殺菌滅藻功能