工业循环冷却水成套水处理技术的研究与应用.pdf

第37卷,第4期
安微化工
Vol37, No4
2011年8月
ANHU CHEMICAL INDUSTRY
Aug,2011
工业循环冷却水成套水处理技术的研究与应用
孙肖,易楠2,高溪1
(1.中海油天津化工研究设计院,天津300131;2.安徽省特种设备检测院,安徽合肥230601)
摘要:中海油天津化工研究设计院设计开发的缓蚀阻垢水处理技术,能够使腐蚀性水质的海水淡化水成功地作为补充水应用于循环冷
却水系统,保证循环水稳定运行,确保正常生产。
关键词:海水淡化水;循环冷却水;缓蚀阻垢剂
doi:10.39695-is-1008-553X.2011.04.020
中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:1008-553X(2011)04-0055-03
作为全国首家全采用海水淡化水作为补充水源的度相对较高,属于低硬度、低碱度水质,因此工业应用有
循环冷却水项目,天津某化工厂日用水量在8.2万吨左较大难度。针对此种特殊水质,中海油天津化工研究设
右,年用水量接近3000万吨。作为海滨城市,天津拥有计院设计开发了一套缓蚀阻垢水处理产品及技术并应
极其丰富的海水资源。将海水进行深度处理,经超滤、用于该厂循环冷却水系统,取得良好效果。
RO膜生产出来的淡化水再经过化学水站的膜过滤、脱1补充水及循环水系统
盐、添加等工艺处理后,就能生产出项目所需的工业用1.1补充水系统
水"。由于海淡水中Ca2、Mg3-等离子浓度在前处理中已
海水淡化水水质情况见表1。
经完全除去,导致海淡水中硬度及碱度极低,氯离子浓
表1海水淡化水水质
项目pH电导率Ca2(以CaCO2计)总硬度(以CaCOっ计)总碱度(以CaCO计)Cl
数值
7.5
530
1.25
2
10
155
注:除pH和电导率(pS/cm)外,其余项目单位均为mg/L
通过朗格利尔( Langelier)饱和指数:L.S.=pH
表2系统的工况条件
pHs=-1.3<0,及雷兹纳( Ryznar)稳定指数21:R
工况条件
单位数值
=2pHs-pH=9.9>6的计算,可以确定此海水淡化水
循环水量
70000
系统保有水量
38000
属于强腐蚀性水质。
蒸发量(计算值)
965
由于设计原因,该厂补水供水管道采用碳钢材质,排污量
322
在供水过程中,海淡水会造成供水管道的强烈腐蚀,使
补充水量
循环水给水温度
得补充水中铁离子含量较高,最高时可达3mgL。大量循环水回水温度
的铁离子进入循环水系统,势必影响循环水系统的正常
浓缩倍数
4.0
运行,同时给水处理工作帯来极大难度。
系统材质
碳钢、不锈钢、铜
1.2循环水系统及其工况条件
2成套緩蚀阻垢剂的筛选
该厂循环水系统为散开式,补水全采用海淡水;系
针对海淡水的水质特点,我院新开发了一套高效缓
统换热器材质主要为碳钢,少量为不锈钢与铜材。循环蚀阻垢药剂,保证循环水系统正常稳定运行。
水系统采用化学稳定处理,浓缩倍数4.0倍左右;由于2.1补水系统缓蚀剂的筛洗
补水中可能带人的铁离子和海淡水对系统造成腐蚀,腐
补水管道中存在的问题主要是腐蚀,这里着重考查
蚀控制就显得尤为重要,系统的工况条件见表2。
药剂的缓蚀性能。采用旋转挂片法对缓蚀剂进行筛选,
收稿日期:2011-03-22
作者简介:孙肖(1986-),男,安徽淮北人,助理工程师,从事循环冷却水处理技术工作,15122315800,shawne@163.com
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总第172期2011年第4期(第37卷)
安徽化工
其中S1为有机膦羧酸盐/锌类,S2为有机瞵羧酸类,S3满意。为此,选用效果较好的X1与X2复配,同时在实
为磷酸盐类。实验用水为现场海淡水,实验条件:温度验水中加入一定量的S1,考査3种药剂的协同作用效
50℃水浴,转速75r/min,时间72h,挂片材质为碳钢。实果。经过实验可得出,将X1与X2进行1:1复配并与
验结果见表3。
S1联合使用时,在相同实验条件下,阻垢率可达到95%
表3不同缓蚀剂下的碳钢腐蚀率
以上,并且腐蚀率控制在0.020mma以下,完全符合应
药剂
空白
S2
用标准。
腐蚀率(mm/a)042200230.0300.042
表4不同阻垢剂的阻垢率
药剂
X4
由表3可以看出,缓蚀效果SI>S2>S3。由此选择
阻垢率(%)81.7
80.2
73.5
S1为补水管道用缓蚀剂。根据水量计算,药剂投加浓度
为3mgL
3现场应用效果
2.2循环水系统缓蚀阻垢剤的筛选
在对系统进行正常的全面清洗预膜后,经过海淡水
在补水系统中投加的缓蚀剂会随着补充水一起进的水质置换,系统转人正常运行。运行的同时向系统中
人循环水系统,在此发挥作用,但由于药剂消耗及防止投加药剂,加药方式均为连续加药。在运行过程中,需严
循环水系统结垢,循环水系统中仍需加入一定量的阻垢格控制药剂的有效含量并保证水质指标,以达到循环水
分散剂。
的良好处理效果。
以现场海淡水为实验用水,浓缩倍数在4.0倍条件
系统正常运行后,通过水质稳定处理,换热器设备
下,进行静态阻垢实验,实验条件:pH=8,温度80℃及管道的腐蚀、结控制良好,也没有发现系统菌濂及
水浴,时间10h。实验结束后,将试液自然冷却,若液面黏泥滋生现象,效果优良。补充水中很高的铁离子含量
低于容量瓶刻度线,可用去离子水补齐至刻度,再进行也已经降至正常,完全符合水质控制标准。日常运行时
过滤,计算阻垢率,结果见表4。
循环水水质控制指标如表5所示,加药前后铁离子含量
由表4可知,xI的阻垢率最佳,但效果仍不能令人对比如图1所示
表5日常运行循环水水质控制指标
项目
数值
项日
pP
8.S-9.0
总碱度(以CaCO3计,mg?L-)
200
电导率(uS·cm)
<2500
<720
锌盐(mgL-)
总磷(以PO2计,mg·-1
≤3
正礫(以PO2计,mg?L
总铁(mg·L-)
铜离子(mgI-)
0.1
油(mg·[
Si02(mg L-l
<10
浓缩数
≥4
系统的稳定运行。
表6换热器监测数据
加药
监测项目
数值
[习加
碳钢腐蚀速率(m/a)
≤0.05
铜腐蚀速率(mmn/a)
≤0.005
不锈钢腐蚀速率(mm/a)
环水
粘附速率[mg/(cm2·30d)
图1加药前后补水与循环水中总鉄含量変化
4结论
现场旁路监测换热器严格按照要求(蒸汽温度
在有针对性地筛选出合适药剂并投入使用后,该厂
0-10℃,冷却水进出口温差8~10℃)进行现场应用循环水系统已正常平稳运行一年多。该项目不仅使海淡
效果监测,见表6。现场监测数据显示,其指