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冷卻循環(huán)水處理試驗研究
時間:2015-07-21 作者:huanreqichang 點擊數(shù):

    循環(huán)冷卻水處理能控制結(jié)垢,防止腐蝕,抑制微生物,防止環(huán)境污染,是節(jié)約淡水資源和合理使用水資源的有效途徑。因此在我公司發(fā)展高效的循環(huán)冷卻水處理技術是實現(xiàn)節(jié)能降耗的重要途徑。其意義如下:

    (1)穩(wěn)定生產(chǎn):沒有水垢附著、腐蝕、穿孔或污泥堵塞等危害,系統(tǒng)中的換熱器可以在良好的環(huán)境中工作,從而在循環(huán)冷卻水方面為公司長期安全生產(chǎn)提供了保證。

    (2)節(jié)約水資源:隨著循環(huán)水濃縮倍率的提高,補充水量就會減少,水的重復利用率提高,從而節(jié)約水資源。

    (3)減少環(huán)境污染:由于循環(huán)水系統(tǒng)可以減少冷卻水的排放量,甚至對排污水進一步處理后,可以用作系統(tǒng)的補充水用,也就不會存在污染的問題,破壞生態(tài)環(huán)境的問題。

    1系統(tǒng)概況及配方設計方案

    1.1水質(zhì)分析我公司循環(huán)水水源為地下水,其水質(zhì)分析數(shù)據(jù)如表l所示。

地下水水質(zhì)分析

    1.2水質(zhì)特點由表1數(shù)據(jù)可知,補充水中的Ca、Mgz+濃度低,堿度大于硬度屬負硬水,而且pH值偏高,該水的穩(wěn)定指數(shù)為:一倍水6.7,屬輕度結(jié)垢型水質(zhì);二倍水5.52,屬中度結(jié)垢型水質(zhì);三倍水4.74,屬嚴重結(jié)垢型水質(zhì)。

    1.3系統(tǒng)運行概況冷卻水設備材質(zhì):鎳;走水一側(cè)設備材質(zhì):碳鋼;冷卻水流速:500t/h;換熱器表面最高溫度:80oC;水冷設備類型:板式換熱器;循環(huán)水量:200t;保有水量:190t;~污水量:50t;~l"充水量:180t;冷卻水進口溫度:32~C;冷卻水出口溫度:40℃;濃縮倍數(shù):2。

    1.4配方設計方案

    1.4.1設計思路根據(jù)上述水質(zhì)特點及工藝參數(shù)和車間設備材質(zhì)情況,我們提出如下配方:HEDP:HPMA:PBTcA:三元共聚物:七水硫酸鋅:六偏磷酸鈉=1:1:l:2:1:0.5

    1.4.2藥劑性能HEDP是同碳二膦酸型中的一種有機膦酸。其化學名稱為羥基乙叉二膦酸。它的抗氧化性比較強,能與金屬離子形成六元環(huán)鰲合物,并且有臨界值效應和協(xié)同效應,因此它對抑制碳酸鈣、水合氧化鐵等的析出或沉積有很好的效果。HPMA是水解聚馬來酸酐的簡稱,由于分子結(jié)構(gòu)中羧基數(shù)比聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸多,因此阻垢性能比較好,而且能在l75℃左右的較高溫度下保持良好的阻垢性。PBTCA的化學名稱是2一膦酸基丁烷一1,2,4一三羧酸,由于它的分子結(jié)構(gòu)中同時含有膦酸基和羧基兩種基團,在這兩種基團的共同作用下,使得PBTCA能在高溫、高硬度和高pH的水質(zhì)條件下,與常用有機膦酸相比,PBTCA不易形成難溶的有機膦酸鈣。同時它還具有緩蝕作用,特別是在高劑量使用時,它還是一種高效緩蝕劑。PBTCA與鋅鹽和聚磷酸鹽復配可產(chǎn)生良好的協(xié)同效應。三元共聚物是丙烯酸、AMPS、丙烯磺酸鹽、磷酸鹽的共聚物,是一類綜合性能優(yōu)良的阻垢分散劑,對循環(huán)水中常見的磷酸鈣、碳酸鈣、鋅垢等均有顯著的作用,并且分散性能優(yōu)良。它在高堿、高硬、高濁度、高pH值的水質(zhì)中,不僅自身有優(yōu)異的阻垢分散性能,而且可以與有機膦酸、鋅鹽、鉬酸鹽等緩蝕劑復配,尤其是可與鋅鹽大劑量復配,從而提高了藥劑對碳鋼的緩蝕率。六偏磷酸鈉加入水中,能夠破壞碳酸鈣等晶體的正常生長過程,從而阻止了碳酸鈣水垢的形成同時它還具有緩蝕作用。

補充水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)

    2實驗部分向7個500mL的燒杯中加入不同的實驗用水(水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表2),分別為(0)(1)(2)(3)(4)(5)(6)其中(O)為空白試驗,是井水即生產(chǎn)實際用補充水(1)(2)(3)(4)(5)(6)為加人了不同復配濃度阻垢劑的井水,加入的水量都為50OraL,畫好刻度線,于通風條件下在8O℃恒溫蒸發(fā)濃縮,隨著蒸發(fā)濃縮的進行要不斷地向燒杯中補充井水,以保持500mL,直至每組都加入了750mL井水為止此時濃縮倍率為2.5,取出燒杯,冷卻,過濾,檢測濾液中的殘留ca含量,結(jié)果見表3。

    3水處理方案的確定通過試驗,確定分公司水處理方案為阻垢緩蝕劑:60mg/L;非氧化性殺菌劑:80~100mg/L;氧化性殺菌劑:50—100mg/L。阻垢緩蝕劑采用連續(xù)加藥方式,這樣能使循環(huán)冷卻水中的阻垢劑均勻,效果好。非氧化性殺菌劑,采用沖擊加人,加藥量根據(jù)保有水量計算,每10d沖擊一次。氧化性殺菌劑,采用沖擊加入,加藥量根據(jù)保有水量計算,每5d沖擊一次。氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑交替使用。

    4應用試驗根據(jù)試驗配方及車間水系統(tǒng)的排水量,我們每天向循環(huán)水系統(tǒng)加入定量的阻垢緩蝕劑,維持水系統(tǒng)總膦在58mg/L,并定期向系統(tǒng)加入氧化性殺菌滅藻劑和非氧化性殺菌滅藻劑,定期對水質(zhì)進行分析。經(jīng)處理后的循環(huán)冷卻水得到明顯改善,使冷卻水系統(tǒng)中的換熱器始終在良好的環(huán)境中工作,性能良好,而且殺菌滅藻劑作用明顯。自應用該試驗方法以來,換熱器檢修次數(shù)明顯減少,換熱效果良好,成品堿溫度在4445cC之間,未出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題,生產(chǎn)運轉(zhuǎn)正常。水質(zhì)分析抽檢數(shù)據(jù)見表4。

水質(zhì)分析抽檢數(shù)據(jù).gif

    5結(jié)論總之,經(jīng)小試及應用試驗和車間的控制工藝參數(shù)可知:該藥劑配方的阻垢性能良好,在實際生產(chǎn)中,減少了換熱器檢修次數(shù),減輕換熱器的損壞程度,使換熱器可以在良好的環(huán)境中工作,為車間長周期安全生產(chǎn)提供了保證。今后應加強循環(huán)冷卻水的現(xiàn)場監(jiān)測,包括水質(zhì),黏泥、掛片及監(jiān)測換熱器等應用和開發(fā)新型的查漏技術,做好節(jié)水工作。開發(fā)高效的高濃縮倍數(shù)的水處理技術,重視水質(zhì)穩(wěn)定處理技術的進步,重視補充水水質(zhì),降低補充水濁度以減少帶入水中的泥沙等懸浮物的含量,重視循環(huán)冷卻水的回用,開發(fā)循環(huán)冷卻水回用新技術、新工藝、達到節(jié)約用水的目的。

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