金迪化纖循環(huán)水處理方案
摘 要: 工廠普遍采用循環(huán)水冷卻設(shè)備,為達(dá)到阻垢、緩蝕及殺菌的目的,合理選擇化學(xué)藥劑在循環(huán)水處理中至關(guān)重要。介紹了金迪化纖公司循環(huán)水處理情況。
關(guān)鍵詞: 化學(xué)藥品; 水處理
湖南金迪化纖有限責(zé)任公司主要產(chǎn)品有聚酯切粒、長絲等。其公用工程建有4000t/ h 的循環(huán)水場, 給水溫度32 ℃,回水溫度42 ℃,濃縮倍數(shù)控制在3 ～4 ,熱交換器材主要為碳鋼、不銹鋼、銅管,以碳鋼為主,水走管程,流速約0. 51～1. 0m/ s。為保證設(shè)備安全地長周期運行,水處理工作很重要。因此 1998 年通過招標(biāo),與江蘇武進(jìn)精細(xì)化工廠簽定并實施水處理合作協(xié)議。
1 循環(huán)水系統(tǒng)概況
循環(huán)水量4000t/ h ; 保有水量900t ; 排污水量 12t/ h ;補充水量42t/ h ;蒸發(fā)水量30t/ h ;濃縮倍數(shù) 3. 5 ;溫差8～10 ℃;藥劑停留時間75h 。
水質(zhì)條件見表1 。
| 表1 水質(zhì)條件 |
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根據(jù)循環(huán)水穩(wěn)指數(shù)(R. S. I) 計算,當(dāng)循環(huán)水濃縮倍數(shù)達(dá)到3. 5 時,R. S. I = 5 ,呈結(jié)垢型水質(zhì)。具體判斷公式參見中石化內(nèi)部水處理標(biāo)準(zhǔn)《冷卻水分析和試驗方法》。
2 藥劑選擇方案
根據(jù)穩(wěn)定指數(shù)計算,補充水水質(zhì)經(jīng)3 . 5倍濃縮后,結(jié)垢傾向明顯。所以選擇配方以阻垢分散為主, 同時控制Cl - 經(jīng)濃縮后達(dá)22. 44mg/ L ,配方也應(yīng)注意腐蝕的控制。
因循環(huán)水在堿性條件下氯氣的殺生能力下降, 應(yīng)選用適于高p H 條件下的非氧化性殺生劑。
根據(jù)設(shè)計思路,選擇武進(jìn)精細(xì)化工廠生產(chǎn)的 J C2463B 緩蝕阻垢劑,主要成分有膦駿酸、磺花共聚物、銅緩蝕劑等。
3 水質(zhì)穩(wěn)定試驗
3. 1 靜態(tài)阻碳酸鈣垢試驗
試驗方法按照中石化公司《冷卻水分析和試驗方法》中“碳酸鈣垢沉積法”進(jìn)行。
試驗水質(zhì):鈣(以CaCO3 計) 67. 13mg/ L ,總硬度(以CaCO3 計) 83. 95mg/ L ,總堿(以CaCO3 計) 64. 95mg/ L ,Cl - 6. 41mg/ L ,p H 7. 49 。
試驗條件:溫度(80～90) ℃;時間10h ;恒溫濃縮至3. 5 倍。試驗結(jié)果見表2 。
| 表2 靜態(tài)阻碳酸鈣垢試驗結(jié)果 |
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3. 2 靜態(tài)阻磷酸鈣垢試驗
考慮到補充水中不含PO3 - 4 ,循環(huán)水中PO3 - 4 均為膦系藥劑自身分解引入的。因此對阻磷酸鈣垢試驗方法進(jìn)行了改進(jìn),即在進(jìn)行阻碳酸鈣垢的同時測試各水質(zhì)實驗前后的總磷含量,并計算絕對阻垢率。試驗結(jié)果見表3 。(試驗水質(zhì)及試驗條件同3. 1) 。
| 表3 靜態(tài)阻磷酸鈣垢試驗結(jié)果 |
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3. 3 靜態(tài)阻鋅垢試驗
試驗方法:藥劑中含Zn2 + 將帶入循環(huán)水中,可能形成鋅垢。因此,在進(jìn)行阻碳酸鈣垢的同時,檢測水質(zhì)前后Zn2 + 的含量,并計算絕對阻垢率。試驗結(jié)果見表4 。(試驗水質(zhì)及試驗條件均同前)
| 表4 靜態(tài)阻鋅垢試驗結(jié)果 |
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3. 4 旋轉(zhuǎn)掛片緩蝕試驗
試驗方法按中石化公司《冷卻水分析和實驗方法》中的“旋轉(zhuǎn)掛片失重法”進(jìn)行。試驗水質(zhì): 同 311 ; K = 3. 5 。試驗條件:溫度50 ±1 ℃;轉(zhuǎn)速75r/ min ,試驗時間:72h ,試片: H 型標(biāo)準(zhǔn)試片為A3 鋼、黃銅、不銹鋼。藥劑:J C2463B。試驗結(jié)果見表5 。
| 表5 掛片腐蝕試驗結(jié)果 |
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表5 阻垢緩蝕試驗結(jié)果表明,J C2463B 藥劑在投加量達(dá)到50～70mg/ L 時,對碳酸鈣垢、磷酸鈣垢、鋅垢等的阻垢率達(dá)92 %以上,對碳鋼、黃銅、不銹鋼的腐蝕速率達(dá)到中石化有關(guān)規(guī)定的“好”和“很好”的標(biāo)準(zhǔn),試驗表明J C2463B 藥劑適合該系統(tǒng)。
4 實施情況
一個完整的水處理方案,應(yīng)包含緩蝕阻垢、分散、殺菌滅藻和排污處理五個方面,并涉及如下步驟:水沖洗、化學(xué)清洗、預(yù)膜處理、正常運行。其中化學(xué)清洗、預(yù)膜、正常運行需采用不同的化學(xué)藥劑。
(1) 化學(xué)清洗階段 采用武進(jìn)精細(xì)化工廠生產(chǎn)的J C2161 清洗劑,按1000mg/ L 投加,該藥劑主要由氨基磺酸、表面活性劑及多種緩蝕劑等組成,要求清洗效果顯著、腐蝕率低、不產(chǎn)生氫脆等。通過化學(xué)清洗,清除水系統(tǒng)管壁上的油污垢及浮銹等,從而創(chuàng)造一個活化的金屬表面,給預(yù)膜處理打下了基礎(chǔ)。
(2) 預(yù)膜處理階段 結(jié)合本系統(tǒng)的特點,采用該系列的J C2265A 預(yù)膜劑(400mg/ L ) 及J C2265B 增效劑(100mg/ L) ,同時在處理過程中投加J C2326 阻垢分散劑。為檢驗預(yù)膜效果,將事先處理好的A3 試片、不銹鋼試片和黃銅試片掛入循環(huán)水池中,待預(yù)膜結(jié)束后,各取一片,看到表面有明顯的五彩色暈, 用硫酸銅滴定法檢測,時間差大于60s ,實施表明預(yù)膜效果非常好。
(3) 日常運行階段 每月兩次沖擊式投加殺菌滅藻劑100mg/ L ,仍采用該廠生產(chǎn)的XF2990 非氧化性殺菌劑,主要化學(xué)成分為異噻唑啉酮衍生物。該品具有低毒、廣譜高效、活性成分降解好、穩(wěn)定性強(qiáng),并能穿透粘泥附在器壁上的生物膜,起到生物剝離的作用。同時采用了與氯氣具有同等效果的氧化性殺菌劑(XF2992) ,主要化學(xué)成分為三氯異氰尿酸。每天按3. 5kg 投加,對于抑制黏泥的生長、菌藻的滋生和有機(jī)物的繁殖很有成效。
2001 年7 月,全廠停產(chǎn)大檢修。對部分換熱器進(jìn)行了檢查,檢查結(jié)果見表6 。從打開的換熱器整外觀看,無腐蝕、無垢、無黏泥附著,只是在個別列管換熱器中有少量細(xì)砂和雜物,這是流速低的緣故,建議每年大修時進(jìn)行停車清洗。
本水處理方案實施后經(jīng)兩年多的生產(chǎn)運行,掛片腐蝕率為0. 04mm/ a ,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0. 125mm/ a ,換熱器打開目測達(dá)到滿意的效果。
| 表6 換熱器檢查結(jié)果 |
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