摘　要: 工廠普遍采用循環水冷卻設備,為達到阻垢、緩蝕及殺菌的目的,合理選擇化學藥劑在循環水處理中至關重要。介紹了金迪化纖公司循環水處理情況。

關鍵詞: 化學藥品; 水處理 　

湖南金迪化纖有限責任公司主要產品有聚酯切粒、長絲等。其公用工程建有4000t/ h 的循環水場, 給水溫度32 ℃,回水溫度42 ℃,濃縮倍數控制在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,與江蘇武進精細化工廠簽定并實施水處理合作協議。

1 　循環水系統概況

循環水量4000t/ h ; 保有水量900t ; 排污水量 12t/ h ;補充水量42t/ h ;蒸發水量30t/ h ;濃縮倍數 3. 5 ;溫差8～10 ℃;藥劑停留時間75h 。

水質條件見表1 。

表1 　水質條件

根據循環水穩指數(R. S. I) 計算,當循環水濃縮倍數達到3. 5 時,R. S. I = 5 ,呈結垢型水質。具體判斷公式參見中石化內部水處理標準《冷卻水分析和試驗方法》。

2 　藥劑選擇方案

根據穩定指數計算,補充水水質經3 . 5倍濃縮后,結垢傾向明顯。所以選擇配方以阻垢分散為主, 同時控制Cl - 經濃縮后達22. 44mg/ L ,配方也應注意腐蝕的控制。

因循環水在堿性條件下氯氣的殺生能力下降, 應選用適于高p H 條件下的非氧化性殺生劑。

根據設計思路,選擇武進精細化工廠生產的 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 　水質穩定試驗

3. 1 　靜態阻碳酸鈣垢試驗

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”進行。

試驗水質: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。試驗結果見表2 。

表2 　靜態阻碳酸鈣垢試驗結果

3. 2 　靜態阻磷酸鈣垢試驗

考慮到補充水中不含PO3 - 4 ,循環水中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行了改進,即在進行阻碳酸鈣垢的同時測試各水質實驗前后的總磷含量,并計算絕對阻垢率。試驗結果見表3 。(試驗水質及試驗條件同3. 1) 。

表3 　靜態阻磷酸鈣垢試驗結果

3. 3 　靜態阻鋅垢試驗

試驗方法:藥劑中含Zn2 + 將帶入循環水中,可能形成鋅垢。因此,在進行阻碳酸鈣垢的同時,檢測水質前后Zn2 + 的含量,并計算絕對阻垢率。試驗結果見表4 。(試驗水質及試驗條件均同前)

表4 　靜態阻鋅垢試驗結果

3. 4 　旋轉掛片緩蝕試驗

試驗方法按中石化公司《冷卻水分析和實驗方法》中的“旋轉掛片失重法”進行。試驗水質: 同 311 ; K = 3. 5 。試驗條件:溫度50 ±1 ℃;轉速75r/ min ,試驗時間:72h ,試片: H 型標準試片為A3 鋼、黃銅、不銹鋼。藥劑:J C2463B。試驗結果見表5 。

表5 　掛片腐蝕試驗結果

表5 阻垢緩蝕試驗結果表明,J C2463B 藥劑在投加量達到50～70mg/ L 時,對碳酸鈣垢、磷酸鈣垢、鋅垢等的阻垢率達92 %以上,對碳鋼、黃銅、不銹鋼的腐蝕速率達到中石化有關規定的“好”和“很好”的標準,試驗表明J C2463B 藥劑適合該系統。

4 　實施情況

一個完整的水處理方案,應包含緩蝕阻垢、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、化學清洗、預膜處理、正常運行。其中化學清洗、預膜、正常運行需采用不同的化學藥劑。

(1) 化學清洗階段　采用武進精細化工廠生產的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、不產生氫脆等。通過化學清洗,清除水系統管壁上的油污垢及浮銹等,從而創造一個活化的金屬表面,給預膜處理打下了基礎。

(2) 預膜處理階段　結合本系統的特點,采用該系列的J C2265A 預膜劑(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水池中,待預膜結束后,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 ,仍采用該廠生產的XF2990 非氧化性殺菌劑,主要化學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、穩定性強,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、菌藻的滋生和有機物的繁殖很有成效。

2001 年7 月,全廠停產大檢修。對部分換熱器進行了檢查,檢查結果見表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砂和雜物,這是流速低的緣故,建議每年大修時進行停車清洗。

本水處理方案實施后經兩年多的生產運行,掛片腐蝕率為0. 04mm/ a ,遠遠小于0. 125mm/ a ,換熱器打開目測達到滿意的效果。

表6 　換熱器檢查結果

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