鈦白粉廠循環(huán)水技術(shù)方案

鈦白粉有限公司

循環(huán)冷水處理技

術(shù)

方

案中國(guó)靈泉環(huán)?？萍加邢薰?/p>

二OO九年十月1前言2處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)4循環(huán)冷卻水形成危害5補(bǔ)充水質(zhì)6處理方案7預(yù)計(jì)藥劑消耗量8加藥方式9日常監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)10質(zhì)量保證措施11結(jié)束語(yǔ)12試驗(yàn)報(bào)告鈦白粉有限公司循環(huán)冷卻水處理方案1.前言鈦白粉有限公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)冷卻水量為2160m3/h,采用單元制供水系統(tǒng)，補(bǔ)水為自來水。眾所周知，冷卻水循環(huán)使用能有效地節(jié)約水資源、減少熱污染。但冷卻水在不斷蒸發(fā)濃縮過程中，水中的有害離子成倍增加，再加上冷卻塔在室外長(zhǎng)年受陽(yáng)光照射，風(fēng)吹雨淋，灰塵、雜物的飄落，會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和微生物的滋生，由此而產(chǎn)生的污垢將堵塞輸水管線，引起腐蝕穿孔、換熱效率下降等一系列水質(zhì)危害，威脅裝置的正常運(yùn)行。為防止設(shè)備產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象，確保系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，必需對(duì)循環(huán)冷卻水進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理?；S循環(huán)冷卻水具有循環(huán)量大，熱介質(zhì)溫度高等特點(diǎn)。本方案是針對(duì)貴廠使用的水質(zhì)特點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)工藝參數(shù)，再結(jié)合我們?yōu)橘F州美豐化工有限公司、湖北祥云化工集團(tuán)、河南藍(lán)天化工集團(tuán)等國(guó)內(nèi)化工行業(yè)循環(huán)冷卻水處理經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)篩選出一個(gè)適合于貴廠循環(huán)冷卻水處理方案，我們向貴廠推薦本處理方案，以供選用。2.處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本處理方案按循環(huán)冷卻水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50050-2007執(zhí)行。碳鋼腐蝕率 V0.075mm/a銅、不銹鋼腐蝕率 <0.005mm/a污垢熱阻 V3.44X10-4m2?K/W污垢沉積速率<25mcm異養(yǎng)菌總數(shù)夏季<5X105個(gè)/ml冬季<1X105個(gè)/ml粘泥量3.系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)<4ml/ms循環(huán)水量ms/h:2160保有水量m3 :1200補(bǔ)充水量m3/h:484.循環(huán)冷卻水形成的危害4?1腐蝕危害腐蝕是指通過化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)使金屬被消耗破壞的現(xiàn)象。金屬在循環(huán)水中由于有溶解氧的存在產(chǎn)生以下反應(yīng)：陽(yáng)極是鐵的溶解過程Fe-Fe2++2e陰、陽(yáng)極綜合反應(yīng)Fe2++2OHTFe(OH)2jTFe(OH)3—Fe2O3(腐蝕產(chǎn)物)在循環(huán)水系統(tǒng)中，主要以溶解氧腐蝕為主，這種腐蝕除了會(huì)造成系統(tǒng)的輸水管線、水冷設(shè)備損壞或使用壽命減少外，還會(huì)由于腐蝕造成水冷器泄漏而引起工藝介質(zhì)的污染或造成計(jì)劃外的停車事故等，另外由于腐蝕會(huì)產(chǎn)生銹鎦，會(huì)引起換熱效率下降或管線堵塞等危害。4?2結(jié)垢危害結(jié)垢是指水中溶解或懸浮的無機(jī)物，由于種種原因，而沉積在金屬表面，敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢主要成份有CaCO和腐蝕產(chǎn)物二3種，由于緩蝕劑使用致使腐蝕產(chǎn)物大大減少，CaCO垢，Ca(PO)垢為3 3 42主要成份。垢的產(chǎn)生會(huì)引起水冷設(shè)備換熱效率下降，管線的阻力增大，導(dǎo)致循環(huán)水量減少或細(xì)管的堵塞等，敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中影響結(jié)垢的主要因素是冷卻水PH、Ca、總堿度、水溫、換熱器表面溫度、表面狀態(tài)等。4.3粘泥危害粘泥是指金屬列管等內(nèi)壁附著的粘質(zhì)膜，生物粘泥主要由細(xì)菌及藻類等微生物的分泌產(chǎn)物粘附了水中懸浮雜質(zhì)而形成，生物粘泥的產(chǎn)生主要會(huì)導(dǎo)致傳熱效率下降、列管堵塞、增加局部腐蝕等危害，影響粘泥生成主要因素與水溫、PH、溶解氧、營(yíng)養(yǎng)源等有關(guān)。4.4其它離子的危害系統(tǒng)的金屬管線還會(huì)因其它的離子如Cl-和SO2-的存在而引起危4害，Cl-和SO2-均屬?gòu)?qiáng)腐蝕性離子，特別是Cl-由于其半徑小，容易穿4透鈍化膜表面的細(xì)孔而產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。另在有污垢存在時(shí)，Cl-可依靠

其穿透力進(jìn)入垢下與Fe2+生成FeCl，F(xiàn)eCl進(jìn)一步水解生成Fe(OH)和222HCl,導(dǎo)致腐蝕區(qū)溶液呈酸性，使金屬的腐蝕速度加快，Cl-還是造成不銹鋼點(diǎn)蝕及應(yīng)力腐蝕的主要因素，所以冷卻水中Cl-的允許濃度應(yīng)根據(jù)設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)而確定。5.補(bǔ)充水質(zhì)5?1水質(zhì)參數(shù)項(xiàng)目單位補(bǔ)充水PH——7.32總堿度mmol/L1.51Ca2+mmol/L1.21總硬度mmol/L1.56Cl-mg/L13.5電導(dǎo)率“s/cm3205.2水質(zhì)評(píng)價(jià)根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，分別對(duì)其朗格利爾(Langlier)飽和指數(shù)和雷茲納(Ryzner)穩(wěn)定指數(shù)判定：Langlier飽和指數(shù)(SI)飽和指數(shù)LSI為系統(tǒng)補(bǔ)充水實(shí)測(cè)pH值與碳酸鈣飽和時(shí)pHs之差值，即：SI=pH—pHs；pHs=(9.7+A+B)—(C+D)Ryzner穩(wěn)定指數(shù)(IR)由于碳酸鈣飽和pHs是根據(jù)平衡理論推導(dǎo)出來的，對(duì)實(shí)際作用中各種復(fù)雜因素考慮不全面，沒有考慮結(jié)晶、電化學(xué)過程和水中膠體影響，而且把碳酸鈣即作延緩腐蝕又促進(jìn)結(jié)垢來考慮，所以水質(zhì)腐蝕和結(jié)垢問題應(yīng)該將飽和指數(shù)SI與穩(wěn)定指數(shù)IR配合作用，用來分析循環(huán)R冷卻水補(bǔ)水系統(tǒng)和在不同濃縮倍率下的水質(zhì)結(jié)垢或腐蝕傾向。IR=2pHs-pH；RpHs=(9.7+A+B)—(C+D)則:SI〉0時(shí)結(jié)垢SI=0時(shí)穩(wěn)定SIV0時(shí)腐蝕I〈3.7R結(jié)垢I=7.5—9.0R嚴(yán)重腐蝕I=5.0-6.0R輕結(jié)垢I=7.0-7.5R輕微腐蝕I=6.0-7.0R水質(zhì)較穩(wěn)定為了對(duì)循環(huán)水濃縮后的水質(zhì)有一定的了解，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室蒸發(fā)濃縮原水，后測(cè)其水質(zhì)情況，我們計(jì)算了原水及不同濃縮倍數(shù)時(shí)循環(huán)水的穩(wěn)定指數(shù)如下表：溫度C補(bǔ)充水K=3.0K=3.5SIIRSIIRSIIR250.295.421.983.262.653.23450.93.182.562.263.181.65從取回水樣分析數(shù)據(jù)看該補(bǔ)水在水溫為45°C時(shí)屬于結(jié)垢型水質(zhì)，當(dāng)補(bǔ)水濃縮到3.5倍時(shí)系統(tǒng)將嚴(yán)重結(jié)垢；又因結(jié)垢和腐蝕是相互關(guān)聯(lián)的,在高濃縮倍率下運(yùn)行時(shí)由于含鹽量的升高，腐蝕性離子Cl-、O2-、4NH-等也相應(yīng)升高，易使腐蝕加劇，且結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)易產(chǎn)生垢下腐蝕，4故高效的阻垢緩蝕劑和良好的管理水平，是保證設(shè)備安全運(yùn)行的關(guān)鍵。綜合考慮系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，補(bǔ)充水性質(zhì)，藥劑承受極限、熱負(fù)荷以及各種可能發(fā)生的變數(shù)，我們推薦濃縮倍數(shù)最高控制＜3倍，正常運(yùn)行時(shí)可控制在2~3倍，既可保證處理效果、控制直接處理成本，又節(jié)約用水、減少排污。因此配方篩選主要側(cè)重于選擇性能優(yōu)良、對(duì)鈣容忍度高、阻垢能力較強(qiáng)的阻垢分散劑。但水中存在溶解氧等因素，也有可能對(duì)金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕的可能性，因此我們?cè)诳紤]水處理整體方案充分考慮阻垢的同時(shí)，也綜合考慮對(duì)系統(tǒng)緩蝕的治理。擬定以下實(shí)驗(yàn)程序：鼓泡法快速篩選實(shí)驗(yàn)；靜態(tài)阻垢分散實(shí)驗(yàn)；旋轉(zhuǎn)掛片緩蝕實(shí)驗(yàn)；動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)。（實(shí)驗(yàn)報(bào)告詳見附件）6.處理方案通過靜態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，篩選出以由PBTCA,BTA和AMPS磺酸共聚物等組成的水處理藥劑JP-303B,阻垢緩蝕效果良好，處理效果均能滿足GB50050-2007要求。適用于貴廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。新投用的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)開工投產(chǎn)一般分二步進(jìn)行，即首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗預(yù)膜處理，通過化學(xué)手段有效地去除熱交換器、輸水管線水側(cè)表面的油污和浮銹，并形成一層致密的保護(hù)膜，為正常運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。第二步為正常運(yùn)行處理，通過投加高效阻垢緩蝕劑、殺菌滅藻劑控制水質(zhì)危害。6.1清洗預(yù)膜方案6.1.1清洗預(yù)膜的必要性新設(shè)備投入運(yùn)行前，換熱設(shè)備內(nèi)壁一般附有油脂、浮銹等。投入運(yùn)行后，油脂覆蓋的部分由于存在氧濃度差，容易造成電偶腐蝕，腐蝕產(chǎn)物覆蓋在金屬表面，更容易加劇金屬的腐蝕。進(jìn)行清洗預(yù)膜后，可以徹底清除換熱器表面的油脂和浮銹等，在裸露的金屬表面，形成一層均勻的保護(hù)膜，將金屬與循環(huán)水隔離開來，從而保護(hù)金屬不被腐蝕。6.1.2清洗預(yù)膜方法對(duì)該系統(tǒng)選擇不停車循環(huán)清洗預(yù)膜。6.1.3清洗前準(zhǔn)備工作6.1.3.1廠方在系統(tǒng)清洗之前，要對(duì)系統(tǒng)實(shí)行檢漏，如有隱患的部件及設(shè)備必須進(jìn)行修復(fù)或隔離；6.1.3.2將清洗預(yù)膜所需的藥劑運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)；6.1.3.3準(zhǔn)備好現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)所需的儀器及藥品；6.1.4清洗預(yù)膜步驟6.1.4.1水沖洗及系統(tǒng)試壓、檢漏：除去管道內(nèi)壁上的積灰、泥沙、脫離的金屬氧化物及其他疏松污垢，并進(jìn)行系統(tǒng)檢漏。6.1.4.2除油：向循環(huán)水池中加入JP-605剝離劑，剝離循環(huán)管道內(nèi)壁上的有機(jī)油類物質(zhì)，JP-605剝離劑投加濃度約為800ppm。6.1.4.3化學(xué)清洗：?向循環(huán)水池中加入復(fù)合型有機(jī)酸JP-603，控制循環(huán)水PH值為4.5左右，循環(huán)過程中，pH值會(huì)慢慢上升，則加JP-603調(diào)至PH為4.5左右，封閉運(yùn)行。?當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)試樣已出現(xiàn)金屬本體光亮，表明清洗已經(jīng)結(jié)束；?開啟排污及補(bǔ)水閥門，向循環(huán)池中補(bǔ)加新鮮水，置換循環(huán)水，待pH值升到7.0，水質(zhì)清亮?xí)r，清洗工藝完成。?JP-603投加濃度為1000ppm左右。6.1.4.4預(yù)膜?當(dāng)系統(tǒng)水質(zhì)置換完畢，即開始投加JP-604預(yù)膜劑。?系統(tǒng)運(yùn)行2?3天后預(yù)膜結(jié)束，開啟排污及補(bǔ)水閥門開始進(jìn)行系統(tǒng)水質(zhì)置換，至水質(zhì)清澈。6.1.5現(xiàn)場(chǎng)配合工作6.1.5.1在清洗預(yù)膜期間，請(qǐng)廠方安排1?2名熟悉現(xiàn)場(chǎng)及循環(huán)冷卻水工藝方面的專業(yè)技術(shù)人員協(xié)助和協(xié)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)工作。6.1.5.2安排管道操作工、電工配合現(xiàn)場(chǎng)清洗預(yù)膜加藥和補(bǔ)水、排污操作及相關(guān)設(shè)備的維修。6.1.5.3現(xiàn)場(chǎng)有堆放清洗、預(yù)膜藥劑的臨時(shí)庫(kù)房或場(chǎng)地。6.1.6安全措施6.1.6.1在清洗過程中應(yīng)密切注意水池水位的變化，以便及時(shí)調(diào)整。6.1.6.2人工操作時(shí)應(yīng)使用勞保用品，避免藥物與人體的直接接觸，當(dāng)藥物或酸濺到人體時(shí)，應(yīng)及時(shí)用大量水沖洗。6.1.6.3加藥現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有足夠的照明。6.1.6.4清洗、預(yù)膜所用的藥劑應(yīng)有明顯的安全標(biāo)識(shí)。6.2阻垢緩蝕方案6.2.1水處理劑投加方式擬在冷水池水泵吸入口或者補(bǔ)充水入口投加JP-303B型阻垢緩蝕劑以控制系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕傾向。JP-303B型阻垢緩蝕劑由有機(jī)膦，苯并和鋅鹽、磺酸共聚物等多種成份組成的，具有良好的協(xié)同效應(yīng)和配伍性，對(duì)碳鋼、銅及銅合金都有優(yōu)良的緩蝕性能，對(duì)碳酸鈣、磷酸鈣等有卓越的阻垢分散性能，經(jīng)過小試，緩蝕阻垢率均在98%以上。投加方式為用計(jì)量泵自動(dòng)投加，投加量為25ppm。6?3殺菌滅藻方案循環(huán)冷卻水系統(tǒng)適宜的溫度和充足陽(yáng)光，很適合菌藻的生長(zhǎng)；循環(huán)水中所含各種雜質(zhì)、離子和水中的懸浮物為細(xì)菌提供充足養(yǎng)份；從空氣里不斷帶入冷卻塔中的各種細(xì)菌抱子有不斷提供細(xì)菌生長(zhǎng)的種群。這些都會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)菌藻大量繁殖，造成生物粘泥增加，水質(zhì)惡化，而導(dǎo)致設(shè)備腐蝕，換熱效率下降和冷水塔填料堵塞，冷卻效果下降。細(xì)菌和藻類在被殺菌滅藻過程中，幸存者逐漸對(duì)一種藥劑產(chǎn)生抗藥性，為防止細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性，必須交替投加不同性能的殺菌滅藻劑。根據(jù)我廠在化工企業(yè)多年的水處理經(jīng)驗(yàn)和對(duì)化工行業(yè)循環(huán)水的了解，我公司擬采用JP-40X系列交替投加。6.3.1殺菌滅藻劑類型6.3.1.1JP-401殺菌滅藻劑：該殺菌劑是一種氧化性殺菌滅藻劑，以活性氯為主要成分，能迅速通過微生物的細(xì)胞壁，與原生質(zhì)反應(yīng)，使微生物體內(nèi)一些和新陳代謝有密切關(guān)系的酶發(fā)生氧化，達(dá)到破壞細(xì)胞蛋白質(zhì)的目的，同時(shí)JP-401與水形成水合物穩(wěn)定性好，它是一種緩釋性藥劑，投加量為100ppm。6.3.1.2JP-402殺菌滅藻劑:該藥劑是非氧化性殺菌滅藻劑，以季銨鹽為活性物，對(duì)多種微生物都有較強(qiáng)的殺滅和抑制能力，殺生速度快，殺生力強(qiáng)，適用的pH范圍寬；毒性小，生物降解性好，對(duì)環(huán)境無不良影響，在使用濃度范圍內(nèi)對(duì)皮膚、粘膜和創(chuàng)傷面無刺激，與其他水處理藥劑配伍性好。對(duì)生物粘泥有剝離作用。投加量為100ppm。6.3.2殺菌滅藻劑投加方式以一種殺菌滅劑為主劑，另一種殺菌滅劑為輔劑，可防止系統(tǒng)產(chǎn)生抗藥性，殺菌劑的投加是沖擊性投加。7.預(yù)計(jì)藥劑消耗量7.1正常運(yùn)行時(shí)預(yù)計(jì)藥劑消耗量藥劑名稱投加量（KG）投加頻率360天（12個(gè)月）用量（噸）備注JP-303B30每日一次12左右具體用量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果而定JP-40X120每周一次7左右視情況具體投加7.2清洗預(yù)膜藥劑用量一覽表藥劑名稱投加量（KG）備注剝離劑JP-6051000油脂、粘泥剝離用清洗劑JP-6031500浮銹等預(yù)膜劑JP-6041000預(yù)膜8■加藥方式&1阻垢緩蝕劑加藥8.1.1加藥方式：8.1.1.1基礎(chǔ)投加新系統(tǒng)或停車48小時(shí)以上的老系統(tǒng)開車時(shí)，為保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中藥劑的有效濃度均應(yīng)基礎(chǔ)投加，需要一次加入一定量的藥劑，加入量一般是日常加藥量的3~5倍。8.1.1.2日常投加將原液藥劑配制20%濃度加入，每日配制藥劑30Kg，調(diào)節(jié)閥門流量，均勻一日加完。8.1.2加藥點(diǎn)：加入點(diǎn)為循環(huán)水泵入口或補(bǔ)水入口。8.1.3加藥注意事項(xiàng)：A） 注意確保藥劑加入連續(xù)，均勻；B） 加強(qiáng)加藥處理過程中，循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)和管理。8.1.4加藥處理運(yùn)行監(jiān)測(cè)：日常監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：PH值、懸浮物、全堿度、Ca2+、總硬度、C1-o8.2殺菌滅藻劑加藥8.2.1加藥方式：沖擊性的投加藥劑。8.2.2加藥點(diǎn)：加入點(diǎn)為循環(huán)水泵入口或補(bǔ)水入口。8.2.3加藥注意事項(xiàng)：A） 注意安全；B） 加藥后，封閉運(yùn)行24?48小時(shí)，然后加大排污，置換循環(huán)水。9.日常監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)9.1日常監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及控制指標(biāo)PH=7—9總硬度：W500mg/L（以CaCO計(jì)）3鈣硬度：W350mg/L（以CaCO計(jì)）3堿度：W500mg/L（以CaCO計(jì)）3氯離子：W150mg/L9.2藥劑處理后循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到的要求:碳鋼腐蝕率W0.075mm/年；