工業(yè)生產(chǎn)中往往產(chǎn)生大量的熱,使設(shè)備和產(chǎn)品的溫度升高,從而影響正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。水是吸熱的良好介質(zhì),可以用于冷卻生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品,冷水冷卻器中,將熱油降溫,水溫升高,為了重復(fù)利用排出的熱水將其引入冷卻塔冷卻,再用水泵送入冷卻器中循環(huán)使用。而目前應(yīng)用最廣,類型最多的是敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在高濃縮下運行,實現(xiàn)了冷卻水的高度重復(fù)利用。但是該系統(tǒng)的弊端是冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)使用,水溫升高,水流速度的變化,水的蒸發(fā)和空氣中雜物的引入,各種無機離子和有機物質(zhì)的濃縮,陽光照射,灰塵雜物的引入,以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用,造成循環(huán)水水質(zhì)惡化,所以必須做好水質(zhì)處理工作。為了更好地說明水質(zhì)處理問題的重要性,對我廠順酐裝置循環(huán)水系統(tǒng)進行了分析研究,結(jié)合循環(huán)水工藝流程 ,分析了循環(huán)水水質(zhì)的變化及相應(yīng)提出了處理方法。
1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行過程中水質(zhì)的變化
CO2 含量降低當冷卻水中溶解的重碳酸鹽較多時,水流通過換熱器表面,特別是溫度較高的表面就會受熱分解,反應(yīng)如下: Ca ( HCO3 ) 2-------CaCO3 ↓+ H2O + CO2 ↑ 當循環(huán)水通過冷卻塔,溶解在水中的CO2 會逸出,水的p H 值升高,此時重碳酸鹽在堿性條件下發(fā)生如下反應(yīng): Ca ( HCO3 ) 2 + 2OH- ---------CaCO3 ↓ + 2H2O +CO32 - 如水中溶有適量的磷酸鹽與鈣離子時,也將產(chǎn)生磷酸鈣的沉淀: 2PO43 - + 3Ca2 +----------- Ca3 (PO4 ) 2 ↓CaCO3和Ca3 ( PO4 ) 2 屬微溶性鹽,其溶解度隨著溫度的升高而降低,從而引起循環(huán)水結(jié)垢。
堿度增加隨著循環(huán)冷卻水被濃縮,溶解在水中的CO2 逸出,冷卻水的堿度會升高。PH 值升高補充水進入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)后,水中游離的和半結(jié)合的酸性氣體CO2 在曝氣過程中逸入大氣而散失,故PH 值升高。濁度增加一方面補充水進入循環(huán)冷卻水中后由于被不斷蒸發(fā)、濃縮,另一方面循環(huán)冷卻水在冷水塔內(nèi)反復(fù)與大量的工業(yè)大氣接觸,把大氣中的塵埃洗滌下來并帶入循環(huán)冷卻水中形成懸浮物,導致水中懸浮物和濁度升高。
溶解氧濃度增大補充水進入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)后,在冷卻塔內(nèi)的噴淋曝氣過程中,空氣中的氧大量進入水中成為水中溶解氧,而溶解氧常是加速腐蝕的主要因素。 含鹽量升高補充水在循環(huán)過程中被蒸發(fā)時,水中無機鹽等非揮發(fā)性物質(zhì)則仍留在循環(huán)水中,故增大了循環(huán)水的結(jié)垢和腐蝕傾向。
有害氣體的進入循環(huán)冷卻水在冷卻塔內(nèi)與工業(yè)大氣反復(fù)接觸時,大氣中的SO2 、H2 S、N H3 等有害氣體不斷進入循環(huán)水中,增進了對鋼、銅、鋁合金的腐蝕。
異養(yǎng)菌的生長循環(huán)冷卻水中,異養(yǎng)菌的生長繁殖最快,數(shù)量也最多,這類細菌能產(chǎn)生致密的粘液,產(chǎn)生生物粘泥,對循環(huán)水危害很大。
2 水質(zhì)處理方法
為了保證系統(tǒng)長期、有效、安全的運行,必須定期對系統(tǒng)進行清洗、預(yù)膜、加藥、排污、補充新鮮水,對水質(zhì)、腐蝕性等情況進行日常監(jiān)控。
(1) 水質(zhì)的穩(wěn)定處理。影響循環(huán)水穩(wěn)定的因素有水質(zhì)污染、脫CO2 、濃縮作用、水溫變化等。先進的水質(zhì)穩(wěn)定處理,使循環(huán)水系統(tǒng)能在較高的濃縮倍數(shù)下運行,既滿足生產(chǎn)需要,又達到節(jié)水的目的。對于一個冷卻系統(tǒng)而言,從直流水改為循環(huán)水,并濃縮2～3 倍,那么其用水量將銳減至原來的0. 5 %～1.0 % ,所以我們將濃縮倍數(shù)嚴格控制在2～3 倍,選用緩蝕阻垢劑為YS - 201 ,根據(jù)每天化驗的結(jié)果,確定加藥量,目的是增加磷( P) 含量,除垢,保持水質(zhì)穩(wěn)定。但過多的提高濃縮倍數(shù)會使循環(huán)冷卻水的硬度、堿度和濃度升得太高,水的結(jié)垢傾向增大很多,從而使結(jié)垢控制的難度增大。高的濃縮倍數(shù)還會使循環(huán)冷卻水的腐蝕性離子和腐蝕性物質(zhì)的含量增加,水的腐蝕性增加,從而使腐蝕控制難度增加,同時還會使藥劑在冷卻水系統(tǒng)中的停留時間增大而水解,因而冷卻水的濃縮倍數(shù)并不是愈高愈好。
(2) 防水垢的穩(wěn)定處理法。
①根據(jù)所選用的處理方案和濃縮倍數(shù)的要求,控制成垢物質(zhì)進入冷卻水中的量,把補充水軟化到一定程度,控制水中鈣離子的含量;
②在循環(huán)水中加堿或二氧化碳降低p H 值,以控制水中碳酸根離子;
③使用阻垢劑破壞CaCO3 等鹽類結(jié)晶增長的過程,以達到控制水垢形成的目的。
(3) 控制循環(huán)冷卻水的濁度。一般循環(huán)冷卻水的濁度應(yīng)控制在10～15mg/ L 。主要是控制方法有: 采取有效的旁濾處理;控制補充水的濁度;在風沙大的地區(qū),應(yīng)在冷卻塔周圍砌上短墻,防止風沙入侵到冷卻水系統(tǒng);控制微生物的繁衍,防止粘泥的大量產(chǎn)生;注意清除塔池積泥。
菌藻的處理。一周做一次化驗,根據(jù)化驗結(jié)果決定是否需加殺菌劑。投藥前先將循環(huán)水濃縮倍數(shù)控制在標準范圍內(nèi),關(guān)閉排水閥和補水閥,使系統(tǒng)處于無泄水狀態(tài),以免降低藥劑濃度,投藥后,藥劑在水中停留12～14 小時后,大量補水及排水,直至泡沫消除干凈。
(5) 粘泥的處理。定期進行徹底清理(主要是裝置檢修、停產(chǎn)過程中) 日常濁度小于20ppm ,懸浮物小于30ppm ,含油小于5ppm ,嚴格控制,及時開排污閥進行排污。
(6) 預(yù)膜。為了防止系統(tǒng)管道、冷卻器等內(nèi)部腐蝕,在每次檢修后,開車運行前進行預(yù)膜,使設(shè)備、管道內(nèi)壁形成一層保護膜。
3 結(jié)語
在工業(yè)生產(chǎn)中,循環(huán)水起著不可替代的重要作用。為了使工廠取得更大的經(jīng)濟效益和社會效益,我對循環(huán)水水質(zhì)進行了分析,發(fā)現(xiàn)循環(huán)冷卻水在運行過程中,水質(zhì)會發(fā)生很大變化,對設(shè)備損害也相當大。針對這些問題,我學習了相關(guān)的理論知識,提出了解決處理辦法,達到了延長設(shè)備使用壽命、為工廠節(jié)約開支的目的。
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