CO2、CH4气体对循环水系统的影响.doc

CO2、CH4气体对循环水系统的影响何 杨（贵州赤天化集团有限责任公司，贵州赤水，564707） 摘 要 介绍CO2、CH4气体漏入循环水气体后对水质的影响，影响的原因及其危害。关 键 词 腐蚀 PH 细菌 水质赤天化集团公司循环水系统自2002年10月以后，受整个合成氨、尿素装置等外界的影响，水质发生了一些不好的变化，突出表现在以下几点：1 循环水pH偏低，耗碱量增大，系统偏腐蚀。循环水系统采用B407配方，一般情况下循环水pH控制范围是夏季7.37.8，冬季7.58.0，在此范围内各监测点分析化验结果显示系统的腐蚀、结垢均可控制在令人满意的水平，结果一般显示为优等。从2003年循环水pH分析结果看，15月份平均为7.65，而2000年pH平均值为7.79，2001年为7.78，明显低于正常年份。pH值的偏低，必将造成系统偏腐蚀，监测结果显示，2002年10月以来，朗格利尔格指数平均合格率仅为11.86，低于正常年份50个百分点，且均超低限，显示水质处于极不稳定状态，换热器管壁上不能形成CaCO3垢膜，设备易受腐蚀。2 细菌量增多，水质发黑，有黑色泡沫产生，塔木结构上沉积较多的污泥。细菌数增多，最突出反映在真菌的数量上，循环水水质要求水中真菌数应控制在10个/ml以内。长期以来循环水水质真菌都控制在一个较好水平，几乎无超标现象，而2003年真菌多次超标（6次），最高达21个/ml，真菌易寄生在潮湿和浸泡在水中的木材上，它分泌出的消化酶能将木材中的纤维素破坏，只留下超结合作用的木质素，降低了木材的结构强度，从而对整个木质塔的安全运行造成威胁。过多的黑色泡沫及粘泥会沉积在换热器折板等流速较慢的地方，影响换热效果，且易造成局部腐蚀，它们的来源一是环境灰尘；二是细菌尸体残留；三是腐蚀产物。从目前状况来看，细菌尸体残留和腐蚀产物的可能性最大。引起以上两大明显变化的因素很多，但根本原因还是装置中的介质漏入水中，而可能串入循环水系统的介质主要有NH3、CO2、H2、CH4等。各种介质的漏入，必将在水质指标中反映出来，最终对生产造成影响。1998年127C泄漏就曾造成101JC换热效率低下，能耗增加，且循环水pH长期偏高，结垢趋势明显，与本次显露出的现象截然相反。CO2漏入系统，在水中产生碳酸平衡：H2OCO2HHCO32HCO32CO2漏入越多，产生的H就越多，水的pH就越低，从而引起碳钢腐蚀。2CO2Fe(OH)2Fe(HCO3)24Fe(HCO3)2O2H2O4Fe(OH)38CO2水中的藻类还可通过碳的同化作用，借助阳光，使水中的CO2和HCO3进行光合作用，吸收碳作营养并放出氧，藻类的大量繁殖，会使水中溶解氧增多，加剧腐蚀。CO2还成为多种细菌的营养品，加重细菌的繁殖，形成恶性循环。针对以上特征，车间和有关单位一起对可能串入CO2的换热器进行了查找，最终发现尿素3102JC3出口pH仅45，且水中明显有气体溢出，目前对该设备进行运行。CH4不溶于水，但CH4在光照的情况下可以与水中的游离氯产生反应。CH4Cl2CH3ClHClCH3ClCl2CH2Cl2HClCH2Cl2Cl2CHCl3HClCHCl3Cl2CCl4HCl生成的少量HCl仍可使水的pH有所下降，由于CH4不溶于水，它产生的气泡在换热器及管道中产生挠动，使水中的粘泥、细菌尸体等微小颗粒不能沉积下来。我们曾在循环水回水管处发现有明显的气泡分析CH4含量30。CH4作为有机物，完全可能成为利用有机物进行氧化发酵得到细胞所需营养物的异养菌的养份，从近期分析情况看，水中的异养菌个数已由原来的4位数（即少于1000个/ml）升至5位数。细菌和藻类的增多必将耗费更多的杀菌剂，并造成杀菌困难，硝化细菌也同样增多，NO2也有所上升。由于硝化细菌的作用，曾造成水中NO3明显升高，最高达到115.19mg/l，pH下降严重，仅靠少量加碱不能解决问题，后采用瞬间加大，待pH上升后再用少量碱将水的pH维持住。经过一段时间的观察、分析、查找，发现合成132C CH4漏入水中，采取一些临时措施对其进行了处理，但仍未解决根本问题。为保证公司生产的正常运行，车间针对循环水水质的变化采取了一系列措施和方法：1 加强管理，加强监测：要求班组认真作好各项例行工作，如指标控制，滤池运行等，尽量的降低腐蚀率，降低水中的粘泥量。2 合理调整药剂配方：针对系统偏腐蚀的情况，车间对B407的配制作了一些调整，增加了缓蚀剂的用量，降低腐蚀。3 合理调整指标控制范围：夏季pH仍保持为7.58.0，并要求合理提高水中PO43的含量。4 投加各种杀菌剂：为避免细菌产生抗药性，车间先后投加了QD707、H68、692、活性溴，异噻唑啉酮等杀菌剂，基本控制了细菌的生长，尤其是真菌的生长，从使用情况来看，SQ8仍是杀菌效果最好的药品，缺点是对环境影响较大。车间和有关单位通过一系列的工作和努力，取得了一定的效果和经验。能够在这种情况下维持生产，但从水质管理的要求来说，解决问题的最终办法是治本，只有将泄漏消除了才能使水质彻底好转，良好的水质又可以保证换热设备的安全运行，二者相辅相存，形成良性循环，进而保证长周期运行，降低水处理成本。2003年大修及2004年1月先后对130JC、132C、3102JC等换热器的泄漏管进行了堵管等处理，处理后效果十分明显，真菌平均为3个/ml，无一超标。随着真菌的减少，观察水质也有明显改善，浊度平均在4mg/l左右，水无发黑及黑色泡沫产生等现象，投氯量明显减少，腐蚀率有所降低，系统达到了较优的运行状态。通过此次经历，车间对各种杀菌剂的特性有了新的了解，对我们以后的工作有一