制氧车间水系统低温阻垢解决方案.doc

制氧车间水系统低温阻垢解决方案作者：北京麦尔得科贸有限公司 熊国宏一 前言 制氧厂是钢铁企业的心脏。不管什么原因导致制氧厂非正常生产，都可能直接影响炼钢及整个联合钢铁企业的生产，危及企业的安全状况。故明智的企业管理者都对制氧系统给予足够的重视。 随着制氧行业第五代、第六代制氧机分子筛工艺的出现，部分企业制氧机组循环水系统出现了新的问题。即随着制氧机组投产时间的推移，大约在一年左右（推移时间随各厂水质、工艺条件及管理状况不同而有所变化），在制氧机循环水系统中出现结垢现象，垢体为灰白色颗粒，垢体疏松，部分溶于水。垢体多集中产生于冷冻机及空冷塔喷头处。 经研究，我们认为此垢的形成源于经过冷冻机或雾氮冷却后的冷冻水。因为此垢的生成温度为冷冻水的温度（10），为区别于循不水系统中高温垢的形成，我们称之为低温垢。低温垢的形成，轻者造成系统压力增高，严重者将冷冻机部分或空冷塔局部堵死，造成全线停产。 北京科技大学有关教授针对这一课题进行了专门研究。根据研究结果专门生产出了一种低温阻垢药剂。采用此药后，在不增加任何设备投资，不改动任何工艺及投药、化验方式的前提下，成功的解决了这一问题。该药品在石家庄钢铁公司氧气分厂使用近3年，从未出现任何事故。现将此解决方案做一简要介绍。 二 形成机理 制氧车间水系统低温结垢，不是一个偶然和个别现象，而是采用冷冻机（或雾氮）冷冻地下水源所造成的必然结果。其内在的成垢因素及外在的成垢环境综合作用，最终导致结垢。现分述如下： 1内因：水质条件及水处理药剂 以唐钢及石钢为例，2000年5月份唐钢及石钢制氧厂水质状况见表1。将两个厂的水质指标与敞开式循环冷水的控制指标（见表2）相对比可知，唐钢与石钢循环水质均在表2水质控制指标范围之内，因此其循环水质完全可以通过科学选择处理药剂而得到良好控制，确保生产正常进行。 必须指出的是：在PH值8.8的条件下，循环水中将有10%HCO3-转化为CO32-离子。因唐钢、石钢均以地下水为补充水源，循环水中碱度较高，因此，唐钢循环水中CO32-含量将将有25mg/I，超过水质CO32-控制指标（5 mg/I）5倍，致使水中CaCO3含量在040范围内，远远超过其溶解度，而以介稳状态存在于水中，这时水质和外界条件的微水变化都将导致CaCO3的结晶析出。 正常情况下水质稳定剂正是通过对Ca2+、Mg2+、离子组合作用和对CaCO3的微晶核的分散作用，扩大了CaCO3的介稳区，而保持运转条件下的水质稳定。由于阻垢剂均为水溶性高分子化合物，其钙、镁离子组合物，在水温降低时溶解度均下降，有关实验早已证明有机磷型药剂在高钙低温冷却水中，会发生药剂沉淀。因此该水处理药剂在低温条件下，其钙（镁）组合物发生沉淀。另外，CaCO3在0时的溶解度为20时的一倍。CaCO3的低温溶解，提高了冷却水中的Ca2+含量，进一步强化了上述水处理药剂的沉淀状况。 表1 2000年5月份唐钢及石钢制氧厂水质对比 表2 敞开式缩环冷却水的水质控制指标 注：在PH8.3时，水中碱度只有HCO3-存在； 在PH值8.39.4时，为HCO3-与CO32-共同存在。 2外因：冷冻机组对冷却水进行低温制冷是诱发药剂沉淀的外部因素 唐钢氧气厂喷淋管的结垢是由于所用水处理药剂在低温条件产生的沉淀而诱发形成的。（原厂家的垢样分析，已足以证明这一点）。这种沉淀现象在整个低温水流域内部会出现，而决不是所谓的“冰花”现象。在如此大的水循环系统中，冷冻机的致冷强度不可能在水中形成冰晶。 三 解决方案 通过上述分析可知，低温垢的解决守全可以在弄清低温垢形成机理的前提下，通过科学筛选水处理药剂解决这一问题。 北京科技大学在承担国家“八五”攻关课题中，早已注意到了这一问题。因此，经其科学筛选的专用水处理药剂配方在石家庄钢铁股份有限公司制氧厂一经工业应用，就获得了圆满成功。该水处理药剂采用MD-026和MD-602两种药剂（不可直接混用）。在同一循环水系中的不同位置同时投加，可一并消除制氧机组循环水系统中高温结垢及低温结垢现象，确保生产正常进行。并且这两种约剂的加入既不在循环水系统中产生气泡，又同时能够满足循环水系统中对设备的缓蚀问题，完全满足系统的安全性能。 四 生产实践 1石钢氧气6000m3/h制氧机 该厂自冷冻机组投产以来，低温结垢状况就一直存在，主要表现在空冷塔填料36个月全部被垢结实，冷冻机泵前过滤器每星期清垢一次（干态下呈白色沙粒状），冷冻机组与空冷塔填料需同时清洗才能保障正常生产。 该厂自1998年8月份，采用我公司生产的MD-026及MD-602两种药剂配合使用后至今已近3年，从未出现系统高温、低温结垢现象，更未因水处理药剂影响生产。已正式签定供货合同。 2唐钢氧气厂 自2000年初15000 m3/h制氧机组采用冷冻机水制冷之后，平均20天左右，在冷冻机内、空冷塔喷头及空冷填料处出现大量低温垢，多次导致停产清洗。 自2000年6月15日采用我公司生产的15000 m3/h制氧机组稳剂之后至今已经有一年，从制氧控制中心各种监测仪表均指示工作状况保持正常。再未因结垢造成系统停产。已正式签定供货合同。 3天铁水电分厂 自15000 m3/h制氧机组投产以后，多次发现空冷塔压差变大，空冷塔排污口出现大量低温垢，打开水泵过滤网多次低温垢。 自2000年10月20日采用我公司生产的MD-026及MD-602水处理之后至今已经有8个月，空冷塔压差保