渭河化肥厂大型循环冷却水处理

渭河化肥厂大型循环冷却水处理魏河化肥厂是90年代以国外引进的煤为原料，每年合成30104t氨，生产52104t尿素的大型化肥厂。 众所周知，循环水是化工企业的“血液”，循环水系统的平衡直接关系到全工厂的安全、稳定、长期、全负荷生产。 优秀的方案和管理可以大大降低换热器的腐蚀和水垢，延长设备的寿命。 魏河化肥厂循环水系统目前在国内大化肥装置中一套系统处理能力最大，相当于其他大化肥循环水量的两倍。 另外，工艺生产线长，热交换器多，热交换器材质多样化，水质变化大，导致了处理技术和水质管理的复杂性。 该系统自1995年9月16日至1998年7月20日运行，经过2年10个月的长期运行，取得了良好的应用效果和经济效果，管平均腐蚀率不到0.041 mm/a。1循环水系统的特征1.1循环水系统构成魏化循环水系统的有效容积为15000m3，循环水量为40525252525252535253525253，循环水量为40525252535253表1循环水系统流量分配m3.h-1用户。合成空间分割发电机尿素动力气动站最大流量11319138601500780016550通常流量102901260070507350150581.2系统的特征1.2.1水质变化很大循环水系统的供水原，特别是设计成河水(地表水)和白杨水(地下水)以1:1的比例混合。 水质状况如表2所示。表2特别是河水和白杨水两者的1:1混合水质项目pH值电导率/(s.cm-1 )碱度/(mg.L-1 )硬度/(mg.L-1 )Ca2/(PK.l-1 )PS 2/(PK.l-1 )Cl-/(PK.l-1 )SO42-/(PK.l-1 )SiO2/(PK.l-1 )尤河：白杨树(1:1)8.121114.02235.25213.4048.7513.3657.6874.717.91白杨树水7.811730.70363.50268.8063.1122.8298.37109.9712.63尤川水8.42497.33140.00140.0034.394.1216.5939.442.98注：本文中的碱度、硬度、钙硬度用CaCO3计算。近年来，因为地表水水源充足，1995年9月以来，在循环水系统的水补充上使用尤河(尤河水为弱腐蚀性水，原水IR值为7.19 )，该水源的水质随季节变化，其水质变化数据如表3所示。表3尤河丰水季和枯水季的平均水质项目pH值电导率/(s.cm-1 )碱度/(mg.L-1 )硬度/(mg.L-1 )钙硬度/(mg.L-1 )Cl-/(mg.L-1 )SO42-/(mg.L-1 )SiO2/(mg.L-1 )1996.18.26408.99136.45163.15116.6311.4960.095.771996.68.19364.08100.19116.7551.4211.8243.222.101997.18.22411.36137.63160.08116.6211.0160.116.021997.68.16397.70102.62120.9071.9011.1745.502.231.2.2有效容积大，工艺长系统的有效容积为15000m3，是单个系统增加了系统适应处方的难度。 过程长度主要是该过程运行中循环的水通过动力较高的锅、空间、气化、氨合成、尿素等系统，从前一系统已经处于正常的热状态后系统还处于低温状态(通常运行时间为一周)，因此停车时的水质处理变得困难。1.2.3热交换器的类型数多，材质多种多样循环水系统的主要热交换器有82台，其中水在壳中行走的行程17台和板式热交换器3台。 材质是碳钢，真的吗？ 是不锈钢，钢材占相当比例。 这些特征决定了魏化循环冷却水水质稳定处理的复杂性。2海外药剂应用阶段2.1海外药剂S-1050的组成和特征KURITAS-1050是日本栗田社开发的高硬度、高碱、高pH、高盐分含量的全有机配方，主要成分是水溶性磺酸共聚物、有机膦酸盐、铜缓蚀剂及助剂为主要成分的复合缓蚀剂。 其中水溶性共聚物的同一分子链中含有弱酸基(-COOH等)、强酸基(-SO3H )和非离子基(-COOR )等。 因此，对不同的粒子、离子、结晶等产生不同的吸附和分散作用，控制其生长速度，使微结晶分散，阻止CaCO3、Ca3(PO4)2、Zn(OH)2等的水垢。2.2应用效果循环水系统的原始运转时间为1995年9月16日，根据处理方案依次完成系统的化学清洗和化学前膜后，在转移到正常运转阶段，系统采用日本栗田社提供的水处理方案和药剂，到1996年3月11日为止运转6个月，其运转控制方案和监测结果如表4所示表4运转方案、水质及监测结果时间计划循环水试管腐蚀率/(mm.a-1 )附着速度/(m.c.m )试验片的腐蚀率(20#)/(mm.a-1 )Ca2 M碱/(mg.L-1 )浓缩倍数结果等级平均最高最低平均最高最低结果等级结果等级结果等级1995.9.17-10.30s 1050: (nap O3 ) 6: znso 4.7 H2O=3.633363336353635361.1168.4197.21148.911.62.21.20.041太好了0.58太好了0.012太好了1995.10.30-96.4.30S1050:(NaPO3)6=3.6:1278.4342.0162.22.63.11.80.013太好了0.85太好了0.016太好了在各阶段运行控制中，主要指标合格率在93%以上。 在国外药剂应用阶段，干板和试管的腐蚀率、附着速度都达到了中石化规定的优良水平。2.3驾驶费用1995年9月19日循环水系统转移到维护运转后，1996年3月11日药剂国产化，期间消耗了药剂的KURITA S-1050.6t(1吨kuitas-1050合人民币约4.8万元)，杀菌剂kuitaf-4900.2t(1 (3国产化药剂代替进口药剂3.1 SW-606的构成和特征进口药剂KURITA S-1050、F-4900很贵。 我厂从1992年开始着手国产化药剂的开发。 经过与陕西省石油化学工业研究院水处理研究所的共同攻势，开发了S-1050的替代品SW-606。 经过动态模拟和工业扩大试验(在陕西省化工总厂循环水量1200 m3/h的冷却水系统中试验)，证明SW-606和进口药剂KURITA S-1050在性能上是同等的。 这项研发成果为我厂大型冷却水系统药剂国产化提供了理论依据。国产化药剂SW-606的主要成分有有机膦酸盐、有机膦酸羧酸、水溶性磺酸共聚物抑制分散剂、缓蚀剂等。 各组配合性能好，协调协同效果强，前成分对后成分具有高稳定性。 通过适当调整缓蚀剂的使用量，SW-606同时适用于高硬度、高碱、高盐分含量的水垢水和腐蚀型水质，提高了其适用性。3.2应用效果1996年3月11日，循环冷却水系统用国产药剂SW-606代替进口药剂S-1050，到1998年7月20日为止的运转时间达到了2年4个月。 期间，根据补水水质、循环水水质、后系统热负荷情况适时调整了循环水的运行计划，取得了较好的应用效果。 其运转方案、水质及监测结果如表5所示。表5运转方案、水质及监测结果时间计划循环水试管腐蚀率/(mm.a-1 )附着速度/(m.c.m )试验片的腐蚀率(20#)/(mm.a-1 )Ca2 M碱/(mg.L-1 )浓缩倍数结果等级平均最高最低平均最高最低结果等级结果等级结果等级1996.5.13-97.5.17SW-606 ZnSO4.7H2O520.81620.7360.03.84.22.50.022太好了2.55太好了0.05太好了1997.5.17-99.7.9SW-606战斗机760.54942.5452.284.245.052.80.02太好了1.90太好了0.067太好了从表5可以看出，魏河化肥厂循环冷却水系统的水质稳定处理，国产药剂SW-606已成功代替KURITAS-1050。 主要控制指标的合格率接近100%。3.3驾驶费用在药剂国产化2年4个月的运行过程中，SW-606药剂194.8 t (纯液价1.7万元/t )、XF-990杀菌剂21.2 t(1.45万元/t )、ZS-601药剂6.8 t(1.35万元/t )、NKC-650药剂11.45t(1.4万元/t )4特别问题处理我们厂循环冷却水系统经过2年10个月的长期运行，经历了各种情况的考验(特别是长时间的低温运行)，取得了较好的应用效果，对其间系统存在的问题及时提出，制定了对策，取得了满意的成果。冷凝水旁通管640 mm的设计小，引起基础处理过程的溢塔问题。 对此，通过计算增加了4根800 mm的冷凝水旁通管，满足了冷凝水流量的要求。壳热交换器有严重水垢腐蚀。 根据经验，在该换热器入口增加了氮气干扰管线和逆流旁路，定期进行操作，防止低流速沉积、腐蚀，应用效果良好。 E-61、E-07在运行中结垢很严重。 E-61、E-07是空间系统的两台冷却器(氨/水冷却器和空气/水冷却器)，E-07用于压缩空气的冷却和清洗，E-61用液氮冷却E-07使用的循环水，该循环水在进入E-61之前与E-60的污染氮冷却塔的蒸发平稳地除原来的高硬度、高碱、高pH外，再加浓缩，再加上E-61氨/水冷却器的低壁温度的影响，在水侧形成大量的caco35，与此相对，在该系统的苛刻条件下使用的循环水变为一次水的同时，在E-61入口设置静电除去器。 经过一年半的运转，E-61、E-07的水侧几乎不析出析出盐，效果良好。尿素U-EA401A/B高压吸收冷却器为特殊工艺条件(该热交换器适用二次循环水，设计条件为水38，水83.3，通常为90左右)。 在高热负荷条件下发生结垢问题。 该热交换器入口安装了静电去除器，经过一年的实际运行，开放检查效果良好。温度对凝聚反应的影响凝聚反应形成的矾石与许多因素有关，其中水温最重要，影响化学反应和水的粘度，影响粒子在水中的运动速度，也影响矾石的形成和生长。凝聚反应速度和沉降速度与水温有着密切的关系1，实验表明，其规律是反应速度和微粒沉降速度与水温成比例的关系，每温度上升10度，反应速度就上升1倍到2倍，最佳凝聚温度为10，凝聚反应中温度上升有利于凝聚反应的发生另外2，水温对水解反应有显着影响。1机器、试剂1.1试剂把华光硫酸铝(液体，含量5% )调制成1% (重量% )1.2设备上海华水牌DC-506型台式六连搅拌器HACH-2100N浊度计日本PS-120米天平上海浦东跃欣产6402-电子继电器上海标水模型厂制6511-电动搅拌机调速器镇江京口器械厂生产电接点玻璃水银温度计江苏金坛江南机器厂制HH恒温水浴锅1.3其他搅拌时的旋转速度和搅拌时间的设定： 300r/min 1min、90r/min 10min沉淀时间： 30分钟2实验2.1实验装置连接两个HH恒温浴锅，底部尽可能保持相同水平，用虹吸连接两个浴锅，水面一致，将DC-506型六连搅拌器放入两个浴锅中，在搅拌器双脚上放置两个大小合适的硬的，以免水浴锅压坏。 六连搅拌机中，只能使用五个搅拌棒。 实验时，把装有原水的杯子放入设定温度的浴锅中操作即可。2.2实验结果本实验对属于宁波自来水总公司的最大水厂江东水厂、南郊水厂、梅林水厂的原水进行了温度实验，实验结果如下。2.2.1江东水厂原水：表1-1原水浊度： 20.9NTU表1-2*添加量(PS )温度()剩馀浊