家当轮回冷却水处理的技巧ppt课件

1、循环冷却水处置与管理 1、循环水系统的缺点、循环水系统的缺点 2、出现这些缺点的缘由、出现这些缺点的缘由 3、处理这些缺点的措施、处理这些缺点的措施 4、循环水管理的主要根据、循环水管理的主要根据 5、物料走漏对循环水系统产生的危害、物料走漏对循环水系统产生的危害 6、日常管理应留意那些问题、日常管理应留意那些问题 7、高浓缩倍数水处置方案、高浓缩倍数水处置方案一、循环水系统的缺点 腐蚀 结垢 生物粘泥堆积 淤泥堆积 下面看一下这些缺点的危害： 炼油厂加氢裂化安装E1125腐蚀形貌水冷器腐蚀情况水冷器腐蚀情况炼油厂焦化安装E303B结垢形貌烯烃厂21E403粘泥堵塞形貌粘泥堵塞水冷器封头情况粘

2、泥堵塞水冷器封头情况循环水中生物粘泥循环水中生物粘泥烯烃厂54E610换热器淤泥堆积形貌二、出现这些缺点的缘由 1 1、水质特性、水质特性 2 2、金属腐蚀、金属腐蚀 3 3、水垢堆积、水垢堆积 4 4、微生物繁衍、微生物繁衍1、北方地域水质特性化工板块水质特性微生物繁殖与时间的关系1.00E+012.00E+054.00E+056.00E+058.00E+051.00E+061.20E+0604812162024时间/ h细菌数/ 个/ mL系列1水中主要离子水中主要离子1、主要阳离子、主要阳离子 H+ 、K+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+ 、Zn2+ 2、主要阴离子、主要阴离子 OH

3、- 、HCO3- 、CO32- 、SiO32- 、 Cl- 、 SO42- 、 PO43-、 S2-2、腐蚀缘由 金属外表在微观上是不均匀的，当它与水介质接触时，会构成许多微金属外表在微观上是不均匀的，当它与水介质接触时，会构成许多微小的腐蚀电池简称微电池，其中活泼部位成为阳极，不活泼部位小的腐蚀电池简称微电池，其中活泼部位成为阳极，不活泼部位成为阴极。成为阴极。 金属在阳极发生氧化反响，释放出电子，本身被氧化成高价态的金属在阳极发生氧化反响，释放出电子，本身被氧化成高价态的金属离子从金属基体上溶解到水中。反响如下：金属离子从金属基体上溶解到水中。反响如下：Fe Fe2+ + 2e 溶解氧或氢

4、离子在阴极发生复原反响，得到电子，本身被复原成溶解氧或氢离子在阴极发生复原反响，得到电子，本身被复原成低价态的离子或分子。在中碱性冷却水中，主要发生溶解氧被复原反低价态的离子或分子。在中碱性冷却水中，主要发生溶解氧被复原反响，反响如下：响，反响如下：1/2O2 + H2O + 2e 2OH- 当亚铁离子与氢氧根相遇时，生成氢氧化铁沉淀，反响式如下：当亚铁离子与氢氧根相遇时，生成氢氧化铁沉淀，反响式如下：Fe2+ + 2OH- Fe(OH) 2 腐蚀缘由 氢氧化铁的生成即是腐蚀的开场氢氧化铁的生成即是腐蚀的开场: 金属离子在阳极进入水溶液及其水化的过程，称为金属离子在阳极进入水溶液及其水化的过程

5、，称为阳极过程。而水中的溶解氧和氢离子在阴极不断获阳极过程。而水中的溶解氧和氢离子在阴极不断获得电子被复原的过程，称为阴极过程。假设没有阴得电子被复原的过程，称为阴极过程。假设没有阴极过程，阳极过程就不能进展；反之，没有阳极过极过程，阳极过程就不能进展；反之，没有阳极过程，阴极过程也不能进展。因此，只需当阳极过程程，阴极过程也不能进展。因此，只需当阳极过程和阴极过程同时存在并进展时，腐蚀才干发生。和阴极过程同时存在并进展时，腐蚀才干发生。 冷却水系统金属主要腐蚀形状冷却水系统金属主要腐蚀形状1、均匀腐蚀、均匀腐蚀2、垢下腐蚀、垢下腐蚀 3、电偶腐蚀、电偶腐蚀 4、缝隙腐蚀、缝隙腐蚀 5、孔蚀、

6、孔蚀 6、汽蚀空泡腐蚀、汽蚀空泡腐蚀 7、磨蚀、磨蚀 8、微生物腐蚀、微生物腐蚀影响金属腐蚀的主要要素影响金属腐蚀的主要要素1、pH值值 2、硬度和碱度、硬度和碱度 3、氯离子和硫酸根、氯离子和硫酸根 4、悬浮物、悬浮物 5、溶解氧、溶解氧 6、微生物、微生物 7、水流速与温度、水流速与温度 3 3、水垢堆积原理、水垢堆积原理 冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，普通难以从冷却水中结晶析出，属盐的溶解度很大，普通难以从冷却水中结晶析出

7、，但它们的两价金属盐氯化物除外的溶解度很小，但它们的两价金属盐氯化物除外的溶解度很小，随浓度和温度的升高很容易构成难溶性结晶从水中析随浓度和温度的升高很容易构成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。如冷却水中的出，附着在水冷器传热面上成为水垢。如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反响：面时，受热发生分解，发生如下反响：Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 水垢堆积原理水垢堆积原理 当冷却水经过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢当冷却水经过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢

8、出，水的出，水的pH值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反响：下反响：Ca(HCO3)2 + 2OH- CaCO3 + 2H2O + CO32- 难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。方解石属水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的产物。种碳酸钙晶型在水中转变的产物。 当冷却水中有适量磷酸根离子时，发生如下反响：当冷却水中有适量磷酸根离子时，发生如下反响：

9、Ca2+ + PO43- Ca3 (PO4 ) 2 影响水垢堆积主要要素影响水垢堆积主要要素 (1)、水质、水质 (2)、水温、水温 (3)、水流速度、水流速度 (4)、工艺条件、工艺条件 4、微生物繁衍、微生物繁衍 微生物生长条件：微生物生长条件： 1温度温度10 55C 2pH细菌细菌6.58.5，霉菌，霉菌3.06.0， 藻类藻类5.58.9 3氧气氧气 4营养营养微生物繁衍与时间的关系循环水系统主要细菌种类循环水系统主要细菌种类(1)、异养菌、异养菌 (2)、真菌、真菌 (3)、硫酸盐复原菌、硫酸盐复原菌 (4)、铁细菌、铁细菌 三、处理这些问题的措施三、处理这些问题的措施1 1、添加

10、缓蚀剂抑制腐蚀、添加缓蚀剂抑制腐蚀2 2、添加阻垢分散剂抑制水垢、添加阻垢分散剂抑制水垢3 3、添加杀生剂控制微生物、添加杀生剂控制微生物1 1、添加缓蚀剂抑制腐蚀、添加缓蚀剂抑制腐蚀 缓蚀剂作用原理缓蚀剂作用原理:(1)、构成钝化膜、构成钝化膜 铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐(2)、构成堆积膜、构成堆积膜 磷酸盐聚磷酸盐、正磷酸盐、磷酸盐聚磷酸盐、正磷酸盐、 有机磷酸盐、锌盐有机磷酸盐、锌盐(3)、构成吸附膜、构成吸附膜 铜缓剂、有机胺类铜缓剂、有机胺类(1)、构成钝化膜、构成钝化膜 钝化膜：钝化膜： 具有氧化作用的某些缓蚀剂，可直接或具有氧化作用的某些缓蚀剂，可直接或间接

11、地氧化金属，在外表上构成致密的金属间接地氧化金属，在外表上构成致密的金属氧化物维护膜，使金属的腐蚀电位向正方向氧化物维护膜，使金属的腐蚀电位向正方向挪动，从而抑制金属阳极反响而降低金属的挪动，从而抑制金属阳极反响而降低金属的腐蚀速率。腐蚀速率。(2)、构成堆积膜、构成堆积膜 堆积膜：堆积膜： 当聚磷酸盐或磷酸盐的负离子与水中一定浓度的两价当聚磷酸盐或磷酸盐的负离子与水中一定浓度的两价金属离子作用时，络合构成一个带正电荷的聚磷酸钙络合金属离子作用时，络合构成一个带正电荷的聚磷酸钙络合离子，以胶溶形状存在于水中。当与金属阳极反响生成的离子，以胶溶形状存在于水中。当与金属阳极反响生成的亚铁离子在金属

12、外表上作用时，生成以聚磷酸亚铁钙为主亚铁离子在金属外表上作用时，生成以聚磷酸亚铁钙为主要成分的络合离子，依托腐蚀电流的作用堆积于阴极，构要成分的络合离子，依托腐蚀电流的作用堆积于阴极，构成致密的电堆积膜，阻滞溶解氧向金属外表分散，从而抑成致密的电堆积膜，阻滞溶解氧向金属外表分散，从而抑制腐蚀反响速率。制腐蚀反响速率。(3)、构成吸附膜、构成吸附膜 吸附膜：吸附膜： 以化学键的方式与金属外表作用构成维以化学键的方式与金属外表作用构成维护膜，从而抑制金属的腐蚀。护膜，从而抑制金属的腐蚀。缓蚀剂的主要类型缓蚀剂的主要类型a、磷、磷/膦酸盐膦酸盐 b、锌盐、锌盐 c、钼酸盐、钼酸盐 d、唑类、唑类 影

13、响缓蚀剂效果的主要要素影响缓蚀剂效果的主要要素 a、pH碱度碱度b、硬度、硬度c、盐类、盐类d、浊度、浊度e、水温、水温f、流速、流速 阻垢分散剂作用原理阻垢分散剂作用原理a、螯合增溶、螯合增溶b、晶格畸变、晶格畸变 c、分散、分散 d、溶限效应、溶限效应 a、螯合增溶、螯合增溶 定义：定义： 某些物质可与水中钙镁等成垢金属离子某些物质可与水中钙镁等成垢金属离子构成稳定的螯合物溶解于水中，从而减少微构成稳定的螯合物溶解于水中，从而减少微溶盐到达饱和的能够性，使更多的成垢离子溶盐到达饱和的能够性，使更多的成垢离子稳定于水中，这个景象称之为螯合增溶。稳定于水中，这个景象称之为螯合增溶。b、晶格畸变

14、、晶格畸变 定义：定义： 在碳酸钙过饱和溶液中，一旦出现晶核，在碳酸钙过饱和溶液中，一旦出现晶核，晶体就会迅速生长。在晶体生长过程中，晶晶体就会迅速生长。在晶体生长过程中，晶体界面假设有螯合物存在，螯合物占据晶体体界面假设有螯合物存在，螯合物占据晶体错位处，随晶体继续长大螯合物被镶嵌在晶错位处，随晶体继续长大螯合物被镶嵌在晶体中，这种晶体存在弹性应力而不稳定，当体中，这种晶体存在弹性应力而不稳定，当环境条件如温度变化时，晶体在弹性应力作环境条件如温度变化时，晶体在弹性应力作用下而碎裂，构成外形不规那么的小晶体，用下而碎裂，构成外形不规那么的小晶体，这个景象叫晶格畸变。这个景象叫晶格畸变。碳酸钙

15、晶体形貌碳酸钙晶体形貌阻垢分散剂作用后的碳酸钙形貌阻垢分散剂作用后的碳酸钙形貌NoImagec、分散、分散 定义：定义： 吸附分散剂的悬浮颗粒在水中构成双电吸附分散剂的悬浮颗粒在水中构成双电层，静电作用使颗粒相互排斥，从而防止因层，静电作用使颗粒相互排斥，从而防止因颗粒碰撞而长大，使微小粒子稳定于水中的颗粒碰撞而长大，使微小粒子稳定于水中的过程叫分散。过程叫分散。 d、溶限效应、溶限效应 定义：定义： 很低的浓度可以使远远大于按化学计量很低的浓度可以使远远大于按化学计量的钙镁等金属离子浓度稳定于水中的景象。的钙镁等金属离子浓度稳定于水中的景象。在低浓度时，随阻垢剂浓度添加阻垢效果添在低浓度时，

16、随阻垢剂浓度添加阻垢效果添加，当到达一定浓度后，阻垢效果不再添加加，当到达一定浓度后，阻垢效果不再添加或添加幅度大大降低。或添加幅度大大降低。阻垢分散剂的主要类型阻垢分散剂的主要类型a、低分子阻垢剂、低分子阻垢剂 b、高分子阻垢分散剂、高分子阻垢分散剂 a、低分子阻垢剂、低分子阻垢剂主要有：主要有： HEDP ATMP EDTMP PBTCA这些药剂同时作缓蚀剂这些药剂同时作缓蚀剂b、高分子阻垢分散剂、高分子阻垢分散剂主要有：主要有： 聚丙烯酸钠聚丙烯酸钠 丙烯酸钠多元共聚物丙烯酸钠多元共聚物 聚马来酸酐聚马来酸酐 聚环氧琥珀酸聚环氧琥珀酸 聚天冬胺酸聚天冬胺酸影响阻垢分散剂的主要要素影响阻垢

17、分散剂的主要要素a、硬度、硬度b、碱度、碱度c、铁离子浓度、铁离子浓度d、水温、水温e、流速、流速 四、循环水管理的主要根据四、循环水管理的主要根据1、中国石油天然气股份炼化企业 工业水管理制度2、中国石油天然气股份炼化企业 循水场达标管理考核方法3、辽阳石化分公司循水场达标管理考核方法循环水主要技术目的项项 目目低浓缩倍数工艺低浓缩倍数工艺高浓缩倍数工艺高浓缩倍数工艺浓缩倍数浓缩倍数3.04.03.04.0，同时控制同时控制Ca2+总碱度（均以总碱度（均以CaCO3计）计）1000炼油厂炼油厂: 4.0-6.0（暂定）（暂定）热电厂热电厂: 6.0-8.0（暂定）（暂定）其其 它它: 5.0

18、-7.0（暂定）（暂定）腐蚀率腐蚀率mm/a炼油厂炼油厂0.100 其它其它0.075粘附速度粘附速度mcm炼油厂炼油厂20 其它其它15异养菌异养菌 个个/mL1105循环水主要技术目的含油量含油量mg/L炼油厂炼油厂10 其它其它5浊度浊度mg/L10 低低K炼油厂炼油厂50 其它其它30生物粘生物粘mL/m3炼油厂炼油厂5.0 其它其它3.0COD（锰法）（锰法）炼油厂炼油厂20 其它其它15悬浮物悬浮物 mg/l30指标合格率指标合格率% 95 （回水总管取样）（回水总管取样）影响浓缩倍数的主要要素影响浓缩倍数的主要要素a、水质、水质b、水处置方案、水处置方案c、系统情况、系统情况d、

19、管理、管理 五、走漏物料对水系统产生那些五、走漏物料对水系统产生那些危害？危害？ 1、系统设备腐蚀、系统设备腐蚀 2、系统设备结垢、系统设备结垢 3、微生物繁衍、生物粘泥堆积、微生物繁衍、生物粘泥堆积 4、系统水质铁含水量和浊度升高、系统水质铁含水量和浊度升高 5、换热器堵塞、换热器堵塞 6、系统置换浪费水和药剂、系统置换浪费水和药剂危害的处理方法：危害的处理方法： 1、加强日常管理、及时查漏、堵漏、加强日常管理、及时查漏、堵漏 2、添加杀菌力度、控制微生物、添加杀菌力度、控制微生物 3、及时清洗和置换、及时清洗和置换 4、提高水处置剂浓度、提高水处置剂浓度 5、采用抗污染才干强的配方、采用抗

20、污染才干强的配方六、日常管理需求留意哪些问题？六、日常管理需求留意哪些问题？1、补充水和循环水水量变化、补充水和循环水水量变化2、关键水冷器的温差变化、关键水冷器的温差变化3、监测换热器的结果、监测换热器的结果4、微生物繁衍与生物粘泥繁殖情况、微生物繁衍与生物粘泥繁殖情况5、物料走漏、物料走漏6、水处置剂的质量与性能、水处置剂的质量与性能7、杀生剂的运用、杀生剂的运用1、留意水量变化、留意水量变化留意补充水变化：留意补充水变化：地下水：硬度和碱度地下水：硬度和碱度地表水：浊度、地表水：浊度、COD、菌藻、盐含量、菌藻、盐含量回用污水：回用污水：pH、COD、BOD、微生物、微生物、 悬浮物、盐

21、含量悬浮物、盐含量留意循环水水量变化留意循环水水量变化pH、碱度、硬度、浊度、色度、盐含量、微生物、碱度、硬度、浊度、色度、盐含量、微生物、生物粘泥、走漏物料、铁离子、硫化物、亚硝酸生物粘泥、走漏物料、铁离子、硫化物、亚硝酸根等等根等等2、留意关键水冷器的温差变化、留意关键水冷器的温差变化水温高的水冷器水温高的水冷器流速低的水冷器流速低的水冷器位置高的水冷器位置高的水冷器介质温度高的水冷器介质温度高的水冷器串联式水冷器串联式水冷器多管程水冷器多管程水冷器3、留意监测换热器的结果、留意监测换热器的结果1腐蚀速率腐蚀速率2粘附速率粘附速率3内外表情况内外表情况4垢样成分垢样成分4、留意换热管垢样成

22、分、留意换热管垢样成分550oC 减量减量 30%，生物粘泥型；，生物粘泥型；Fe2O3 85%腐蚀；腐蚀；60-70% 缓蚀效果良好；缓蚀效果良好； 50% 结垢或生物粘泥；结垢或生物粘泥；CaO 和和 MgO 含量与钙、镁垢有关；含量与钙、镁垢有关；SiO2 和和Al2O3含量与粘土有关；含量与粘土有关；SO3 含量与硫酸盐复原菌有关；含量与硫酸盐复原菌有关；P2O3 含量与运用药剂有关；含量与运用药剂有关；ZnO 含量与运用药剂有关。含量与运用药剂有关。5、留意微生物繁衍与生物粘泥、留意微生物繁衍与生物粘泥繁殖繁殖异养菌异养菌硫酸盐复原菌硫酸盐复原菌真菌真菌铁细菌铁细菌硝化菌硝化菌粘泥粘

23、泥藻类藻类6、留意走漏物料、留意走漏物料烃类物质烃类物质酸性物质酸性物质碱性物质碱性物质气体气体 7、关注水处置剂的质量与性能、关注水处置剂的质量与性能外观外观理化目的理化目的成分成分效果效果 8、留意杀生剂的运用、留意杀生剂的运用1种类种类2运用浓度运用浓度3运用方式运用方式1常用杀生剂的种类常用杀生剂的种类 a.氧化性杀生剂氧化性杀生剂 氯气、次氯酸钠、优氯净、强氯精、溴氯海氯气、次氯酸钠、优氯净、强氯精、溴氯海英、二氧化氯英、二氧化氯. b.非氧化性杀生剂非氧化性杀生剂 季铵盐、酚类、异噻唑啉酮、戊二醛、二溴季铵盐、酚类、异噻唑啉酮、戊二醛、二溴腈乙酰胺腈乙酰胺2杀生剂的运用浓度杀生剂的

24、运用浓度a.氧化性杀生剂氧化性杀生剂 控制余氯控制余氯b.非氧化性杀生剂非氧化性杀生剂 按计算量按计算量 作杀菌还是作粘泥剥离用？作杀菌还是作粘泥剥离用？3杀生剂的运用方式杀生剂的运用方式a.氧化性杀生剂氧化性杀生剂 冲击式、延续冲击式、延续b.非氧化性杀生剂非氧化性杀生剂 冲击式冲击式七、 目前高浓缩倍数循环冷却水处置工艺(一)有机膦酸(二)聚羧酸(三)荧光示踪加药系统(四)锌离子的稳定剂(五)加酸调pH的碱性冷却水处置 1、常用水处置药剂 (1) 有机膦酸 常用的有: HEDP、ATMP 、EDTMP 较新的有:PBTCA 、HPA 、PAPEMP 耐温性的比较 : PBTCA HEDP

25、ATMP六偏磷酸钠 (2) 聚羧酸 聚丙烯酸 (PAA) 水解聚马来酸酐 (HPMA) 聚天冬氨酸(PASP) 绿色阻垢分散剂 聚环氧琥珀酸(PESA) 绿色阻垢分散剂 2. 共聚物 (1) 丙烯酸 / 丙烯酸羟丙酯、 丙烯酸 / 丙烯酸酯 (2) AA /AMPS (3) AA / AMPS / IPPA (异丙烯膦酸) (4) 膦基聚丙烯酸 (PCA) 硅酸镁的溶解率可到达 80 % 3、 锌离子的稳定剂 1.低磷水处置剂 低磷膦酸盐 PBTCA HPA 协同作用的缓蚀剂 Zn2+ 2.碱性冷却水处置的 pH 8.5-9.3 常用锌离子稳定剂的稳锌率水处理剂水处理剂Zn 2+ 稳定浓度稳定

26、浓度 mg/L稳稳Zn 2+率率 %HPA (羟基膦酰基乙酸羟基膦酰基乙酸)2.0641.1PBTCA(2-膦酸丁烷膦酸丁烷-1,2,4三羧酸三羧酸)1.7835.6HEDP(羟基亚乙基二膦酸羟基亚乙基二膦酸) 1.4228.3ATMP(氨基三亚甲基膦酸氨基三亚甲基膦酸)1.9338.5PAA (聚丙烯酸聚丙烯酸) 1.7033.9HPMA(水解聚马来酸酐水解聚马来酸酐) 00AA/AMPS(丙烯酸丙烯酸/2-甲基甲基-2-丙烯丙烯酰胺基丙基磺酸共聚物酰胺基丙基磺酸共聚物)3.0661.2BAA(丙烯酸丙烯酸/丙烯酸酯类磺酸盐丙烯酸酯类磺酸盐) 2.8256.44、加酸调pH的碱性冷却水处置1. 概略 用浓硫酸调循环水的 pH 控制水的pH在 7.58.32. 优点: 可使超高硬度的水质在高浓缩倍数下运转3. 实例: 药剂 聚环氧琥珀酸类聚合物 磺酸类聚合物 噻唑类化合物 正磷酸盐 pH: 控制在 8.2顺应水质条件：钙硬1221mg/l，总碱度230mg/l 5、缓蚀阻垢剂的组成1缓蚀阻垢剂能常是由： 分散剂 + 缓蚀剂 + 缓蚀