技术方案山西焦化厂

1、 山 西 焦 化 厂冷却循环水系统投加水处理药剂运 行 方 案河北聚源蓝星化工建材有限公司检测分析中心2015年03月20日前 言循环冷却水的日常运行过程中，由于不断蒸发浓缩，水中有害离子成倍增加，会导致结垢、腐蚀和粘泥滋生现象，并破坏换热交换设备，如堵塞输水管线，压力增大，腐蚀，穿孔等危害，影响装置正常运行。为防止以上水质障碍，确保装置安全、高效、满负荷运转，有必要对循环冷却水进行水质稳定处理。浓缩倍数是判断系统运行状态的一个重要指标。提高循环水的浓缩倍数可以大量减少补充水量和排污量，节水效果十分显著，具有明显的经济效益和社会效益。提高系统的浓缩倍数，不需增加任何设备，但会造成冷却水中离子浓

2、度的提升，使结垢倾向和腐蚀倾向大幅度增加，系统处理方案因受药剂稳定和结垢抑制能力的限制，无法适应此种情况，我公司与西安电力部联合开发出提高浓缩倍数专用缓蚀阻垢剂系列，在多家循环水处理单位使用效果良好。一方面，因节水而减少系统处理成本；另一方面，减少因限水导致生产装置减产和停产的机率。据计算，采用循环冷却水处理技术后，当浓缩倍数达到2.5倍时与直流水相比，可节约淡水95%以上。近年来，美国、日本等水处理技术发达国家在循环冷却水处理化学品应用技术研究方面已趋向用于高浓缩倍数，环境友好及易于在线监控的成套设备技术研究。国内高浓缩倍数冷却水处理技术的开发也成为企业关注的热点，希望借此提高水的重复利用率

3、，提高企业的经济效益。本方案是针对贵公司的水质、设备、材质、工业特点，经过试验筛选出来的。方案详述了循环冷却水系统正常运行时水处理药剂的投加，供现场操作管理人员参考。当系统由于水质或其他原因发生变化时，此方案也要随之调整。届时希望贵公司与我公司联系，以便改进和完善。 一、 系统概况及水质分析 1. 冷却循环水运行条件循环水量：- m3/h；保有水量：- m3；补水量：- m3/h。 2. 处理标准项 目保证值（GB50050-95）目 标 值铜 mm/a0.0050.005碳钢 mm/a0.0750.075污垢热阻 m2k/w3.4410-42.010-4阻垢率 %80%90%3.水质分析数据

4、及判断表一 原水水质测试结果项目单位实测结果总硬mg/L(以CaCO3计)167.07Ca2+mg/L(以CaCO3计)96.9总碱mg/L(以1/2CaCO3计)197.CL-mg/L86.82电导率s/cm440pH值-7.52根据水质，对所做结果作如下判断：原水属中硬度、中碱度水质，随水温、pH值的上升以及浓缩倍数的提高，结垢趋势将严重。循环水在投加阻垢缓蚀剂的情况下浓缩倍数应控制在2.5-3.0倍以内为宜。过多的提高浓缩倍数会不利于设备结垢及腐蚀的控制。二、水处理方案的确定思路贵单位系统补充水为中硬度、中碱度水质，且水中存在一定的腐蚀性离子（如CL-、SO42-等）随着水流、pH值的上

5、升及浓缩倍数的提高，结垢趋势将增加，腐蚀在一定程度上将受到阻垢效限的影响，因此在确定水处理药剂及配套控制条件上，一定要严格控制结垢，同时兼缓蚀。（一）筛选阻垢缓蚀剂配方产品：第一：要保证产品具有优良的阻垢性能，选定的阻垢剂不仅对CaCO3、Ca(PO4)3、CaSO4、CaSiO3具有优异的阻垢性能，而且对氧化铁、粘泥及水中浊度物质也有很好的分散作用；第二：要保证产品在循环水中的稳定性，适应高浓缩倍数，要求产品在水中停留时间长的特点；第三：尽量选用低膦环保型产品，使排放时对环境不会造成影响。第四：要保证产品具有优良的缓蚀性能，选定的缓蚀剂容易在金属表面形成一层薄而致密的防腐膜；第五：要保证产品

6、在循环水中的稳定性，要求产品在水中停留时间长的特点。三、配方的筛选及试验结果3.1.静态模拟试验： 基于碳酸钙沉集法基础上利用快速鼓泡测定仪,采用JY17-2009B阻垢缓蚀剂进行静态实验结果如下：仪器： 快速鼓泡分析仪 温度： 801气流量： 80L/h 时间： 8h试验结果，见表二： 表二静态实验测试结果药剂型号JY17-2009B1JY17-2009B2JY17-2009B3浓缩倍数 测定项目投药量阻垢率%阻垢率%阻垢率%25.00（mg/L)88.9780.3685.362.5-3.030.00(mg/L)98.9984.5284.362.5-3.035.00(mg/L)94.4185

7、.3181.022.5-3.0根据表二的试验结果,JY17-2009B阻垢缓蚀剂加药量在35mg/L 时，阻垢率可达98.99%，浓缩倍率2.5-3.0倍时为最佳。3.2半动态模拟实验半动态模拟试验法试验中多以控制氯离子的浓缩倍数同碱度浓缩倍数之差A0. 2的情况下进行。3.2. 1 仪器材料:76-1型玻璃恒温水浴.图一 半动态测试装置1玻璃缸 2搅拌器 3电源 4控温仪 5加热管 6热敏电阻 7补充水3.2. 2 实验条件实 验 用 水:用户循环冷却水系统补水 实 验 用 药: JY17-2009B阻垢缓蚀剂测 试 温 度: 451 实验用水总量:5L极限浓缩倍率3.2. 3 操作方法3.

8、2.3.1 取原水5L置于玻璃缸中,同时将JY17-2009B按35mg/L加入玻璃缸中搅拌均匀,同时挂片测定腐蚀速率.3.2.3. 2 控制温度451不断浓缩，同时不断补加实验用水,保持玻璃缸中的水容积不变.3.2.3.3 定时测试缸中水的碱度和氯根浓度并记录于表三（略）中，直至缸中水出现沉淀。或 CL-循 (JD)循 A= _ _ 0.2 时为止。 CL-补(JD)补式中: CL-循 - 缸中水(浓缩水) CL-浓度,mg/L CL-补 - 补充水CL-浓度,mg/L(JD)循 - 缸中水(浓缩水)碱度,mmol/L (JD)补 - 补充水碱度,mmol/L3.2.3.4 实验结果 由以上

9、静态和半动态的阻垢模拟实验结果，可知阻垢剂JY17-2009B在加药量为35mg/L时， JY17-2009B阻垢缓蚀剂的阻垢效果优良。3.3旋转挂片腐蚀实验 3.3.1 实验条件实验用水: 同极限碳酸盐硬度实验用水实验用药: 阻垢缓蚀剂投加用量：100g/T实验温度: 451试片线速度: 0.9m/s 试片材质: 碳钢 铜3.3.2 实验方法 参照中国石油化工总公司的冷却水分析实验方法“旋转挂片失重法”规定进行药剂缓蚀实验，并参考HG-T2159-91水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法，进行实验。其中碳钢片应进行渡膜后挂片。实验中定期观察挂片表面变化，并记录挂片表面腐蚀状况。实验结束后取出挂片

10、进行清洗，干燥后称重计算腐蚀速率。3.3.3 结果计算：以mm/a表示的腐蚀速率X按下式计算：X=87600(m-m。)/(St)式中： m 试片质量损失，g ；m 试片酸洗空白实验的质量损失，g ；s 试片的表面积，m2 ； 试片的密度，g/cm3 ；t 实验时间，h ；87600 一年相当的小时数（h/a）与1cm相当的毫米数（mm/cm）的乘积。3.3.4 试验结果实验结果见表三：表三 旋转挂片腐蚀实验结果 编号挂片材质腐蚀速率 (mm/a)实验现象 001碳钢0.017光亮，基本无点蚀 002 0.018光亮，基本无点蚀 0030.015光亮，基本无点蚀 001铜0.0010光亮，基本

11、无点蚀 0020.0011光亮，无点蚀 0030.0013光亮，无点蚀 从表三挂片腐蚀实验结果得知：阻垢缓蚀剂对碳钢和铜及多种材质均有缓蚀作用，投药量为100g/T水。从计算数据显示材质表面无腐蚀，金属表面光亮无点蚀情况。腐蚀率低于国家规定标准，完全能满足贵公司循环冷却水系统的正常运行。我公司处理中硬度、低碱度类型水质高浓缩倍数运行的技术一直处于国内领先水平。假如确定的缓蚀阻垢剂配方产品不适应中硬、低碱度水质，极易导致循环冷却水中成垢离子在温度、流速发生变化时，产生沉积，直接影响系统的良好换热，严重时导致设备报废。循环水中成垢离子浓度超过极限值时，药剂的阻垢性能会急剧下降。在此条件下，生产装置

12、中个别高温、低流速换热器会出现严重结垢现象。通过鼓泡方法进行静态和半动态阻垢试验及腐蚀试验，根据阻垢及腐蚀试验结果，JY17-2009B阻垢缓蚀剂在浓缩倍数2.5-3.0倍的情况下阻垢率98.99%（高于国家标准80%），腐蚀率低于国家规定标准，完全能满足贵公司循环冷却水系统的正常运行四、 药剂简介与日常管理（一）JY17-2009B阻垢缓蚀剂产品性能：产品性能：本品主要由膦羧酸、磺酸盐共聚物、磷酸盐、锌盐等组成，其中膦羧酸、磺酸盐共聚物能在高PH下起到稳定锌的作用，防止锌盐在金属表面以氢氧化锌析出形成锌垢。膦羧酸及磺酸盐共聚物具有良好的缓蚀及阻垢性能，在防止碳酸钙、磷酸钙析出的同时，对铁的氧

13、化物有良好的分散功能，故能在高PH下运行。本品能使金属表面形成一层薄而较致密的保护膜，从而有效的抑制金属的腐蚀。一个时期以来，我公司针对冷却循环水的特点，研究了JY17-2009B型膦系配方及与其相应的水处理技术，经过2年的实际运转证明，该配方具有以下特点：1、JY17-2009B型配方中不含无机聚膦酸盐，采用有机膦酸盐与阻垢剂、分散剂，整个配方阻垢、分散效果均十分理想，而无使用无机聚膦酸盐的弊病。因而免去了水质分析中要经常进行监测的膦酸盐与正磷酸盐的项目，分析项目减少易于控制和管理。2、具有含磷量低且不含有重金属离子，适用PH值范围广。3、加入水中后，会吸附到CaCO3晶体的活性增长点上，与

14、Ca2+螯合，抑制了晶格向一定方向成长，因此使晶格歪曲长不大，另外部分吸附在晶体上的化合物随着晶体的增长被卷入晶格中，使CaCO3晶格发生错位，在垢层中形成一些空间，分子与分子间的相互作用减少，使硬垢变软，直至脱落。4、本品只需几个mg/L就可以使几百个mg/L成垢物质稳定的保持在水中，即便在高温下也不会水解成正磷酸盐。5、该配方采用连续加药或间断加药方法均可。6、由于本品属于低膦产品，其排污不会对环境造成影响。（三）阻垢缓蚀剂的投加及注意事项首次投加按下式计算： 容水量（m3）加药量（mg/L） _ = kg 1000正常运行时的日投药量按下式计算：补水量（m3/h）加药量(mg/L)_ =

15、 kg10001. 加药点的选择：尽量靠近循环泵的吸入口。2. 投加方式及注意事项：连续投加到运行水系统。加药器应每旬清洗一次保持清洁。3. 无毒害，不燃烧。储存时应放置通风避光处。冬季结晶影响质量效果，使用操作中无须配戴防护用品。不慎接触皮肤或溅入眼睛，立即清水冲洗即可。产品的保质期为十二个月。4. 药剂在循环水中（允许停留）时间为150小时。最后随排污水排出水系统，其排污水不会对环境造成危害。5. 本品采用塑料筒包装主要目的是：产品保洁。使用过程中不能践踏、摔打，以防破裂。出现漏液时更换容器，泄漏物无需特别处理，清水冲洗即可。6. 投药运行系统的监测运行系统的日常分析与监测应一式三份，分别

16、报部门领导、主管经理和留底存查，分析项目及频率如下表：指标名称单 位数 据分析频率分析方法循环水补充水PH值-8.5-9.0次/8小时次/10天循环水及补充水分析方法电导率us/cm1300次/日次/10天总硬度mg/L500次/8小时次/10天钙硬度mg/L280次/8小时次/10天总碱度mg/L580次/8小时次/10天氯离子mg/L260次/8小时次/10天浓缩倍数2.5-3.0（四）相关计算在不通氯气的情况下，以CL-为依据（或SiO2K）计算浓缩倍数，使指标控制在2.5-3.0倍以内。 浓缩倍数计算公式：循环水CL-循环水K+K= 或 一次水CL-一次水K+循环水系统浓缩倍数超标时，

17、应采取增大排污量来调整，排污量计算公式为： 实测浓缩倍数应控浓缩倍数 系统排污量（m3）= 总容水量实测浓缩倍数1五、循环冷却水系统投加杀菌灭藻剂在冷却循环水中有四大危害，即腐蚀危害、结垢危害、粘泥（菌藻）危害、其它离子危害。其中粘泥（菌藻）危害较之其它三种对冷却循环水系统造成的危害更大，因为它是造成垢下腐蚀的主要原因。微生物在自然界无处不在，水系统也是微生物生存的良好环境。微生物在水中既有有利的一面，也有有害的一面。其中有害一面：如饮水中含有大肠杆菌等细菌会使人生病；冷却水中含真菌和细菌，会增加水对设备腐蚀和结垢，水中的细菌还会使水发臭等。5.1冷却水中微生物的来源及控制冷却水中微生物的来源

18、主要有两方面：一是在冷却塔中，当水与空气接触时空气中的微生物进入水体，二是在补充水中含有微生物。粘泥是指金属列管等内壁附着的粘质膜，生物粘泥主要由细菌及藻类等微生物的分泌产物粘附了水中悬浮杂质而形成，生物粘泥的产生主要会导致传热下降，列管堵塞，增加局部腐蚀等危害，影响粘泥生成主要因素与水温、pH值、溶解氧、营养源等有关。5.2 循环冷却水菌藻控制如下：监 测 项 目控 制 指 标监测频率异氧菌5105个/ml(平皿计数法)23次/周真菌10个/ml1次/周硫酸盐还原菌50个/ml1次/月铁细菌100个/ml1次/月黏泥量4ml/m3(生物过滤网法)1次/天1ml/m3（碘化钾法）1次/天5.3

19、、杀菌灭藻剂应具备的条件：a. 广谱、高效、低毒，对黏泥有分散和剥离作用。b. 不与循环水系统内的阻垢剂、缓蚀剂等药剂发生反应，不产生干扰作用。c. 对系统的金属材质无腐蚀作用。d. 水系统的PH值、温度、漏料对药剂的活性无明显影响。e. 使用方便、安全、价格（主要指单位用水量的花费）低。 f. 排放后的残毒易于降解，不污染环境。5.4、杀菌灭藻剂的种类及作用机理杀菌灭藻剂可以分为氧化型杀生剂和非氧化型杀生剂。氧化型杀生剂时具有强烈氧化性的杀生剂，通常是一种强氧化剂，对水中的微生物的杀生使用很强；而非氧化型杀生剂不以氧化作用杀死微生物，而是以微毒剂作用于微生物的特殊部位，因而非氧化型杀生剂不受

20、水中还原性物质的影响。5.5、杀菌灭藻剂的选择及性能介绍选用杀菌灭藻剂要根据不同水质特点、不同时期具体情况，选用氧化型或非氧化型杀生剂。我公司是专业生产工业水处理药剂的厂家，生产的杀菌灭藻剂系列有：JY19-2009A、JY19-2009B、JY19-2009C、JY19-2009D、JY19-2009F等。通过菌藻培植试验及杀菌试验，我公司技术部决定采用JY19-2009A同JY19-2009F交替使用的方法来处理贵公司的菌藻繁殖问题。JY19-2009F是一种广谱、高效、低毒、非氧化性杀生剂，是工业循环冷却水水处理中理想的杀生剂。JY19-2009A是一种强氧化剂。由于它具有高效、广谱、无

21、毒、无刺激性，是一种新一代安全型多功能的杀菌消毒剂。1、正常投加杀菌灭藻剂的具体操作方法：1.1 系统投加JY19-2009F杀菌灭藻剂按总容水量150-200克/吨水，一次性投加到循环水池中；并及时按补水量投加相应数量的杀菌剂，以保证系统中的药剂浓度。投加JY19-2009F杀菌灭藻剂后应停止排污，超过48小时后采取大排大补的处理方法。1.2 加JY19-2009A时，先将活化剂按1：1（一大桶配一小瓶）的比例倒在塑料容器中进行活化，放置5分钟，然后按总容水量150-200克/吨水，一次性投加到循环水池中，24小时后排污补水。1.3 投加JY19-2009F和JY19-2009A两种杀菌灭藻剂可采用交替使用的方法投加，例如：本周