结晶器密闭软水处理方案

42结晶器密闭软水处理方案一、工艺概况闭式循环结晶器软水系统的循环水处理分两个部分：第一，结晶器的软水循环水处理；第二，表面蒸发式空冷器循环冷却水处理。首先从结晶器软化水循环水处理进行分析，软化水去除了硬度，使水具有强烈的腐蚀性，对循环水系统中各管道、换热设备以及表面蒸发式空冷器的换热交换管均能造成严重腐蚀，故处理此水以缓蚀为主，兼顾粘泥、污垢的控制，特别是部分腐蚀产物形成的锈垢等更应严格控制，部分使用此类型未作处理的厂家，水质经使用后发黑、发臭，管道腐蚀严重；其次，软化水经受热后由表面蒸发式空冷器进行喷淋冷却，净循环水经换热交换后容易产生结垢、腐蚀及微生物（粘泥）滋生，该水属净环水处理，但作为热交换的表面蒸发式空冷器铜管属双面水处理，故应该慎重处理。1）、工艺流程图a.结晶器软水系统软水冷回水b.蒸发式空冷器净环冷水2）、系统参数循环泵软化冷水蒸发式空冷器结晶器蒸发式空冷器循环泵冷水池冷却塔热水池43项目相关参数单位软化水循环水量m3/h保有水量m3软水补水量m3/h空冷器循环水量m3/h空冷器补水量m3/h系统材质碳钢、不锈钢、铜二、存在的问题①软化水主要存在腐蚀方面的问题。②表面蒸发式空冷器净环水在3-5倍浓缩运行时存在结垢、腐蚀及微生物（粘泥）滋生问题。三、控制方法加入软化水处理专用SY-609缓蚀剂控制软化水系统的腐蚀，它同时具有分散功能，可防止锈垢、污物的沉积，在表面蒸发式空冷器净循环水中加入水质稳定剂，控制循环水系统的结垢和腐蚀，并加入杀菌灭藻剂控制微生物及其粘泥。四、软水系统1）、软化水试验补充软化水水质指标悬浮物≤5mg/L硬度≤0.03mmol/LpH值8.0-10.0电导率600-1000µs/cm根据我公司处理软化循环水之经验，以及结合国内、国外先进技44术的成功方案，我公司采用钼系-膦系-膦羧（醇）系-复合先进配方进行腐蚀试验优化筛选，过程如下：①旋转挂片腐蚀试验试验方法将配制水分别倒入6个2000mL的烧杯，然后分别加入定量的SY-缓蚀剂后放入水槽中编号。将预好膜的三种不同材质的挂片固定在同一旋转架上，放入杯中进行旋转，每36小时更换一次试验液。试验结束后取出挂片，清除表面的污物，根据失重计算各材质的腐蚀率。SY-609缓蚀剂试验结果（单位：mm/a）浓度碳钢铜不锈钢100ppm0.0220.00090.0008150ppm0.0250.00080.0006200ppm0.0240.00060.0006250ppm0.0180.00060.0005300ppm0.0160.00060.0005350ppm0.0150.00050.0003从结果可以看出，缓蚀剂对各种材质都有优良的缓蚀效果，各项指标合格，而且优于国标，为更好验证其效果，选择SY-609缓蚀剂300ppm进行动态模拟试验。②动态模拟试验45在模拟装置中，试片、试管分别放在回水槽和试管连接管上,将模拟水注入水槽约200升，然后各加入阻垢缓蚀剂60g开机运行检查是否正常，打开自动补水器，在补水器内投加SY-609缓蚀剂。定期投加SY-508杀菌灭藻剂50ppm进行杀菌处理。维持系统水量不变，注意温度和蒸汽变化240小时后停机，分别取出试片和试管干燥后称重，测其污垢附着量，然后分别对试片、试管进行清洗，除去污垢称重，测其腐蚀率。SY-609缓蚀剂动态试验结果浓度ppm污垢热阻㎡K/W粘附速率mcm腐蚀率mm/a碳钢铜不锈钢300(挂1)1.918.90.0220.00170.0022300(挂2)1.878.50.0200.00120.0019300(挂3)1.508.30.0190.00110.0016300(试管)1.598.30.019试验结果表示：其结果与旋转挂片腐蚀试验基本相吻合。经过上述各项水质稳定剂配方筛选试验，我们认为：贵公司结晶器软化水系统投加SY-609缓蚀剂300ppm进行处理，可满足生产需要。五、表面蒸发式空冷器净循环水处理1、系统概况1）、工艺流程图46加药净环冷回水2）、系统工艺特点主要对空冷器热软化水的冷却，冷却后仅水温上升，然后循环使用。3）、净循环水系统设计参数项目相关参数单位循环水量m3/h保有水量m3预处理循环水量m3/h补水量m3/h系统材质碳钢、不锈钢、铜2、存在的问题净循环水经循环浓缩后，产生三大问题：结垢、腐蚀和微生物滋生。1）、结垢的危害及影响因素水垢：为硬质结晶形，如CaCO3、MgCO3、SO4、MgSO4、CaSiO3、MgSiO3、CaPO4等。污垢：为软质不定形杂物，如淤泥、腐蚀产物、制程泄漏物、微生物繁衍产生的黏泥沉积物等是引起垢下腐蚀的主要原因。此外，沉积物下方会因为氧气浓度与沉积物外界不同而产生氧浓过滤器换热设备吸水池循环泵空冷塔47差电池，造成沉积下的金属腐蚀。结晶形水垢源自于在水中的Ca2+、HCO3-、SO42-、Mg2+、SiO32-等离子经浓缩超过饱和溶解度而结晶沉淀。上述离子的浓度、pH和温度愈高则愈容易形成水垢。软质沉积物的产生则源自水中悬浮固体、有机物、油脂等物质（即不溶解固体）沉淀，一般容易发生于水流速较慢（流速低于1m/s）的地方，如管壳式热交换器的壳侧，热交换器出口的管端及管板上。结垢和沉积物质将会造成下列危害：降低热传效率或传热不均、工厂非计划性停止运转、设备腐蚀、电力消耗、减低缓蚀剂效果、产量减少，严重时，管道被堵。一般情况下，循环冷却水中的总硬、钙离子、碱度、温度、pH值、悬浮物、浊度越高结垢性越强2）、冷却水中金属腐蚀危害及影响因素金属腐蚀是经由化学或电化学反应而导致金属毁坏的现象。常见的有以下几种腐蚀形态：1、均匀腐蚀2、电偶腐蚀3、浓差腐蚀4、缝隙腐蚀5、孔蚀6、应力腐蚀7、磨损腐蚀8、选择性腐蚀9、微生物腐蚀影响因素主要有pH值、阴离子、络合剂、硬度、金属离子、溶解气体、浓度、悬浮固体、流速、电偶、温度。一般地讲，金属的腐蚀速度随温度、含盐量、阴离子、溶解气体、流速、络合剂的增加而增加，随pH值、硬度的增加而下降。金属腐蚀的危害：金属的腐蚀可降低循环水系统各设备的使用强度，减少设备的使用寿命，使得设备维护周期缩短，严重时，循环水发生透水事故，威胁安全生产，损坏设备时增加生产成本及工人劳动强度，造成非计划停产检修，减少产量，危害巨大。3）、微生物滋生及危害48微生物滋生的来源主要有：大气、补充水。冷却水系统具有充沛的水量、适宜的温度、充足的光照、营养物质、溶解氧和悬浮物形成的淤泥，为微生物及粘泥的迅速滋生创造了有利的条件。其危害如下：降低热交换效率；堵塞热交换器，流量减少；加速腐蚀；降低冷却塔的效率，填料变形、脱落；处理药剂的分解、吸附，降低药剂性能；3、控制方法：在循环水中添加水质稳定剂进行控制，水质稳定剂中含有阻垢分散剂，可以使钙、镁成垢离子稳定在一定浓缩倍数的水中，不结垢析出，而水质稳定剂中的缓蚀剂可以在设备金属表面形成一层耐腐蚀的保护膜，达到缓蚀的目的，循环水微生物滋生后可以加入杀生剂进行杀灭，同时控制粘泥量的增加。4、水质判断1）、补充水水质情况：温度≤20℃碱度PHCa2+浊度Cl-总硬度Mg2+电导率TFe总磷未检出硫酸根2）、水质判断49pHs值pH值温度指数原水水质倾向L.S.IR.S.IP.S.I.F.S.IL.S.IR.S.IP.S.I.F.S.IL.S.IR.S.IP.S.I.F.S.I备注：①30℃冷却塔出口水温；②40℃冷却塔进口水温；③80℃换热设备管壁最高温度。pHeq=7.77平衡pH值，假定补水pH：8.4。从以上数据可以看出补水属结垢兼腐蚀的双重型水质，经3-5倍浓缩后水质判断如下：50pHs值pH值温度指数3倍原水水质倾向L.S.IR.S.IP.S.I.F.S.IL.S.IR.S.IP.S.I.F.S.IL.S.IR.S.IP.S.I.F.S.I备注：①30℃冷却塔出口水温；②40℃冷却塔进口水温；③80℃换热设备管壁最高温度。pHeq=8.47平衡pH值，假定循环水pH：9.1。51pHs值pH值温度指数4倍原水水质倾向L.S.IR.S.IP.S.I.F.S.IL.S.IR.S.IP.S.I.F.S.IL.S.IR.S.IP.S.I.F.S.I备注：①30℃冷却塔出口水温；②40℃冷却塔进口水温；③80℃换热设备管壁最高温度。pHeq=8.65平衡pH值，假定循环水pH：9.2。52pHs值pH值温度指数5倍原水水质倾向L.S.IR.S.IP.S.I.F.S.IL.S.IR.S.IP.S.I.F.S.IL.S.IR.S.IP.S.I.F.S.I备注：①30℃冷却塔出口水温；②40℃冷却塔进口水温；③80℃换热设备管壁最高温度。pHeq=8.79平衡pH值，假定循环水pH：9.3。从以上各表数据中可以看出，当净环补水浓缩3—5倍时，循环水均呈现结垢趋势，浓缩倍数愈高结垢倾向愈严重，当浓缩倍数大于3.0时，处理该循环水应以阻垢为主，缓蚀为辅，兼顾杀菌灭藻。535、净循环水系统试验任何循环水系统的水质稳定处理，必须建立在一个科学处理的前提，根据所处理的水质情况及工艺用水要求，经过一系列的配方筛选试验，择优取用。根据经验和现场实际情况，试验中所得浓缩倍数需乘以0.8-0.85的系数方可应用于现场工业生产中，故该实验浓缩倍数应控制补水4-5浓缩为根据进行试验，在提高浓缩倍数有利于节约水资源的同时，处理循环水的难度加大，也就对药剂的性能提出了更高要求，我公司技术人员经过科学的计算和配方筛选，选出适合于各循环水的水质稳定药剂，本试验是针对净循环水系统循环水水质稳定处理所做的试验。过程如下：1)、阻垢试验①、试验步骤量取500ml水样于10支500ml三颈烧瓶中分别加入SY-405、SY-406、SY-407、SY-408阻垢缓蚀剂，将烧瓶浸入50±0.5℃的恒温水浴中，同时以80L/h的流量鼓入空气，经72小时后，停止鼓入空气取出三颈烧瓶，冷却至室温后测水中Ca2+浓度。②、阻垢率按下式计算：式中：A—试验后水中Ca2+浓度，mg/LB—空白试验水中Ca2+浓度，mg/LC—试验前水中Ca2+浓度，mg/L③、试验结果如下：SY-405阻垢率阻垢率（％）=×100％A—BC—B5434515ppm85%79%77%20ppm86%85%83%25ppm89%85%84%SY-406阻垢率34515ppm86%81%80%20ppm96%92%88%25ppm98%96%96%SY-407阻垢率试验结果：SY-406比SY-405、407效果较好。2）、旋转挂片腐蚀试验①、试验方法将配原水分别倒入8个2000mL的烧杯，然后分别加入定量的阻垢缓蚀剂后放入水槽中编号。将预好膜的三种不同材质的挂片固定在同一旋转架上，放入杯中进行旋转，每36小时更换一次试验液。试验结束后取出挂片，清除表面的污物，根据失重计算各材质的34515ppm92%90%89%20ppm94%91%90%25ppm97%93%92%倍数浓度倍数浓度倍数浓度55腐蚀率。②、计算方法式中：K—腐蚀率mm/a87.6—常数m1—试验前重mgm2—试验后重mgs—试片表面积cm2ρ—金属密度g/cm3t—试验时间h其中：铜：8.7，碳钢：7.85，不锈钢：7.93。③、试验结果SY-406缓蚀试验结果（单位：mm/a）浓度碳钢铜不锈钢15ppm0.0550.00160.001820ppm0.0470.00160.001725ppm0.0410.00110.0012SY-407缓蚀试验结果（单位：mm/a）浓度碳钢铜不锈钢15ppm0.0700.00180.001920ppm0.0670.00180.001825ppm0.0640.00150.0012从结果可以看出，SY-406、SY-407对各种材质都有优良的阻垢、腐蚀率：K=87.6×（m1-m2）s.ρ.t.56缓蚀效果，各项指标合格，而且优于国标，根据择优原则，选择SY-406阻垢缓蚀剂进行动态模拟试验。3）、动态模拟试验①、试验过程在模拟装置中，将模拟水注入水槽约200升，然后各加入S