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·1·山西天泽煤化工集团煤气化厂循环冷却水无磷、超低磷阻垢缓蚀剂动、静态阻垢试验报告武汉大学新乡市聚星龙水处理有限公司2014年3月·2·审核:于萍编写:李倩梁静试验人员:黄阳波黎良斌·3·本试验主要为新乡市聚星龙水处理有限公司所配制的无磷、超低磷型阻垢缓蚀剂在特定的水质中进行阻垢试验,确定最佳配方,并结合现场加酸处理情况,确定该复合药剂在此水质中的极限浓缩倍率和现场最高控制的浓缩倍率,并给出实验室试验报告。1.主要内容主要内容为:(1)对循环冷却水的水样进行分析,确定其水质。(2)在实验室进行静态和动态阻垢实验,通过监测氯离子浓度与钙离子浓度的变化,将水样蒸发浓缩至极限浓缩倍率。(3)采用加酸处理,通过极限浓缩倍率考查该方法的可行性。2.水样分析试验水样为现场用水样,对影响循环冷却水结垢的水质指标进行分析,结果如表1所示。表1水样分析结果表1水样分析结果pH电导率(S/cm)碱度(mmol/L)硬度(mmol/L)Ca2+(mg/L)总磷(mg/L)Cl-(mg/L)浊度(FTU)7.404932.667.6298.4013.56*硬度的表示:1/2Ca2++1/2Mg2+·4·3.实验室静态阻垢效果评定试验3.1试验原理针对循环冷却水的补充水水质特点,加入阻垢剂,在试验温度条件下,恒温静置、蒸发浓缩至一定浓缩倍率,定期分析测定浓缩液中的氯离子浓度和钙离子含量,以评定阻垢剂的阻垢性能。3.2试验方法取1000mL烧杯,将现场取回循环冷却水补充水加入1000mL于烧杯中,然后分别准确的加入试验所需的不同计量的阻垢剂。将该烧杯放入45℃±1℃的恒温水浴中进行静态浓缩,每隔一定时间测定水样中的Ca2+、Cl-浓度,计算浓缩倍率K和经验系数△A,同时进行空白实验。按下列公式计算△A:2202ClCaAKClCa循循补补其中,K=Cl-循/Cl-补定义为浓缩倍数;当△A=0时,K值为稳定浓缩倍数;△A=0.2时,K值为最高浓缩倍数;η=Ca2+循/Ca2+补最高浓缩倍数时,相应的碳酸盐硬度为极限碳酸盐硬度。试验温度:45±1℃试验水样:新乡市聚星龙水处理有限公司运行现场所取水样。3.3试验结果经过前期的配方筛选,从无磷配方和低磷配方中各选一个最佳配方进·5·行对比试验,由此,新乡市聚星龙水处理有限公司共送武汉大学2个药样,对该阻垢剂的静态阻垢试验结果如表2和表3所示。表21#药剂静态阻垢试验结果阻垢剂加入量(mg/L)KηΔA最大浓缩倍率01.101.060.041.201.080.121.301.100.2061.30152.192.080.1082.292.120.172.342.140.2042.34202.192.160.022.342.330.0122.702.500.2042.70252.292.240.053.803.640.163.853.650.2023.85表32#药剂静态阻垢试验结果阻垢剂加入量(mg/L)KηΔA最大浓缩倍率151.401.390.011.461.420.041.621.430.191.62201.411.410.0021.671.490.181.721.510.2061.72251.301.290.011.611.480.13·6·1.681.490.1921.68由表2可知:当1#药剂的加药量为25mg/L,循环水极限浓缩倍率达到3.8倍。由表3可知,当2#药剂的加药量为20mg/L时,循环水极限浓缩倍率达到最高值,即1.72倍,远低于1#药剂的阻垢效果,表明:1#药剂的阻垢性能优于2#药剂。静态阻垢试验达到最高浓缩倍率时水质分析结果见表4。表4静态阻垢试验最高浓缩倍率时水质分析表阻垢剂加入量(mg/L)K(最高)pH电导率(S/cm)碱度(mmol/L)硬度(mmol/L)Ca2+(mg/L)Cl-(mg/L)总磷(mg/L)1152.348.658997.8715.46205.231.790.26号202.708.9097610.0317.43239.836.740.43药253.859.31129413.3826.42354.352.980.562号药剂151.628.716568.9710.45137.621.900201.728.746517.5510.36145.323.310251.688.366386.6110.30143.022.6104.实验室动态阻垢效果评定试验4.1试验方法与条件由于静态试验只能对阻垢剂的性能进行测试,并不能代表实际生产状态,为了使药剂的性能结果与生产实际更为接近,充分考虑各种因素对循环冷却水浓缩倍率的影响,我们进行循环冷却水系统动态模拟试验(见图1),检测该药剂是否能满足现场运行的要求。·7·图1动态模拟试验装置流程图如图1所示,循环冷却水由循环水泵从试验槽抽出,经转子流量计计量后,返回到凉水塔的顶部淋下,在塔内与轴流风机吸入的空气逆流接触,冷却后落入凉水池,完成一个循环。试验水样为现场取循环水补充水,在上述装置中不断浓缩,同时加入补充水及定期排污,使循环冷却水量维持一定范围。试验用水:现场补充水样试验温度:45±1℃4.2试验结果4.2.1加酸试验考虑到现场的实际情况,采用加阻垢剂(1#药剂添加量为25mg/L)及加酸联合处理工艺。加酸为连续性加酸,当循环水的浓缩倍率为1.8左右时,开始加酸处理,维持循环水pH在8.0左右,所得结果见表5。·8·表5加阻垢剂与加酸同时试验的结果Kη⊿A加酸前pH加酸后pH加酸后碱度mmol/L1.000.970.038.768.046.881.641.560.088.927.806.102.102.060.048.647.966.882.602.540.068.587.954.923.072.910.168.578.005.183.303.0980.2028.598.015.31累计加酸:0.05mol/L的硫酸207mL/8L。则按浓硫酸进行计算,加浓硫酸的量为:0.13kg/t。循环水中硫酸根离子的浓度在90~600mg/L之间,对照国标GB748-1996,此浓度范围的硫酸盐不会造成硅酸盐水泥的腐蚀。表5表明,加酸后的极限浓缩倍率为3.30(此为试验室数据,实际控制应低于实验室数据以下运行)。4.2.2加酸时极限浓缩倍率下的水质分析加酸时极限浓缩倍率下的水质分析结果如表6所示。表6极限浓缩倍率下的水样分析结果(1#药剂药剂浓度=25mg/L)浓缩倍数pH电导μs/cm硬度(mmol/L)碱度(mmoL/L)浊度(FTU)Ca2+(mg/L)Cl-mg/L总磷(mg/L)3.308.01132322.865.31330644.760.48*总磷是以PO43-表示的。5水质稳定剂的性能测试新乡聚星龙送来的水质稳定剂性能试验结果见表8。·9·表8水质稳定剂的性能试验结果编号外观pH(1%水溶液)密度(g/cm3)固含量(%)总磷酸盐(PO43-%)有机磷含量(PO43-%)1棕黄色2.571.232045.241.241.032棕黄色2.601.185943.110.6206浓缩倍率K、碱度和pH的关系采用加阻垢剂(添加量为25mg/L)及加酸联合处理工艺,加酸为不定期性加酸,当循环水的浓缩倍率为1.8左右时,开始加酸处理,并每隔一段时间测定浓缩倍率、碱度和pH,维持循环水pH在8.0左右,所得结果见表5。控制pH为8左右时,碱度与浓缩倍率的关系为(见图2):Y=9.1243X3-71.537X2+181.113X-141.36(R2=0.9839)46810121416181.522.533.54浓缩倍率k碱度mmol/L图2浓缩倍率与碱度的关系由图2可知,当控制浓缩倍率K=3.3时,根据上述公式计算出的相应碱度为5.31mmol/L,如果碱度高于此值,循环水的浓缩倍率不能达到3.3倍。7结论7.1静态阻垢缓蚀试验表明:1#药剂的阻垢性能优于2#药剂;·10·7.2阻垢剂与加酸联合处理的动态试验结果表明:当1#药剂加药量为25mg/L时,可以使循环水浓缩倍率达到3.30倍。8.现场运行控制指标根据试验室动态模拟数据,总结出现场运行时循环水需要控制的各项指标如下:分析项目单位指标范围分析频率阻垢缓蚀剂投加量mg/L≤25人工监督酸加入方式及时间当循环水浓缩倍数到达1.5倍后开始连续加酸,将循环水PH控制在指标以内pH7.5~8.23次/天Ca2+mg/L≤3002次/天Cl-mg/L≤422次/天总碱度mg/L≤2601次/天总铁mg/L≤1.01次/周NH3-Nmg/L≤101次/天浊度NTU≤81次/天总磷mg/L0.51次/天浓缩倍数(以Cl-计)≤3.02次/天碳钢试片腐蚀率mm/a≤0.11次/月不锈钢试片腐蚀率mm/a≤0.0051次/月注:以上各指标为暂定指标,在实际运行中需根据运行情况及现场需要再做及时调整。同时,各指标需及时根据补水水质情况做及时的修正。说明:当循环水浓缩倍数大于3.0;时要及时排污置换,当浓缩倍数在规定范围内时,循环水碱度、pH值任一项超标时,要及时加大酸的调节量,·11·当总磷超过0.5mg/L时,要暂停加药。加药量可参考以下数值,运行中再做调整:综合循环水参考加药量(参考循环水量12000m3/h,晾水塔温差10℃):当浓缩倍数为2倍以下时当浓缩倍数为2倍至2.5倍时加药量为:69公斤/天加药量为:86公斤/天当浓缩倍数为2.5倍至3倍时加药量为:100公斤/天合成循环水参考加药量(参考循环水量12000m3/h,晾水塔温差8℃):当浓缩倍数为2倍以下时当浓缩倍数为2倍至2.5倍时加药量为:55公斤/天加药量为:70公斤/天当浓缩倍数为2.5倍至3倍时加药量为:89公斤/天尿素循环水的加药量(参考循环水量4000m3/h,晾水塔温差8℃):当浓缩倍数为2倍以下时当浓缩倍数为2倍至2.5倍时加药量为:23公斤/天加药量为:29公斤/天当浓缩倍数为2.5倍至3倍时加药量为:33公斤/天新乡市聚星龙水处理有限公司武汉大学化学与高分子学院2014年3月15日·12·用药量统计:综合循环水系统:阻垢缓蚀剂36吨/年杀菌灭藻剂16.8吨/年合成循环水系统:阻垢缓蚀剂32吨/年杀菌灭藻剂16.8吨/年尿素循环水系统:阻垢缓蚀剂12吨/年
本文标题:无磷阻垢缓蚀剂试验报告
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