大氮肥循环水系统腐蚀率偏高的原因分析郭亚丽

2007年2月第30卷第1期次毛阮ale111”ge触弓FeriI毛1〕.2(X】7Vol.30No.111职rIndus盯大氮肥循环水系统腐蚀率偏高的原因分析郭亚丽高玉新孟伟吴雪梅(中石油鸟鲁木齐石化公.刁科研所.新貂t乌鲁木齐,83田19)摘要针对氮肥厂循环水系统出现的腐蚀问题,分析腐蚀主要原因为氨带来的pH值波动、微生物繁殖和缓蚀阻垢剂缓蚀性能不足所致。采取相应措施后循环水水质明显改善,腐蚀得到有效控制。关键词循环水漏氨腐蚀中石油乌鲁木齐石化公司化肥厂循环冷却水循环量36(XX)时h/,系统保有水量1(众刃砰h/。系统补水采用深井地下水,补水总硬度210-240m留L,碱度130一150m酬L,以L.S.1计一算属偏结垢型水质。系统换热器材质主要为碳钢、不锈钢和铜质,因此多年来一直采用的是全有机碱性配方并加人了铜缓蚀剂。配方根据循环水的结垢趋势和板式换热器的特殊条件,较多的考虑阻垢要求,而相对忽视了缓蚀性能。杀菌措施:每日投加次氯酸钠30m岁L,每月分别投加l次lCq和异唆哇琳酮。1问题的提出近两年为了减少新鲜水用量,系统采用了部分含有尿素和氨的工艺解吸水作补充水,加上系统长期存在氨的泄漏,致使循环水中氨含量一直较高。各种影响因素致使系统出现了腐蚀率持续偏高的现象。这一问题成为装置正常生产运行的安全隐患。2(x又年系统碳钢挂片腐蚀率平均为o.357nlnl/a,最低为0.202。袱a,腐蚀率远远大于中石油股份公司规定的小于0.07511价L/a的控制指标。长期的严重腐蚀情况继续下去会对装置的安全运行带来巨大影响,这一问题必须尽快解决。2腐蚀原因分析通过对化肥循环水特点、水质状况的分析和运行状况调查,认为腐蚀的主要原因是漏氨和水解解吸水加人带进的氨引起pH值变化和硝化菌群大量拿生所造成的。为此要加强循环水中氨的控制,提高杀菌效果,筛选新的缓蚀阻垢剂,提高缓蚀性能。氨进入水中造成循环水pH值波动,引起腐蚀,同时带来微生物腐蚀和微生物粘泥危害。循环水由于温度适宜、阳光充足,又存在氧饱和的水流和部分缺氧区,而且浓缩积聚了微生物生长所需的矿物质和有机质。氨的进人为微生物的生长提供了钱态氮营养源,使得硝化菌、亚硝化菌等迅速繁殖,从而带来一系列的危害。2.1氨对pH值的影响大量氨进人水中后,首先会使水的pH值升高,造成局部钙镁等结垢。pH值上升还会使缓蚀阻垢剂中的锌产生沉积,从而影响到缓蚀阻垢剂缓蚀性能的发挥,造成系统的腐蚀加剧。氨会与加人的杀菌剂氯发生反应生成N姚lC、NHC卜、NCb,这些物质虽然也有杀菌作用,但杀菌作用比较弱川。而且氨硝化产生的No牙也会与氧化性杀菌剂发生反应,从而大量消耗氧化性杀菌剂,使杀菌剂不能正常发挥作用。因而难以控制微生物的繁殖,造成微生物的腐蚀。循环水中存在的硝化菌群作用及溶解氧和其他氧化剂作用下氨被氧化为亚硝酸和硝酸,最终会使循环水的pH值降低,造成系统腐蚀加剧。反应方程式如下:收稿[]期;2仪场一09一14;收到修改稿日期:2朋7一01一23。作者简介:郭亚丽,女,1974年出生,汉族,1997年毕业于抚顺石油大学,_L学学士,工程师,多年从事水处理研究工作。联系电话〔万心l`6侧】3502`第l期郭亚丽等.大氮肥循环水系统腐蚀率偏高的原因分析ZN玩+3q亚硝化菌21』人q+2从OZHNO:+qZN田+3仇硝化菌ZHN几亚硝化菌ZN街+4H++2玛0在化肥循环水加人解吸水之前,为控制循环水pH值在8.6一8.8,每年系统加人硫酸约80余吨,而采用解吸水之后每年酸的用量仅有20t左右,有时即使连续几个月不加酸,循环水的pH值也会在8.5一8.6。用酸量大大减少,说明氨进人水中发生了一系列的转化过程,最终使循环水pH值降低。表1氨含量不稳定引起N--Os数值波动产生氧浓度差,使粘泥下的铁不断被溶解引起严重的局部腐蚀;产酸细菌的代谢产物使局部区域的pH值偏低,对这部分金属直接发生氢的去极化作用,加快了金属腐蚀,如上述的硝化菌和亚硝化菌。3解决腐蚀问题的试验3.1筛选新的阻垢缓蚀剂针对现场实际水质情况,首先对当时使用的缓蚀阻垢剂进行了旋转挂片试验,确认其缓蚀效果。表2药剂旋转挂片腐蚀试验浓缩倍数Nll+4/nlg,L一lNO乏/mg·L一lCOD/nlg·L一lN街/mg·L-142.2试验用水F一2加量/邺·L一】腐蚀率/~·a一l总磷/mg·L一l0.731.34O,520.530.971.015.241.280.732.572二612.412.972.011.622.832.15工.7855T.74864现场补充水750.05866.638.9现场循环水750.28255.628.68现场补充水空白00.728608.46表2中数据显示:用新鲜水自然浓缩1.5倍,在实验室条件下,腐蚀率可以达标。但配方应用到现场循环水中,同样的补充水,浓缩倍数大于3.5倍,腐蚀率却超标。说明在实际运行中,循环水系统会受物料泄漏、微生物孽生等影响,水质发生了较大变化。说明该配方应用到化肥循环水中满足不了缓蚀的要求。进行了新配方F一572的试验,结果列于表3。从表3的结果看,和原配方F一2比较,新配方的缓蚀效果有很大提高。表3缓蚀阻垢剂的旋转挂片试验药剂配方药剂浓度n/犷L一’碳钢腐蚀率/mnI·a一’F一5726()0.0167RZ600.0487空白00.51133.2杀菌剂的调整原有杀菌措施不能有效控制氨带来的硝化菌群的繁殖,不能满足系统的水质条件变化。现场水质数据显示水中细菌含量超标,特别是亚硝化菌为1巧O个/mL,远远高于100个/nrL的指标要求。现场试片表面有明显的点蚀,这也表明系统腐蚀产生的一大因素是微生物繁殖引起的。经过试验改为,在以往每日仅投加次氯酸钠30mg几的基础上,增加隔天l次投加KF一50720mgL/,并配人sing/L的活性嗅成分,增强杀菌作用。由此对硝化菌群的繁殖有针对性的进行抑制,能够有效发挥杀菌剂的作用效果。视水质实际情况采用1227剥离剂对系统进52SJ5473048721425500ǎUUQ11一20-0了nQ了91n6产0工J沙n甘,、八、介j4气、气、内、内、,、586161醉6661586562OOC八000门COC八O八000门如表1所示数据显示水中NO多随着氨的突然增加随后开始增长。此时系统已连续3个月没有加酸,而pH值始终保持在8.5一8.6。正常情况下新水浓缩至3一4倍不加酸的声值是8.9左右。因此在没有其他酸性介质泄漏的情况下,结合N衡的量持续偏高的现象,判断导致系统PH值降低的原因是由于解吸水加人和系统漏氨造成的。由于进人水中的氨很快在硝化菌群的作用下被转化为No多,因此数据显示氨含量不高但No多的量却已达到并保持在soom扩L左右。2.2氨对微生物的影响造成微生物的腐蚀循环水中含氨会造成硝化菌群的繁殖。硝化菌群是一种化能自养菌,包括3种细菌,即亚硝化菌、硝化菌、反硝化菌。硝化细菌对水质的危害很大,尤其是反应产物中的亚硝酸根,能与氯起反应,大大地降低了氯的杀菌效果,使水质恶化。产物中的硝酸根,不但对水质的碱度产生影响,而且会使水的pH值下降〔21。微生物腐蚀的机理:微生物的大量滋生,形成粘泥。粘泥沉积在换热器壁上,阻隔了足够缓蚀剂在金属表面的沉积、吸附等作用,间接使药剂的缓蚀效果不能正常发挥;粘泥的形成在金属表面次毛租2(X斤年第30卷行粘泥剥离,非氧化性杀菌剂异嘎哩琳酮和氧化性杀菌剂二氧化氯每月交替冲击性投加1次。以上措施有效预防和减缓了由于氨的影响带给系统pH值降低的腐蚀和微生物腐蚀、表4采取措施后的系统水质数据浓缩倍数4.2N+4H/1lIg’L一】咋COD/fl塔,L一!N--O3/晖·L一」4现场采取的措施l)为了减小解吸水中氨和尿素对水质的影响,规定氨含量低于ZOm岁IJ、尿素含量低于loom岁L的解吸水才能进人循环水系统,2)排查漏点,消除漏氨源经过多次排查发现大型氨冷器有氨的泄漏。这台氨冷器己连续运行多年,堵管率较高,为彻底消除其对循环水水质的影响,决定更换这台设备。3)按试验结果调整杀菌措施,并采用经过大量试验筛选的有优异缓蚀性能和阻垢分散性能的缓蚀阻垢药剂。采取以上措施之后,循环水水质明显改善。有关数据见表4。8.638.628.618.648.648.618.以8.6】0.110.110.251210.21().120.160.1】4.090.670.501.172.062.930.5】0.626.176.175.203.575.685.205.034.3888.091.4110.2-今`l,1-IQ…,:444444、、8624.00.190.124.5588.5由表4数据可见:循环水中氨、N呀均较低,Noi含量保持在loom岁L以下,pH值控制平稳,设备腐蚀得到有效控制,消除了影响生产正常进行的隐患。参考文献l周本省.工业水处理技术.北京:化学工业出版社,1996.1172金熙,项成林,齐冬子.工业水处理技术问答及常用数据北京:化学工业出版社,200一359一3印REASONSFORHIGHERCORROSIONRATEOFCIRCULATL、GCOOLINGWATERSYSTEMLNLARGENfl,ROGENOUSFERTILIZERPLANTGuoYiai,GaoYu对n,MellgWieandWuXuemei(eRseacllr俪itt旋of晰,啊1Br口二hoC.,ePotrhCil。,nU如娜,830019)bAstractAimedathteeomrsiorzporblelnofoicrulati嗯e叻lingwater叮steminniotrgenousfertilizerlPa;ir,thispaperanalyzesthe;nai,飞fa(:torofooorrsionwhieh15htepoorpeformraneeofsealeandeo,:.osioninllibitor,pHvalue口L,et:.atio:1〔:ausde场aomnnriaandoieoo定’gaIlismbere山ng.ftAereoerrsponidngmeasuers讹ertake一1,the明alityofei代ularingwateraerovbiouslyimPorvedandhtecomrsion罗tscontmlledefl论。tively.Keywords:ei二诚atingeooli,19water,leakingaunnonia,eoloTsion广西测土施肥突破3X()O万亩据广西壮族自治区有关部门的最新统计,2(X抖年以来,全区累计推广测土配方施肥面积已突破3J刃万亩,肥料利用率提高5.5个百分点,农民节约化肥lookt其中,2以巧年全区推广面积2149万亩,增收7.2亿元。J一西农业厅突出把测土配方施肥列人为民办实事的一项重点技术扎实推广,使广西测土配方施肥实现了“三级跳”:2以拜年,全区推广测土配方施肥266万亩;2(X)5年推厂`1170万亩,实现了千万亩跨越式发展;2仪巧年达2149万亩。三年跨越三大步,累计推广面积突破了3(IX)万亩,一跃成为广西推广应用而积最大的农业技术之一。目前,测土配方施肥技术在水稻、玉米、甘蔗、木薯、西瓜、荔枝、龙眼、柑桔、香蕉、茶树、沙田抽、火龙果等作物上得到广泛的推广应用,覆盖全区近半数的县(市、区)和乡镇。2仪巧年,全区建立示范样板片791个,中心示范面积176.1万亩,主要建立粮食作物“水稻万亩示范样板”和玉米等作物’`千亩示范样板”在示范区内设置测土配方施肥与常规施肥对比试验8巧个。·本刊·