工业生产中往往产生大量的热,使设备和产品的温度升高,从而影响正常生产和产品质量。水是吸热的良好介质,可以用于冷却生产设备和产品,冷水冷却器中,将热油降温,水温升高,为了重复利用排出的热水将其引入冷却塔冷却,再用水泵送入冷却器中循环使用。而目前应用最广,类型最多的是敞开式循环冷却水系统。该系统是在高浓缩下运行,实现了冷却水的高度重复利用。但是该系统的弊端是冷却水在循环系统中循环使用,水温升高,水流速度的变化,水的蒸发和空气中杂物的引入,各种无机离子和有机物质的浓缩,阳光照射,灰尘杂物的引入,以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,造成循环水水质恶化,所以必须做好水质处理工作。为了更好地说明水质处理问题的重要性,对我厂顺酐装置循环水系统进行了分析研究,结合循环水工艺流程 ,分析了循环水水质的变化及相应提出了处理方法。

 1  循环冷却水系统运行过程中水质的变化

   CO2 含量降低当冷却水中溶解的重碳酸盐较多时,水流通过换热器表面,特别是温度较高的表面就会受热分解,反应如下:     Ca ( HCO3 ) 2-------CaCO3 ↓+ H2O + CO2 ↑     当循环水通过冷却塔,溶解在水中的CO2 会逸出,水的p H 值升高,此时重碳酸盐在碱性条件下发生如下反应:     Ca ( HCO3 ) 2 + 2OH- ---------CaCO3 ↓ + 2H2O +CO32 -     如水中溶有适量的磷酸盐与钙离子时,也将产生磷酸钙的沉淀:    2PO43 - + 3Ca2 +----------- Ca3 (PO4 ) 2 ↓CaCO3和Ca3 ( PO4 ) 2 属微溶性盐,其溶解度随着温度的升高而降低,从而引起循环水结垢。

 碱度增加随着循环冷却水被浓缩,溶解在水中的CO2 逸出,冷却水的碱度会升高。PH 值升高补充水进入循环冷却水系统后,水中游离的和半结合的酸性气体CO2 在曝气过程中逸入大气而散失,故PH 值升高。浊度增加一方面补充水进入循环冷却水中后由于被不断蒸发、浓缩,另一方面循环冷却水在冷水塔内反复与大量的工业大气接触,把大气中的尘埃洗涤下来并带入循环冷却水中形成悬浮物,导致水中悬浮物和浊度升高。

 溶解氧浓度增大补充水进入循环冷却水系统后,在冷却塔内的喷淋曝气过程中,空气中的氧大量进入水中成为水中溶解氧,而溶解氧常是加速腐蚀的主要因素。     含盐量升高补充水在循环过程中被蒸发时,水中无机盐等非挥发性物质则仍留在循环水中,故增大了循环水的结垢和腐蚀倾向。

 有害气体的进入循环冷却水在冷却塔内与工业大气反复接触时,大气中的SO2 、H2 S、N H3 等有害气体不断进入循环水中,增进了对钢、铜、铝合金的腐蚀。

异养菌的生长循环冷却水中,异养菌的生长繁殖最快,数量也最多,这类细菌能产生致密的粘液,产生生物粘泥,对循环水危害很大。

 2  水质处理方法

为了保证系统长期、有效、安全的运行,必须定期对系统进行清洗、预膜、加药、排污、补充新鲜水,对水质、腐蚀性等情况进行日常监控。

(1) 水质的稳定处理。影响循环水稳定的因素有水质污染、脱CO2 、浓缩作用、水温变化等。先进的水质稳定处理,使循环水系统能在较高的浓缩倍数下运行,既满足生产需要,又达到节水的目的。对于一个冷却系统而言,从直流水改为循环水,并浓缩2～3 倍,那么其用水量将锐减至原来的0. 5 %～1.0 % ,所以我们将浓缩倍数严格控制在2～3 倍,选用缓蚀阻垢剂为YS - 201 ,根据每天化验的结果,确定加药量,目的是增加磷( P) 含量,除垢,保持水质稳定。但过多的提高浓缩倍数会使循环冷却水的硬度、碱度和浓度升得太高,水的结垢倾向增大很多,从而使结垢控制的难度增大。高的浓缩倍数还会使循环冷却水的腐蚀性离子和腐蚀性物质的含量增加,水的腐蚀性增加,从而使腐蚀控制难度增加,同时还会使药剂在冷却水系统中的停留时间增大而水解,因而冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好。

(2) 防水垢的稳定处理法。

①根据所选用的处理方案和浓缩倍数的要求,控制成垢物质进入冷却水中的量,把补充水软化到一定程度,控制水中钙离子的含量;

②在循环水中加碱或二氧化碳降低p H 值,以控制水中碳酸根离子;

③使用阻垢剂破坏CaCO3 等盐类结晶增长的过程,以达到控制水垢形成的目的。

 (3) 控制循环冷却水的浊度。一般循环冷却水的浊度应控制在10～15mg/ L 。主要是控制方法有: 采取有效的旁滤处理;控制补充水的浊度;在风沙大的地区,应在冷却塔周围砌上短墙,防止风沙入侵到冷却水系统;控制微生物的繁衍,防止粘泥的大量产生;注意清除塔池积泥。

菌藻的处理。一周做一次化验,根据化验结果决定是否需加杀菌剂。投药前先将循环水浓缩倍数控制在标准范围内,关闭排水阀和补水阀,使系统处于无泄水状态,以免降低药剂浓度,投药后,药剂在水中停留12～14 小时后,大量补水及排水,直至泡沫消除干净。

(5) 粘泥的处理。定期进行彻底清理(主要是装置检修、停产过程中) 日常浊度小于20ppm ,悬浮物小于30ppm ,含油小于5ppm ,严格控制,及时开排污阀进行排污。

   (6) 预膜。为了防止系统管道、冷却器等内部腐蚀,在每次检修后,开车运行前进行预膜,使设备、管道内壁形成一层保护膜。

3  结语

 在工业生产中,循环水起着不可替代的重要作用。为了使工厂取得更大的经济效益和社会效益,我对循环水水质进行了分析,发现循环冷却水在运行过程中,水质会发生很大变化,对设备损害也相当大。针对这些问题,我学习了相关的理论知识,提出了解决处理办法,达到了延长设备使用寿命、为工厂节约开支的目的。