甲醇汽包的水质调节

韩彬 李学飞 张文平（河北金牛旭阳化工有限公司，河北邢台054000）

甲醇汽包的水质调节

韩彬 李学飞 张文平（河北金牛旭阳化工有限公司，河北邢台054000）

本文介绍了河北金牛旭阳化工有限公司，甲醇生产过程中合成汽包水质调节的必要性及具体方法。

汽包水质；磷酸盐；二氧化硅；总碱度

引言

在甲醇生产过程中，汽包是一个重要的设备，它是蒸汽发生器。汽包的主要作用是回收高品质的热能，及时带走合成反应产生的热量，使温度恒定，使反应连续进行。汽包在高温高压的环境下极易产生结垢、氧化腐蚀等现象，严重影响汽包使用寿命及设备安全。通过对汽包水质的调节可有效消除或缓解汽包的结垢和氧化腐蚀，从而提高设备使用效率，延缓设备老化，增强了设备的安全。所以对汽包水质的调节十分必要与重要。

一、汽包的作用

汽包就是蒸汽发生器，是德国低压法生产甲醇典型设备，合成气生产甲醇是放热反应，铜系催化剂热稳定性较差，因此，严格控制反应温度及时有效地移走反应热是低压法甲醇合成反应器设计和操作的关键问题.鲁奇合成甲醇反应器是列管等温反应器，催化剂置于管内，壳程通来自汽包的高压热水，吸收反应热变成高压蒸汽，高压蒸汽可以作为推动离心式压缩机的动力.通过对蒸汽压力的调节，可以方便地控制反应器的温度.反应气沿管长方向的温度几乎可以保持均匀，高压热水温度仅比反应气温度低几度，避免了催化剂温度过热。

二、汽包的结垢与腐蚀

1.汽包水垢的危害

未经处理的水进入汽包后，经过反复的蒸发，浓缩后水中杂质的浓度不断升高，达到饱和时就会产生沉淀。这种沉淀附着在汽包内壁形成水垢。水垢形成后导热性能变差，影响了汽包正常的水循环，严重时会导致爆炸。

2.水垢的种类和成因

常见的汽包水垢有钙镁水垢和硅酸盐水垢两种：

（1）钙镁水垢：

成因：汽包水温度较高时使某些钙镁盐类溶解度下降，汽包水水不断汽化浓缩，某些钙镁盐类从水中析出，形成钙镁水垢。

（2）硅酸盐水垢：

成因：锅炉给水中铝，铁和硅的化合物含量高，是主要原因。

3.汽包的腐蚀

汽包经过一段使用后会在汽包内侧金属表面形成大量的钙镁水垢和硅酸盐水垢。当大量水垢形成后，汽包的导热性能会变差。金属内壁温度过高时，通过水垢后到达金属内壁的水大量汽化蒸发并浓缩，碱度不断上升。但由于水垢的阻挡作用，水垢下的高碱度水不能充分地交换稀释，从而导致汽包金属表面在高碱度水中反应，不断地被腐蚀，汽包壁不断变薄，从而导致汽包的使用寿命大大缩短。

三、汽包水质的调节

针对汽包的结垢与腐蚀的不同特点应该对汽包水质进行必要的调节把汽包水质各指标控制在一定范围内可有效消除或缓解汽包的结垢和氧化腐蚀，如表1所示。

1.汽包磷酸盐的调节

原理：一定浓度的磷酸盐溶液在碱性的汽包给水中（PH9—11），可以形成磷酸盐保护膜保护汽包金属内壁不受腐蚀。而且汽包上水中钙离子与磷酸根发生反应会形成松软的水渣可随着汽包的间排排出不形成坚硬的水垢。

调节方法：在生产中用磷酸三钠配成1——5%的溶液由磷酸盐水泵打入锅炉给水泵进口，再由锅炉给水泵打入合成汽包和转化废锅。汽包上水中的磷酸根保持在15—5mg/L就能较好的保护汽包内壁不受腐蚀。

表1

2.汽包PH的调节

为了有效避免汽包的沉积物酸性腐蚀和碱性腐蚀，应该把上水PH控制在9-11的范围内。通过加入磷酸盐的量及加入少量的氨水来控制水质在指标范围内。

3.汽包二氧化硅的调节

原理：汽包中除盐水水质不良时会引起汽包水质二氧化硅超标。二氧化硅超标会使汽包出来的饱和中压蒸汽不合格，从而使后续工序使用中压蒸汽的设备受到损害。例如，会在汽轮机叶片上形成难以清除的硅酸盐沉淀，降低汽轮机转速影响做功，严重时会导致汽轮机振值过高发生事故，所以要控制二氧化硅在指标范围内。

控制方法为：一是严把脱盐水关，使上水合格；二是提高磷酸根含量提高PH值并加大联排控制水质。

经过各项的调节使各指标都在控制范围内如表2所示：

表2 汽包水质分析报告单JL-ZG-28

四、结语

通过对汽包水质的调节可以有效地缓解汽包的结垢与腐蚀，并能保证所产蒸汽的质量有效的保护汽轮机的安全。所以汽包水质是一个重要的指标，平时要认真做好调节，保证设备的完好及生产的连续稳定运行。

［1］GB1576-2008工业锅炉水质.

韩彬（1983-），男，邢台市金牛旭阳化工有限公司甲醇车间助理工程师；

李学飞（1983-），男，邢台市金牛旭阳化工有限公司甲醇车间助理工程师；

张文平（1984-），男，邢台市金牛旭阳化工有限公司甲醇车间工程师。