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循环水场各化学药剂对循环水水质的影响及优化分析

2017-04-15

福建质量管理 2017年15期
关键词:阻垢浓硫酸污垢

(中国石油长庆石化公司 陕西 咸阳 712000)

循环水场各化学药剂对循环水水质的影响及优化分析

贺大伟

(中国石油长庆石化公司陕西咸阳712000)

长庆石化公司60万吨/年连续重整装置配备有独立的循环水系统,日常向循环水中加入药剂有缓蚀剂OP8492、阻垢剂MS6209、杀菌剂NX1100、杀菌剂增效剂BD1500、水处理剂PB400、次氯酸钠以及浓硫酸。本文介绍了各药剂的作用机理和对循环水水质的影响,以及加药控制的优化分析。

循环水;缓蚀剂;阻垢剂;杀菌剂

一、循环水中各化学药剂的作用及对循环水水质的影响

(一)缓释剂、阻垢剂

缓蚀阻垢剂对循环水水质的影响[1]:

循环装置运行过程中,水中的Ca2+、Mg2+、Cl-等离子、铁锈、细菌等都导致系统中设备出现结垢、腐蚀现象。微生物繁殖也对系统结垢、腐蚀有影响,污垢和微生物粘泥会引起垢下腐蚀,而腐蚀产物又参与水中其他物质反应生成污垢,影响生产装置的正常运行。使用了缓蚀阻垢剂后循环水管线内形成一层完整的防腐膜,该膜通透性很低。同时由于磷酸盐与锌盐可以加强对金属腐蚀的控制。OP8492用来控制结垢和沉积,对悬浮物、Fe3+、Mg2+和其它难溶物具有良好的防聚合作用。使用了缓蚀阻垢剂后,循环水的腐蚀及结垢现象大为减少,使循环水可长时间使用,保证了装置的正常平稳运行。

(二)杀菌剂

1.杀菌剂的作用原理[2]

连续重整循环水场采用的杀菌剂为生物分散剂BD1500和非氧化性杀菌剂NX1100及氧化性杀菌剂PB400。

虽然BD1500本身没有杀菌活性,但可作为工业杀菌剂助剂,提高杀菌效果。当单独使用杀菌剂无法达到杀灭效果时BD1500尤其有效。例如,在杀菌剂的使用或排放受到环境法规限制的地方,BD1500的作用就会显示出来。

NX1100是一种专利的复配杀生剂,专门为工业水处理而设计,它可以用于敞开式和封闭式循环冷却水系统中。NX1100已获得了EPA美国环保署的批准,可用于控制各种微生物,包括好氧细菌、厌氧细菌、藻类、酵母菌和真菌。控制工业水系统中的微生物数量对于防止生物污垢是十分必要的。在冷却系统中,换热设备和冷却塔填料中的生物污垢会降低换热效率,导致突发性停工、延长大修时间,从而使生产受损。与生物污垢相关的微生物腐蚀MIC也会使设备遭到破坏。因此,为了使操作装置避免发生此类事故,达到盈利的目的,必须防止生物污垢。与单一配方的杀菌剂相比NX1100能以低剂量快速控制微生物。该混合物还限制了抗药性微生物数量的增长,从而减少了为维持有效性而更换产品的需求。NX1100与氯和溴等卤素杀生剂有增效作用这表明向冷却水系统投加该产品时,可以连续投加卤素,不必暂停或搁置。当有机物泄漏污染导致微生物快速增长时这一点尤其重要。NX1100是水基的,对环境的危害性很小。它不含金属稳定剂,如铜或铁,符合环保要求。

PB400是一种新一代含溴液体氧化性杀生剂。属实际无毒级,易于降解,强力溴在不同pH情况下对异养菌都有杀灭效果,而且在常温下对有机磷的分解率很小,对阻垢剂的阻垢性能影响不大,在缓蚀配方实验中均能达到防腐要求。

2.杀菌剂对循环水水质的影响

杀菌剂NX1100、杀菌剂增效剂BD1500及水处理剂PB400加入后,循环水中微生物含量明显减少,循环水至今未出现大量的细菌繁殖生成生物粘泥情况。

(三)其他药剂

1.次氯酸钠。次氯酸钠的加入是为了控制循环水中的余氯含量,配合杀菌剂的使用,保证杀菌剂的效果,同时也作为一种氧化性杀菌剂与其他杀菌剂一同使用。

2.浓硫酸。浓硫酸的加入是为了控制循环水的pH值,循环水中所加其余药剂均为碱性,长期加入必然导致循环水碱性增强,不利于缓蚀阻垢剂功效的发挥,加入浓硫酸可以控制循环水的pH值,使缓蚀阻垢剂的功效最大限度的发挥。

二、循环水场加药操作优化分析

(一)缓蚀剂与阻垢剂的加入[3]

通过正交试验确定缓蚀剂MS6209的最有效浓度,并考虑到节约和环保等问题,将MS6209浓度控制在5.15mg/L。

经过实验及查阅资料得到,控制pH在8.0-8.6、Ca2+浓度为500-1200时,控制OP8492浓度为40-60mg/L对难溶物有较好的防聚合效果。

通过阻垢、腐蚀试验得出以下结论:OP8492:MS6209加入比为5:1并将pH值控制在8-8.6,缓蚀阻垢效果最佳。

同时可通过循环水在线监测仪来考察缓蚀阻垢剂的浓度来控制缓蚀阻垢剂的加入量,使其浓度控制在适当的范围内。

(二)杀菌剂的加入[4]

NX1100及PB400的正确投加量和频率取决于许多因素。其中包括但不限于:系统清洁度、微生物种类、营养素浓度、温度、pH值、停留时间和其它系统特征。采用冲击式定期投加(每月1次,冬季三个月不用添加)方式每次投加量按系统容积计50ppm。

(三)其他药剂的加入

1.浓硫酸的加入

浓硫酸的加入取决于循环水的pH值,通过在线检测仪对pH值的测量,控制循环水的浓硫酸加入量,将循环水pH至控制在8-8.6之间。在pH>8.6时启硫酸泵,当pH<8.2时停泵。

2.次氯酸钠的加入

次氯酸钠的加入取决于循环水中余氯量,控制在<700ppm,通过循环水在线监测仪来观察循环水中余氯含量,来控制次氯酸钠的加入量。

三、总结

通过对文献的查阅以结合60万吨/年连续重整循环水场实际情况的结合讨论,得出以下结论:

1.缓蚀剂MS6209和阻垢剂OP8492在循环水中的浓度分别为10mg/L、50mg/L,并控制pH8.0-8.6,缓蚀阻垢效果最好。

2.BD1500与强力溴配合使用,每次添加25kgBD1500及100kgPB400,添加方式为一次性冲击加入。

每月第一、二、四周周五投加BD1500及PB400。

每月第三周周五投加NX1100,每次冲击性投加50kg。

[1]李永刚,肖瑾.水处理阻垢性质研究[J],工业水处理,1994,14(6):18-20

[2]周本省.工业水处理技术[M],北京:化学工业出版社,2002,42-45

[3]赵燕,郑涛.改进水处理药剂配方提高循环水浓缩倍数[J],工业水处理,2008,28(03):51-53

[4]李瑞华.工业冷却水处理药剂进展[J],工业水处理,1993,13(4):7-8

贺大伟(1989.06-),男,汉族,湖南益阳人,本科,助理工程师,毕业于中国石油大学(华东),就职于中国石油长庆石化公司,研究方向石油炼制。

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