煤化工装置循环水质量的影响因素及改善措施

马威

中煤鄂尔多斯能源化工有限公司 内蒙古鄂尔多斯 017317

对于煤化工装置的循环水而言，其影响整个装置的运行情况以及安全。常见的表现可以划分为：第一，若检测发现是水质量问题，改善措施就是补充新鲜水量，并且更换循环水系统。第二，若换热器导致生物黏泥，非常容易堵塞凉水的塔填料通道，如此就不利于煤化工装置的安全运行。第三，若水质逐渐变得浑浊，就会导致换热器的热交换效率[1]。第四，若煤化工装置循环水的pH值较低、金属铁浓度超过规定值时，换热器易因腐蚀而出现损坏情况。

1 影响循环水质的主要影响因素

1.1 循环水的pH值

pH值是一项控制酸碱度的标准。通常情况下，煤化工装置在正常运行时，循环水的pH值的指标控制范围为偏碱性8.0-9.2。若pH值大于9.2时，在循环水装置的换热器内非常容易析出CaCO3结晶物或者MgCO3结晶物。当pH值小于8.0时，尽管水体显示中性，但仍然还是具有腐蚀性，毕竟其中不免又酸性介质，例如亚硫酸根离子、氯离子、二价硫离子、次氯酸根离子、亚磷酸根离子、碳酸根离子等。另外，当水体偏碱性时，循环水在煤化工装置的换热器管道中流通时，由于不断增加的结垢物质，热交换效果渐渐地起不到重要性作用[2]。最终导致堵塞从而影响整套装置的安全运行。若当水体偏酸性时，加入一些弱碱性的物质，水体呈现酸性，方可消除腐蚀性。

1.2 金属Fe的浓度

金属Fe的质量浓度（mg/L）是一项衡量循环水被腐蚀的重要衡量标准，值域一般为不大于1.0mg/L。换言之，若当金属Fe的质量浓度大于1.0mg/L时，说明该套管道正在经历着严重的腐蚀情况，此时首先要做的就是调整溶液的pH值，使得靠拢指标pH值。此外，金属Fe的质量浓度并非越低越好，毕竟在金属Fe含量低的情况下，溶液pH值偏碱性，易出现结垢堵塞等现象。所以，在煤化工装置循环水体中应不断地优化循环水中总Fe质量浓度，保持更换热水器周期、维持煤化工装置安全平稳地运行。

1.3 浊度

简单来说，浊度的概念是水体中存在的悬浮物对透过光线时所产生的阻碍程度。在循环水体中，常见的悬浮物是砂粒、有机物和无机物、泥土、浮游生物、以及胶体物质等等[3]。对于浊度，其不仅与悬浮物浓度相关，更与其大小、形状、以及折射系数等等相关。其中，浊度的域值为小于10NTU。换言之，水体浊度越高，水质越差。在煤化工装置循环水系统的正常运行过程中，当各类污水不慎漏入循环水体当中，或者循环水系统中存在的被杀死的细菌和泥巴，或者凉水塔池中被一不小心带入的风扬尘和风沙，上述情况均会导致过滤效果不佳引起循环水体的浊度不断升高。

1.4 电导率

在煤化工装置中，规定循环水的电导率值域为小于3000μs/cm。化学耗氧量值域为小于100mg/L。在循环水体当中，决定电导率高低的因素是在水体中所包含的可溶性盐的浓度或者其它会分解的化学物质，常见的杂志包含了循环水体中自身携带的盐、离子类药剂，例如氯离子、H2SO4、NaClO、以及磷酸盐等。上述所描述的这些物质均会对电导率有所影响。此外，影响电导率的主要因素还包括进入循环水中的经过换热器不断泄漏的介质，例如CH3OH、氨氮、以及硫化氢等。换言之，当循环水体很干净时，其电导率将会更低。

2 改善循环水体质量的改善措施

2.1 改善水体质量的pH值

常见的措施如下介绍所说：第一，改善pH值的直接有效办法是添加H2SO4这种电解质。在普遍情况下，循环水的流通量为三万七千m3/h，所以，H2SO4的添加量为20-40L/h。如此就可调控水体pH值范围在8.0-9.2之间。第二，经过计量槽的精准计量后，由H2SO4泵向吸水池内添加H2SO4。通常，在冬季时常使用质量分数为93%H2SO4，其它季度则使用质量分数98%H2SO4，目的是防止设备管道冻结。第三，H2SO4属于一种危险的化学品，对于其的使用、储存、以及运输都需要在当地相关部门备案。所以，提前做好储备工作，以防供给不足。第四，不断改善H2SO4库存的安全性。第五，若H2SO4泵或者相关管道出现故障时，应采取紧急措施。如在吸水池上的塑料槽内注满H2SO4然后通过控制塞加至吸水池内部，调整水体的pH值。

2.2 金属Fe浓度（质量浓度）

常见的措施如下介绍所说：第一，在煤化工循环水体当中，其pH值一般控制在8.0-9.2，金属Fe浓度指标或许也存在超标现象。这就要求在循环水体当中不断优化pH值的控制范围，目的是保证总Fe浓度达标。第二，当pH值控制在8.5-8.7范围内时，总Fe浓度指标可保持在0.2-0.4mg/L之间，这也可以确保换热器不腐蚀，不结垢。第三，对于Fe浓度指标，并非控制的越低越好。毕竟当Fe浓度长时间趋近于零时，换热器就极有可能出现结垢捉着堵塞现象，从而影响煤化工装置的整体正常运行。

2.3 浊度

常见的措施如下介绍所说：第一，部分或者全部开启循环水站的过滤器，时刻保持着正常的运行，这是预防浊度超标的主要改善措施之一。第二，不断地对过滤器的运行情况管理、考核，定时、定点、定人按程序来进行细化。第三，加强对过滤器的维护、保养，时刻确保搅拌器的良好运行，及时地更换纤维球以此来降低浊度从而改善水质。第四，降低浊度的一种辅助措施是补充大量的新鲜水或者回用水。所以，全面置换系统循环水是保持过滤器过滤效果最有效的降浊措施之一。第五，杜绝泄漏换热器、消除漏油、抑制厂区扬尘、更换凉水塑料填料等，目的是保持循环水浊度达标。

2.4 电导率

常见的措施如下介绍所说：第一，保持煤化工装置正常运行，严格控制循环水体的电导率指标小于3000μS/cm。第二，发现换热器泄漏时，应及时处理，彻底消漏、堵漏，以防引起其它水质指标超标。第三，降低循环水电导率的最有效手段就是用新鲜水或中水回用水置换循环水，置换速度越快电导率下降得越快，水质越容易达标。