1 概述
我厂甲醛原设计能力10kt/a,最初冷却水采用直流水,水源浪费严重。后将直流水改为循环水,大大节约了水资源,但随之也带来一系列问题:换热设备结垢严重,菌藻类滋生,系统内粘泥积聚,堵塞设备,腐蚀加重,吸收塔温度明显升高,吸收效率降低,尾气中醛含量上升。针对这些问题.我厂对循环冷却水进行了化学处理。
2 我厂循环水系统存在的问题
2.1水垢
循环冷却水运行使用一段时期后,在换热器及凉水塔中均产生致密的水垢,这主要是水中的重碳酸钙产生下列反应:
Ca(HCO3)2—一CaCO3↓+CO2↑+H2O
CaCO3沉积在设备表面而形成的,这层水垢大大降低了换热设备的传热效能。
2.2腐蚀
循环水与空气接触,水中02可达饱和状态,因金属表面的不均匀性,冷却水具有导电性,因而在金属表面形成许多微电池,产生电化学腐蚀。另外,随着冷却过程中水不断蒸发浓缩,水中氯化物浓度升高,Cl一对不锈钢产生较严重的点蚀。水中微生物分解水中硫酸盐产生H2s,也对设备产生腐蚀,对不锈钢设备管壁的腐蚀率大于0.005mm/a,水中菌藻类大量繁殖,造成冷却水流量减少,影响冷却效果。
3 循环冷却水处理
3.1清洗设备
对换热器凉水塔均进行彻底清洗。列管换热器用草酸冲洗;板式换热器将板片拆下,去除中间的水垢及泥沙、藻类等杂物,换新密封垫重新组装;凉水塔填料拿出,彻底清除其间的水垢及杂物。
3.2阻垢剂、缓蚀剂投放
我厂选用复合型药剂TS一609与HEDP,按1:1配比混合使用。这两种药剂混溶性良好,前者是丙烯酸、丙烯酸羟丙酯共聚物,属分散型阻垢剂,能包围水中的胶体颗粒而达到分散阻垢的目的,加药量为4×10 ;后者是有机膦酸羟基乙叉二膦酸属螯合型阻垢剂,由于分子中含有羟基,膦酸基,所以能与水中的钙、镁等离子形成稳定的络合物,达到螯合阻垢的目的,加药量4×10-6。两种药剂同时使用,能使晶格扭曲,使已形成结晶CaCO3、MgCO3等结不成坚硬的垢。HEDP同时还用作缓蚀剂,能在金属表面形成沉淀薄膜,切断腐蚀电流,减缓腐蚀过程。将上述两药剂按配比溶解于软水中,采用冲击加料法投料,每天一次。
3.3杀菌灭藻剂投放
为避免菌藻类产生抗药性,我厂杀菌灭藻剂采用氧化型、非氧化型交替使用。氧化型为优氯净,初期加2×10 添加至控制水平,改为每周加一次,投药量为0.2~1×10-4,溶于软水中投加;非氧化型为JN一2即季铵盐,该杀菌灭藻剂不能用于饮用水和生活水,初期添加量为2×-10-4重复添加至控制水平,改为每周加一次,投药量为0.5~1×10~ ,溶于软水中投加。
4 效果
循环水改造工程于2000年5月完成,使用后取得良好效果,甲醛日产量由43吨提高到52吨。2001年生产甲醛15500吨,比1999年12800吨增产2700吨。运行至今,凉水塔、换热器中无结垢现象,为厂节约了清洗设备费用,并为我厂进一步将甲醛生产能力提高到20kt/a奠定了基础。