化工厂循环水系统用LHE水稳剂代替磷系水处理剂的应用研究 4页

2013年12月化工厂循环水系统用LHE水稳剂代替磷系水处理剂的应用研究209化工厂循环水系统用LHE水稳剂代替磷系水处理剂的应用研究陈细侥陈巧云2(1．新余水务集团有限公司，江西新余338000；2．江西省轻工业研究所，江西南昌330029)摘要：对新余市某大型化工企业循环水系统采用LHE聚合物水处理剂的前后使用效果进行了对比研究，结果发现使用LHE聚合物不但可从根本上解决废液磷含量超标的问题，而且LHE聚合物会在设备表面形成电中性和绝缘性的聚合物保护膜，其不但防垢、除垢、防菌藻和缓蚀的效果优异。而且费用相比磷系水稳剂低廉。自从改用LHE聚合物水稳剂以来，系统运行稳定，高压机各段压力、温度都正常，尿素系统稳定。是值得广泛推广的一种水稳剂。关键词：LHE聚合物水稳剂磷系水处理药剂经济效益一、简介基于以上原因，寻找一种新型且使用效果好的水工业循环水处理主要包括阻垢、缓蚀、杀菌和灭处理剂成为企业正常的重要任务。LHE聚合物水稳藻。通常使用的是磷系水处理药剂⋯，其在实际生产剂是一种含羟基酸盐结构聚合物的水处理药剂，不运行中出现一些问题：如合成高压机、冰机水冷器、尿含磷和金属元素。LHE聚合物具有多个络合、螯合位，素水冷器结垢等J。我们都知道，当碳钢表面附着一能使循环水中几乎所有多价金属离子被络合，并逐渐层污垢后，它的导热系数明显要下降几十倍]，因此只转化为不溶性沉淀物，菌藻失去了赖以生存的可溶性在换热器表面形成一层薄薄的污垢，就将严重影响换微量营养元素。聚合物与钙、镁离子形成的絮状热器的换热效果，影响生产。导致高压机水冷器冷却物』，也会使菌藻微生物原生幼体被不断地包裹而清效果差，高压机各段超压、超温，打气量差；在尿素生产除。中冷却效果差，造成低压系统超压，蒸发系统真空度低鉴于其优良的性能，我们在某大型化工公司使用等；另外对于水冷器易出现腐蚀，水冷器使用寿命缩了LHE聚合物的水处理系统来代替常规的磷系水处理短；冷却器结垢后必须在大修时拆开，再请专业清洗队药剂，并对使用效果进行了对比。伍清洗，有的还有可能由于结垢严重无法清洗而报废，二、实验增加成本投资。该化工公司循环水系统总循环水量约7500m’／h，另外，目前磷系水处理药剂的循环水中总磷含量主要供合成车间和尿素车间水冷器冷却用水。该公司一般为8—11m#L。而国家标准规定：现有企业自循环水系统蒸发水量约80m’／h，补充水量约120m／h，2010年7月1日起及新建企业自2008年7月1日起，排污水量约32m／h，因此，每天的排水量约800m。其水污染物排放限值为总磷≤O．5nlg，L。而这种污水排之前使用的水处理剂主要是磷系水处理药剂。从2010放明显超标，违反环保有关规定。因此寻求一种无磷年10月28日开始使用LHE聚合物的水处理系统。水稳剂来代替磷系水稳剂，是势在必行。2．1使用LHE的控制指标表1循环水控制指标控制指标单位最佳值分析次数pH值9～11每班1—2次悬浮物m#L50—80每星期1—2次硬度m#L≤800每星期1—2次碱度mg／L≥400每星期3—5次\n2lO江西化工2013年第4期总铁mg／L≥0．5每星期1～2次氯离子mg／L≤1200(碳钢)每班1次氯离子mg／L≤800(不锈钢)每班1次2．1．1pH值10之间。使用LHE聚合物，循环水中pH值必须控制在8．52．2．2日常加药量以上，该种药剂可在较高pH值下运行，根据实践运行日常加药量按每m循环水中加药量为3—5g计，情况，pH值的上限可达12以上，但有铜质设备的一般我公司每小时循环量为7500m，则每药量为750o×(3宜小于9．5。由于药剂与垢离子络合成不溶物，在旁～5)×10～=22．5～37．5kg，因此每天加1包(25kg)流处理或沉积池中沉积而不断与循环水分离，循环水LHE聚合物，加热溶解后加入水中，循环水的颜色一般的碱度和pH值不仅不会随循环水的浓缩而提高，反而为淡白色，经过几天循环后，pH值稳定在8．9左右，但会降低或平衡在一个相对稳定的范围内，这与磷系水要时而补充碱液。为了稳定循环水的pH值，可将带有处理是不同的。弱碱性的尿素车间废液引至循环水中，通过废液连续2．1．2氯离子浓度不断地补充，保证了循环水的pH值在指标内。循环水系统若是碳钢材质，水中氯离子宜小于2．3循环水流速1200mg／L；若是不锈钢材质，则应小于800mg／L为宜，循环水的流速不小于0．9m／s，有利于管道内和换总的原则是循环水中氯离子和可溶盐份越低，腐蚀性热部位悬浮物高速流动不沉积。循环水系统应有较大就越小。的沉淀池、合适的过滤或旁滤装置等，也可抬高出水水2．1．3总碱度位，使悬浮物少的水溢流。使循环水的不溶性物有沉循环水中总碱度最低不得小于200mg／L，尽量控淀的地方，使杂质随时自动沉淀分离。制高点，而且越高越好。2．1．2氯离子浓度2．1．4总硬度循环水系统若是碳钢材质，水中氯离子宜小于最好不能超过800mg／L，而且越低越好。如果循环1200rag／L；若是不锈钢材质，则应小于800mg／L为宜，水总硬度较高时，可短时间内提高循环水pH+值至l2总的原则是循环水中氯离子和可溶盐份越低，腐蚀性以上，则会使水中硬度物质在沉淀池下部沉出，可以降就越小。低硬度。’2．1．3总碱度2．2LHE聚合物使用量循环水中总碱度最低不得小于200mg／L，尽量控制聚合物使用量合适与否，可根据循环水的颜色来高点，而且越高越好。大致判断。正常运行中，循环水颜色带有浅淡的醋茶2．1．4总硬度色为宜。如水的颜色为浓醋茶色，是加药太多，如水的最好不能超过800mg／L，而且越低越好。如果循环颜色为淡白或淡黄白色，表明药量不足，应根据实际情水总硬度较高时，可短时间内提高循环水pH值至l2况适当加大药量。以上，则会使水中硬度物质在沉淀池下部沉出，可以降2．2．1最初加药量低硬度。首次加药按系统总水量计(每m。水加药20g)，若三、结果与讨论循环水总量约2500m，初次加入2500×20×10～=50从2010年l0月28日开始加药，严格按照厂家制kg。2010年lO月28日测试水pH值为6．5，投加LHE定加药方案进行加药。为了保证水中pH值在指标内，水稳剂2包共50kg，加热溶解后加入循环水中，接着加因此不定期加入一定量的NaOH溶液，pH值一般都能入250kgNaOH，测定pH值为7．5。10月29日，经循控制在8．5～9．5之间，循环水颜色为醋茶色，循环水环后，pH值又下降到6．7，后又加入30％NaOH共l7运行比较正常。各种含量见表2：吨，测定pH值为12．8，再循环所测pH值就稳定在9～\n2013年l2月化工厂循环水系统用LHE水稳剂代替磷系水处理剂的应用研究2l1表2循环水控制指标的变化日期总碱度(总磷浊度Cl。硬度电导率mg／L)pH值(mg／L)(mg／L)(mg／L)(mr／L)(cm)2011．02．O96259．04．5045．9668．04196．01784．oo2011．04．277509．61．9758．52130．26156．501847．oo2012．07．106809．20．49255．6128．3145．51786．002012．08．247269．40．28547．63l29．5149．81835．002012．09．126508．81．354．6127．9143．51750．002012．10．086608．90．654．9l28．1144．61778．002012．10．156659．O055．1128．2144．91780．002012．11．0l67O9．1O55．3128．26145．21783．003．1总磷含量在正常生产运行中，原有设备上的垢层，在聚合物从改用LHE聚合物水处理剂时，为了节约水源，同作用下均会被酥松而变成泥垢，随水流进入沉淀池系时减小环境污染，整个循环水都未用新鲜水置换。原统而被排出。这主要是因为LHE聚合物易与水中含有先使用是磷系水处理药剂，循环水中含有一定的磷系可溶性微量金属离子和多种酸根离子发生反应，生产物质，一般总磷含量为8—1lmg／L，因此刚开始一段时不溶性微细絮状颗粒，此种微细絮状颗粒能吸附水中间，水中都会有一定总磷含量。随着改用LHE聚合物，的多种杂质离子和悬浮微粒，而且聚合物的保护膜与同时又没有添加磷系水处理药剂，而且每天也有800m水中含聚合物的垢物都带有相同的电荷，相互排斥作左右的水置换，因此循环水中总磷是慢慢下降，直至消用和管道内的高速水流，阻止了泥垢在设备管道内沉失。积，无法形成硬质垢层结晶。最后，该絮状颗粒可在沉3．2浊度淀池中通过自身重力作用而沉积，因此，在闭路循环中LHE聚合物易与水中含有可溶性微量金属离子和可自行净化，节水效率高。这种除垢方式可使老垢在酸根离子发生反应，生产不溶性微细絮状颗粒；同时改正常生产运行中悄然除去，免去了化学清洗和更换管用LHE聚合物水稳定剂，循环水pH值控制在9一l1之线的巨额费用，为企业带来了良好的经济效益。间，已把低浓度含氨废水和尿素解析废液用来作补充3．4防菌藻效果水，而LHE聚合物药剂也易与ca2、Mg2和NH；相互LHE聚合物能使循环水中几乎所有多价金属离子作用，形成聚合羟基羧酸钙镁铵络合絮状物，以上絮状被络合，并逐渐转化为不溶性沉淀物，使菌藻失去了赖物不易附着在设备上，且流动性强，但在相对死角的地以生存的可溶性微量营养元素。聚合物与钙、镁离子方会积累，因此随着药物的不断加入，絮状物会越积越形成的絮状物，也会使菌藻微生物原生幼体被不断地多，导致循环水的浊度越来越高。包裹而清除。这被实践证明，所有用LHE聚合物的水循环水浊度升高会影响水冷器的换热效果，因此处理系统均没有使用任何杀菌灭藻剂，仍保持系统在必须阻止循环水浊度升高，而此絮状物在闭路循环中较清洁的情况下运行。循环水从2010年改用LHE聚易自行沉淀净化。于是，公司新建一个沉淀池，长合物水稳剂后，经过不断的改进，循环水运行非常平25m，宽11m，深3m，内分5格。各水冷器回水总量部稳，各项指标在规定范围内，而且未发现菌藻微生物。分进沉淀池，经沉淀后再用泵加压送至凉水塔循环利3．5缓蚀效果用。投入使用后，循环水在密闭的积水沉淀池中，络合LHE聚合物在使用中具有良好的缓蚀效果，主要絮状物成泥垢后沉淀下来，循环水在运行中保持自身是因为聚合物在换热器表面形成一种有机保护膜。在净化的稳定状态。在沉淀池底部安有5个排污阀，每聚合羟基酸盐结构中，一般是羧基邻位于羟基或羧基天操作工排污一次，用来排出沉淀絮状物。结果如表2邻位于另一个羧基，呈一种不均一、多分散性结构，有所示，浊度得到了有效控制。多个络合、螯合位，会在设备表面形成聚合物保护膜，3．3防垢、除垢效果这种膜具有电中性和绝缘性，能使阴极和阳极都得到\n2l2江西化工2013年第4期钝化，能阻止空气、水中的氧，二氧化碳和多种腐蚀性绝缘性的聚合物保护膜，起到防垢、除垢、防菌藻和缓物质的腐蚀。同时，聚合物又与水中硅酸根离子反应蚀的作用，并且费用相比磷系水稳剂更低廉。该公司生成其他化合物，使设备表面形成稳定的缓蚀保护膜。自从改用LHE聚合物水稳剂以来，系统运行稳定，高压从合成高压机水冷器拆开来看，表面上只附着一层絮机各段压力、温度正常，尿素系统稳定。因此，LHE聚状物，而且絮状物比较疏松，成泡状，极易清除。水冷合物是一种质优价廉、值得推广应用的水稳剂。器表面没有发现结垢物。用高压水对外表面和死角冲洗即可全部冲洗干净。免去外请专业队伍高压清洗水参考文献冷器管内垢物，既节约成本，又延长水冷器使用寿命。[1]陆柱．磷系水处理剂与环境保护[J]．华东化工学院3．6经济效益环境工程研究所，15一l9．以该公司每小时循环水量7500m来计算，每月加[2]孙清，石晓坚，王风贺．磷系水处理药剂的研究进展入磷系水处理药剂约5万元左右，而改用LHE聚合物[J]．辽宁化工，2007，36(4)：276—278．水稳剂每天只需加入25kg，每月约750kg，合计1．5万[3]雷玲，俞斌．低磷高效水处理剂研究进展[J]．化工元，故全年可节约42万元。因此循环水选择LHE聚合时刊，2004，18(12)：22—24．物水稳剂，一方面可以稳定生产，另一方面又大大节约[4]张曼，蓝兰，曲兴国．循环冷却水处理“趋零”排了成本。放——从循环水中要效益[J]．一重技术，2005(6)．使用LHE聚合物后，循环水pH值必须保证在9～[5]李健，戴明智．LHE聚合羟基羧酸盐水质稳定剂在11之间，经常要补充一定量的碱液，如果另购碱液，将稍酸厂循环水系统的运用设想[J]．中氮肥，2008，成本会增高。而且化肥厂尿素车间本来就有解吸废液(1)55—57．和低浓度含氨废水，对外排放，既浪费，又影响环保。[6]刘明，孟法泉，邓建利，路明义，梁汉昌．国内外水稳因此将尿素企业的解吸废液和含氨废水引入循环水剂现状及应采取的措施[J]．齐鲁石油化工，2001，中，另外锅炉排污水也含有一定碱性，同样可以引入循29(1)：75—78．环水中，这既保证了循环水的pH值，又解决了化肥厂[7]胡志忠，吴林平．我公司循环水改用LHE水稳剂运废液废水的排放问题，是一举两得的有效措施。行总结[J]．中氮肥，2012，(3)，26—28．四、结论[8]翟智高．资源节约型环境友好型LHE聚合物环保使用LHE聚合物可从根本上解决废液磷含量超标节水技术的应用[c]／／中国管理科学研究院．中国的问题，而且LHE聚合物会在设备表面形成电中性和科学家论坛，2006．LHEpolymerwaterstabilizerinsteadofphosphorusserieswatertreatmentagentsusedincirculatingwatersystemofchemicalplants‘CHENXi—mOCHENQiao—yun2(1．X~nyuWater(Croup)Co．，Ltd．，JiangxiXinyu338000；2．LightIndustryInstitutionofJiangxiProvince，JiangxiNanchang330029)Abstract：LHEpolymerwaterstabilizerwasusedincirculatingwatersystemofthechemicalplantstocomparethediferentperformance．ResultshowedthatadoptingLHEpolymerwaterstabilizerwouldnotonlyfundamentallyavoidthatthecontentofphosphorusinliquidwastefarexceedquota，butalsoformaelectricalyneutralandinsulationpolymercoatingonthee-quipment．Inaddition，LHEpolymerwaterstabilizerworkedwellinseveralfieldsincludinganti—scale，scaleremoval，corrosioninhibition，suppressionofbacteriaandalgae，andspentlowerthanphosphorusserieswatertreatmentagents．SinceswitchingtoLHEpolymerwaterstabilizer，theoperationsystem131nstably，thepressureandtemperatureofhigIlpressuremachinesmaintainedsteadilyandtheureasystemremainedunchanged．Comequently，LHEpolymerwaterstabi-lizerisworthpopularizing．KeyWords：LHEpolymerwaterstabilizerphosphorusserieswatertreatmentagentsEconomicbenefits