电化学水处理器在循环水冷却系统中的应用 2页

工业、生产2015年第5期电化学水处理器在循环水冷却系统中的应用高海燕中国蓝星哈尔滨石化有限公司　黑龙江　哈尔滨　150038摘要：本文介绍了电化学水处理器的应用情况，并对设备投用前后循环冷却水的水质进行了对比。关键词：电化学水处理器；冷却循环水；缓蚀；阻垢；杀菌ElectrochemicalwaterprocessorapplicationinthecoolingcirculatingwatersystemGaoHaiyanChinaBluestarHarbinPetrochemicalCo.,LtdHarbin,HeilongjiangProvince150038Abstract：Theapplicationofelectrochemicalwaterprocessorwasintroduced,andthewaterqualitywascomparedbeforeandaftertheequipmentwasused.Keywords：electrochemicalwaterprocessor；coolingcirculatingwater；corrosioninhibit；scaleinhibit；bactericidalaction电化学循环水处理技术具有杀菌、缓蚀和阻垢的特点，已2　WW-H-EST型电化学水处理器的应用在国内钢铁、石油、化工等企业的循环水系统、电镀污水等领120kt/a苯酚丙酮装置共有2套循环水冷却系统，总循环水33域成功应用，但并未大面积推广。为了节能减排以及降低运行量为4600m/h，其中全场循环水循环量为3400m/h，所用换热器3成本，中国蓝星哈尔滨石化有限公司在120kt/a苯酚丙酮装置材质为碳钢；专用循环水循环量为1200m/h，所用换热器材质#循环水冷却系统投用了WW-H-EST型电化学水处理器。为304钢，2套循环水冷却系统一直通过添加药剂来稳定水质。1　电化学水处理器的工作原理与特点2.1电化学法、药剂法循环水冷却系统对比31.1　工作原理拟定循环水冷却系统循环水量为4600m/h，设备按5年折电化学循环水处理技术主要是通过电解反应，将水中的有旧考虑，两种处理方法对比见表1。电化学法具有保护环境、机和无机污染物通过电化学氧化、电化学还原和阴极吸附等反降低运行费用、降低工作量和节省人工成本的特点。应实现阻垢除垢、防腐蚀、杀菌等目的。2.2电化学水处理器的安装1.2　特点电化学水处理器安装在循环冷却水回水旁路，单台处理量3WW-H-EST型电化学水处理器由多根带涂层钛合金的阳为45～70m/h，24h内可将循环冷却水处理1.5～3.0遍，处理极、带涂层的碳钢板双阴极、刮刀、进水阀门、排污阀门和可量可根据水质情况进行适当调整。2014年7月开始安装电化学编程序逻辑控制系统(PLC)组成。其特点如下：水处理器(共安装5台)，同时安装在线模拟换热器以检查循环冷1)阻垢除垢。电化学循环水处理技术不仅能阻垢，还能将却水运行过程中设备的结垢、腐蚀等情况，8月安装完毕并开垢刮除。水的硬度主要由Ca2+和Mg2+组成，在阴极区形成碱性始调试。环境(pH值＞10)，水中的阳离子Ca2+和Mg2+受电场作用迁移至2.3循环水水质指标阴极发生电化学反应，Ca2+和Mg2+发生反应后在阴极板沉积，电化学水处理器的运行效果与循环冷却水水质密切相关。然后利用刮刀刮除并排出，从而降低循环水硬度，防止换热器循环冷却水补充水取自居民饮用水，水质指标如下：pH值-结垢。另外，电化学反应过程中产生的OH-自由基，具有强效7.13，Cl质量浓度14.8mg/L，电导率93μs/cm，总碱度、总硬杀菌、灭藻功效。度、Ca硬度(均以CaCO3计)分别为39，41，37mg/L。2+2)防腐蚀。WW-H-EST型电化学水处理器采用阴极保护技循环冷却水补充水的Ca质量浓度小于50mg/L，水质偏术和提高循环水浓缩倍数控制水中CaCO饱和指数（LSI），将软，属于腐蚀性水质，因此电化学水处理器运行重点是杀菌灭3CaCO控制在过饱和状态，使其在循环水管道和换热器内壁形藻和防腐。正常运行时，电化学水处理器电压为20～26V，电3-成小于0.1mm厚的保护层，使管道和设备不与循环冷却水中流为40～80A，循环冷却水水质标准为：pH值8.0～8.8,Cl质的溶解氧接触，防止腐蚀现象的发生。量浓度150～200mg/L，电导率1000～1500μs/cm，总碱度、3)杀菌灭藻。WW-H-EST型电化学水处理器通过直流电的总硬度、Ca硬度分别为300～500，300～500,300～400mg/L。作用，正负极板间水溶液中的阴阳离子向极性相反的电极移电化学水处理器投用初期需要添加一定的试剂，使循环冷动，并发生电化学反应。在阳极专利涂层和电化学过程作用却水满足上述标准要求并建立电化学反应，待设备正常运行后下,阳极区pH值接近3.5左右；同时，高浓度的Cl-转变成游离氯通过提高浓缩倍数(6～8)、减少排污或不排污保证循环冷却水和次氯酸，循环水中游离氯质量浓度控制在2mg/L以内，保证的各项指标,保证防腐和杀菌灭藻效果。在杀菌的同时不腐蚀循环水管道和设备。在阳极发生反应生成2.4　电化学水处理器运行调试H2O2，O3和氧自由基等强氧化物活性氧对水质进行杀菌。电化第一步：冲洗循环水管道、电化学水处理器和换热器等设学反应过程中产生的O，O和ClO-，持续24h产生杀菌灭藻效备。首先冲洗循环水管道和换热器，当冲洗水中铁离子质量浓23果,能够较好控制菌类和防止腐蚀。度低于1mg/L后将电化学水处理器冷投入，建立循环，同时检（下转第32页）26\n3.䙽䧘䱙丽㐫Ẻ㌅↔㔗㞦Ṷ≴ᴸԭ12345㓿৽༽᪨㍒,ਁ⧠っᇊѝ঻㫨⊭⍱䟿ᱟっᇊⵏオ㌫㔏঻࣋Ⲵ䟽㾱ᶑԦDŽ2015ᒤ1ᴸԭ,㓿㚄㌫Ԛ㺘ˈሩT205঻࣋᫽֌᧗ࡦᯩṸ䘋㹼Ҷ᭩䙐DŽ൘PIC-207঻⧟б⹌㙇䟿30002743300027192749工业、生产2015年第5期࣋᧗ࡦ؍ᤱ൘0.10MPaⲴᛵߥл,ሶPIC-207оFV-218㓴ᡀањ㠚ࣘ᧗ࡦഎ䐟,⧟б⹌অ㙇0.37130.380.380.370.3583ᒦሶFV-218䇮ᇊѪ㠚ࣘ᧗ࡦ,PV-206᭩Ѫ᡻ࣘ᧗ࡦDŽ᭩䙐ਾⲴ঻࣋᫽֌᧗ࡦമ图见图3。㿱മй˖᧗ࡦᯩṸՈॆਾⵏオᓖᴢ㓯-40ຄ亦⋩㫨⊭৫V201PV-206PIC-2070.10MPa-4435%䘋ᯉⵏオᓖຄ䠌㫨⊭৫T204FV-218-48PIC-20672%0.10M࣐✝㫨⊭-52T205图42015年控制方案优化后真空度一小时内的变化曲线图ຄᓅ⊭ᨀ≤৫T204㫨⊭ࠍ㔃≤മഋ2015ᒤ᧗ࡦᯩṸՈॆਾⵏオᓖаሿᰦ޵Ⲵਈॆᴢ㓯മമй᭩䙐ਾⲴ঻࣋᫽֌᧗ࡦമ挥了仪表自动化控制的优点，有效降低了员工的劳动强度。图3改造后的压力操作控制图5.中㲬㒦䘨Ⅴ㛮4.䙽䧘䱙丽㐫Ẻ㌅↔㔗㞦Ṷ≴⍬㒦㛺随着真空系统压力、流量等工艺参数的平稳，芳烃产品4　真空系统操作控制方案优化后效果ⵏオ㌫㔏᫽֌᧗ࡦᯩṸՈॆਾ,ᖃѝ঻㫨⊭঻࣋⌒ࣘᰦ,FV-218㠚ࣘṩᦞⵏオ㌫㔏᫽֌᧗ࡦᯩṸՈॆਾ,਴䈳㢲䰰਴ਨަ㜭,࠶ਁᥕҶԚ㺘㠚ࣘॆ夹带溶剂的现象大为改观。环丁砜单耗量由过去平均每月PIC-207真空系统操作控制方案优化后,当中压蒸汽压力波动Ⲵ঻࣋ᤷ⽪,ڊࠪ⴨ᓄ䈳ᮤ,࿻㓸䟽⋨ಘ࣐✝㫨⊭Ⲵ⍱䟿༴Ҿањっ᧗ࡦⲴՈ⛩ˈᴹ᭸䱽վҶઈᐕⲴࣣࣘᕪᓖDŽ0.48622,降为现在0.37192。装置加工量以目前7500吨/月计算，时,FV-218自动根据PIC-207的压力指示,做出相应调整,始终使ᇊⲴ⣦ᘱDŽ⭡ҾPIC-207оPIC-206঻࣋ᱮ⽪਼↕,PIC-207ⲴっᇊˈᗇPV-206䲿⵰ⵏオ㌫㔏঻࣋ǃ⍱䟿ㅹᐕ㢪৲ᮠⲴᒣっˈ㣣⛳ӗ૱ཀྵᑖⓦࡲⲴ⧠䊑བྷѪ则每月可降低环丁砜消耗7500×（0.48622-0.37192）=857.25䰰ս؍ᤱっᇊDŽ⴨ᓄⲴ৫എ᭦ຄ204Ⲵ⊭ᨀ㫨⊭⍱䟿ҏ䗮ࡠањっᇊ䟿,؍䇱ⵏ重沸器加热蒸汽的流量处于一个稳定的状态。由于PIC-207与公斤。环丁砜价格以23000元/吨计算，则每月可降低生产成本オᓖⲴ⴨ᓄっᇊ,ᴹ࡙Ҿ㌫㔏ᮤփ᫽֌ⲴっᇊDŽPIC-206压力显示同步,PIC-207的稳定，使得PV-206阀位保持᭩㿲DŽ⧟б⹌অ㙇䟿⭡䗷৫ᒣ൷⇿ᴸ0.48622,䱽Ѫ⧠൘0.37192DŽ㻵㖞࣐ᐕ䟿ԕ㺘Ҽ2015ᒤՈॆਾⓦࡲᦏ㙇ᴸ㔏䇑㺘约23000×0.857≈2万元。稳定。相应的去回收塔204的汽提蒸汽流量也达到一个稳定量,ⴞࡽ7500੘/ᴸ䇑㇇ˈࡉ⇿ᴸਟ䱽վ⧟б⹌⎸㙇7500Ü˄0.48622-0.37192˅参考文献保证真空度的相应稳定,有利于系统整体操作的稳定。=857.25ޜᯔDŽ⧟б⹌ԧṬԕ23000/੘䇑㇇ˈࡉ⇿ᴸਟ䱽վ⭏ӗᡀᵜ㓖23000[1]郭宏洋,贺启良,崔铁林.真空系统优化设备提高运行表22015年优化后溶剂损耗月统计表周期方案[J].科技与企业,2013(21):355.Ü0.857Ĭ2зDŽ[2]钱俊明,任曙霞.真空精馏塔塔顶系统的设计和优化[J].月份12345৲㘳᮷⥞˖广州化工,2014(14):159-161.环丁砜耗量30002743300027192749[3]葛海标,蒋泽义,刘建伟.干熄焦系统优化操作与控制环丁砜单耗0.37130.380.380.370.3583[1]䜝ᆿ⌻,䍪੟㢟,ፄ䫱᷇.ⵏオ㌫㔏Ոॆ䇮༷ᨀ儈䘀㹼ઘᵏᯩṸ[J].燃料与化工,2010(4):11-14.[J].、ᢰ[4]黄立民.岭澳核电站给水流量控制系统优化方案分析оԱъ,2013,(21):355.5　经济效益分析[J].黑龙江科技信息,2010(27):291.真空系统操作控制方案优化后,各调节阀各司其能,充分发[2]䫡׺᰾,ԫᴉ䵎.ⵏオ㋮便ຄຄ亦㌫㔏Ⲵ䇮䇑઼Ոॆ[J].ᒯᐎॆᐕ,2014,(14):159-161.（上接第26页）查设备的阀门、仪表以及PLC等系统是否正常。[3]㪋⎧ḷ,㪻⌭ѹ,ࡈᔪՏ.ᒢ➴❖㌫㔏Ոॆ᫽֌о᧗ࡦ[至2014年11月，电化学水处理器已经稳定运行2个月多J].⟳ᯉоॆᐕ,第二步：提高循环冷却水浓缩倍数。设备检验合格后，因2010,(4):11-14.月，在未添加盐酸等试剂情况下，循环冷却水的水质指标均很循环冷却水各项指标较低，通过蒸发逐渐提高浓缩倍数，同时稳定。在工艺运行参数不变的情况下，电化学法循环水冷却系[4]哴・≁.ዝ◣Ṩ⭥ㄉ㔉≤⍱䟿᧗ࡦ㌫㔏ՈॆᯩṸ࠶᷀[J].唁嗉⊏、ᢰؑ᚟,缓慢提高电化学水处理器负荷。循环冷却水浓缩倍数提高后，统的水质指标均优于药剂法循环水冷却系统，其中补充水量降2010,(27):291.总铁含量偏高，曾超过2mg/L，可能存在轻微腐蚀或因浓缩倍低了45.28%，在浓缩倍数提高86.84%的同时，总铁含量减少数升高所致。19.78%，总磷含量减少79.12%，COD减少19.67%。从在线模第三步：添加试剂，提高循环冷却水指标。待浓缩倍数接֌㘵ㆰӻ˖⦻ቊ᮷ˈ⭧ˈᐕ〻ᐸˈ⧠ԫѝ৏⸣ॆᙫল⢩⿽⋩䖖䰤ᢰᵟѫ㇑DŽ拟换热器运行情况来看，换热器运行近2个月没有发生腐蚀、近3时，循环冷却水各项指标已提升较慢，此时开始添加试剂结垢及生物黏泥累积等问题。以快速提高循环冷却水中的各项指标。试剂分5次添加，同时4结语根据水质指标快速提高电化学水处理器负荷。添加试剂后，总电化学循环水处理技术具有不污染环境、能耗低、排污量铁含量快速下降，接近使用药剂时的控制指标(＜1mg/L），浊少，阻垢除垢、防腐蚀、杀菌灭藻效果好等优点，电化学水处度和COD等指标略低于使用药剂时指标，浓缩倍数未监测（因理器的成功应用显示出该技术的优势和处理效果，既节省了-添加的试剂中含有Cl）。45%的用水量和可观的药剂费用，又能满足环保指标要求。随第四步：试运行。试剂按计划添加完毕，循环冷却水各指着清洁生产、节能减排以及环保指标要求的提高，电化学水处标均达到设备运行的要求，同时将电化学水处理器电流稳定在理技术将成为化工企业循环水系统的优先选择。50A。总铁质量浓度已经逐渐低于1mg/L，浊度和COD等指标参考文献稳定且略低于添加药剂时指标。[1]刘艳东，张小波，欧阳奇.电解水处理器应用在循环水第五步：稳定运行。试运行期间循环冷却水各项指标趋于系统的可行性[J].科技信息，2010（17）：415-416.2+稳定，电化学水处理器进入稳定运行阶段，因补充水中Ca、[2]鲁战明，李志刚，姜启尊，等.中水应用在循环水系统2+中的探索[J].科技信息，2010（17）：980.Mg等含量偏低，暂时规定每隔12h排污1次，由5台电化学水处[3]王晨晨，施杰，肖丙雁.电化学循环水水质稳定处理技理器间隔排污。在保证设备电流稳定的条件下，通过排污、蒸术的原理及应用[J].宝钢技术，2012(2):63-67.发或是添加少量盐酸来调整循环冷却水中的pH值、Ca硬度、总[4]张安龙，李凯，王飞朋，等.板式电化学水处理装置在循碱度等指标，使LSI保持在1.5～1.8。总铁质量浓度基本稳定在环水处理中的应用[J].武钢技术，2011(2):36-38；61.0.8mg/L，浊度稳定在12以内，COD稳定在50mg/L以内。[5]丁禹，李聪聪，唐波，等.电去离子技术(EDI)在水处理中的应用[J].贵州化工，2010（8）:1-5.3运行效果32