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循环冷却水处理配方的改进

来 源:中华水网   发布时间:2011-02-22 移动版

1 化肥循环水系统运行现状

  我公司化肥厂循环水系统原用水稳剂Z851是公司研究所于20世纪80年代初期针对当时化肥系统运行工况研制开发的一种钼磷锌系水稳剂。该水稳剂对当时化肥厂的水处理起到了一定的积极作用。但随着时间的推移,化肥循环水系统的运行工况和水质状况都起了一系列的变化,Z851在应用中日渐暴露其不足,其主要表现为:缺少对铜换热器的缓蚀能力,碳钢腐蚀严重,现象也较为突出,部分高温水冷器夏季有冷却不下来的现象,现场监测数据超标严重。表1、表2分别是化肥厂使用Z851水稳剂条件下现场监测数据和水冷器垢样分析结果。
  从表2数据来看:铜和不锈钢水冷器垢样中的因子(CaO+MgO+P2O2)都在40%以上,ZnO质量分数在20%以上,说明循环水系统中和锌盐沉积都相当严重[1];而碳钢水冷器垢样中的Fe2O3含量又反映出碳钢的腐蚀也是不容忽视的,从表1数据又同时印证系统腐蚀的严重性。这说明使用Z851水稳剂,其缓蚀阻垢性能都已远不能满足目前化肥循环冷却水系统的运行状况,为此研制开发新型水稳剂势在必行。

2 新型水稳剂的实验室研制

  化肥厂循环冷却水的补充水有两种水源:水库水和河道水,具体水质数据见表3,一般现场使用时是一种水源单独补加,当某种水源供水不足时,再换用另一种水源,但两种水都是超低硬度、低碱度的强腐蚀性水,经浓缩5-7倍后,仍有一定的腐蚀性,又呈现较强的趋势,这对开发新水稳剂提出了更高的要求,要求其不仅有优良的缓蚀性能,同时有很好的阻垢分散性能。

表1 化肥厂近两年现场监测试管数据
年份 碳钢试验 铜试验
腐蚀速率/
(mm·a-1)
粘附速率/
(mcm)
腐蚀速率/
(mm·a-1)
粘附速率/
(mcm)
1998 0.2268 18.22    
1999 0.2473 29.17 0.2229 10.58
总公司标准 <0.075 <15 <0.005 <15

表2 现场水冷却器垢样分析结果(1999年5月现场采样) %
水冷器号 材质 垢 组 分
w
(550℃灼减)
w
(950℃灼减)
w
(酸不溶物)
w
(CaO+MgO)
w
(P2O5)
w
(Fe2O3)
w
(Al2O3)
w
(ZnO)
w
(CuO)
总计
0103-E2 碳钢 11.47 1.98 8.06 3.04 10.65 60.18 3.82 3.77 0.01 102.9
4112-KE1 碳钢 10.67 1.36 6.14 1.87 8.26 66.75 2.53 1.11 0.04 98.7
4111-K1E3 15.2 1.8 3.15 12.14 34.01 4.04 15.02 23.83 0.33 109.5
4117-K1E1 不锈钢 17.97 2.44 0.94 15.89 29.36 1.68 8.58 22.79 0.02 99.7

表3 两种水源的水质分析数据
分析项目 水库水 河道水
总硬度ρ(CaCO3)/(mg·L-1)
23.4 55.0
总碱度ρ(CaCO3)/(mg·L-1)
16.0 31.2
钙硬ρ(CaCO3)/(mg·L-1)
16.6 34.4
PH值
7.21 6.89
ρ(C1-)/(mg·L-1)
8.85 36.3
ρ(SO42-)/(mg·L-1)
15.5 34.2
电导率/(μS·cm-2)
112.0 244.0
ρ(总溶固)/(mg·L-1)
72.3 167.5
ρ(浊度)/(mg·L-1)
1.0 1.2
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