循环水处理方案.docx
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循环水处理方案
一、概述……………………………………………………………………….2
二、循环冷却水系统概述……………………………………………..3
三、阻垢缓蚀剂配方介绍………………………………….5
四、相关水处理技术标准………………………………….5
五、试验报告……………………………………………….5
1静态阻垢试验…………………………………………..6
2旋转挂片实验…………………………………………..6
3综合评价………………………………………………..7
六、循环冷却水系统水质稳定技术方案……………………7
1化学清洗…………………………………………………7
2预膜………………………………………………………8
3日常运行…………………………………………………8
4杀菌处理…………………………………………………8
5日常指标控制……………………………………………9
6循环水系统管理注意事项………………………………9
七、药剂用量预算……………………………………………10
八、服务承诺………………………………………………….10
附件一本文涉及名词解释………………………………….12
附件二本文涉及计算公式………………………………….13
江苏金茂源生物化工有限公司循环冷却水系统
水质稳定技术方案
一概述
江苏金茂源生物化工有限公司(下简称“金茂源”)地处江苏赣榆县海头镇,由山东金沂蒙集团与香港曙光贸易有限公司共同投资兴建,计划投资总额8125万美元,包括年产20万吨醋酸乙酯项目、年产10万吨乙醛项目并配套年产30万吨原料酒精生产装置及配套动力车间。
一期工程投资5亿元,进行年产20万吨乙醇、3万吨的正丁醇、20万吨的醋酸乙酯、3万吨DDG饲料、日处理2万吨污水处理厂及3台75万吨的燃气锅炉热电联产6个项目的建设,计划于2007年年底建成投产。
济南沥润水处理科技有限公司是一家专业从事水处理药剂的开发、销售和服务,为各生产企业提供水处理以及环保设备的高新技术企业。
新公司成立于2006年。
公司多年来一直致力于各类工业废水处理剂,循环水处理剂和反渗透水处理剂的研究和开发,拥有一支经验丰富的技术队伍和销售队伍,通过与山东大学、科研单位及相关企业的紧密协作,积极引进国外先进的技术和产品,努力开发更加适合市场需求的产品,始终坚持以“质量第一,用户至上”的原则,以上乘的产品质量,热情的技术指导,全方位的客户服务赢得了良好的市场信誉,产品涉及市政污水、造纸、食品、纺织印染、制革、化工、热电等多个行业,在满足客户广泛需求的同时,也使企业自身不断发展壮大。
我公司在与日本三井(Mitsui)、韩国Kolon、美国清力(Kinglee)以及瑞士、德国、法国等国的众多国际知名厂商的密切合作中,我们建立了深厚的友谊,积累了丰富的经验,成为中国进口高分子絮凝剂和反渗透专用高效阻垢剂和清洗剂的知名代理商,奠定了国际化的发展战略。
公司现主要专注于山东市场,形成了覆盖全省的营销网络,水处理絮凝剂年销量达到300多吨,形成荣成海盛纸业、荣成钢帘线、潍坊凤凰纸业、潍坊三大久皮革、禹城福田药业、山东德派克纸业、昌乐世纪阳光、青岛明月海藻、青岛海王纸业、德州北辰纸业、金沂蒙集团、济南第二污水处理厂等一大批稳定的客户群,并在该行业中取得了良好的信誉和影响力。
同时公司在电厂循环水、反渗透所需药剂阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂方面也取得了较大的成绩,比较稳定的客户为诸城金安热电及下属滨州金安热电、成武金安热电等。
公司热诚欢迎国内外同仁光临指导,洽谈业务,并欢迎海内外投资者来公司投资、合作。
二循环冷却水系统概况
据了解,金茂源现有循环冷却水系统一套,换热器形式多为螺旋板式,材质为碳钢和不锈钢。
系统的运行参数如表1示:
表1金茂源循环冷却水系统参数(厂方提供)
参数名称
单位
数值
保有水量
m3
3000
循环水量
m3/h
2000
冷却塔进出水温差
℃
13
补水量
m3/h
65
蒸发量
m3/h
39
排污量
m3/h
26
浓缩倍数
倍
2.5
金茂源现有自备井15眼,表2为地下水水质指标。
其中补水A为我方所取5#井井口出水,补水B为我方所取现场管网末端水(当时为5#8#井混合水),“地下水-厂方”为厂方提供数据。
表2金茂源地下水水质指标
项目
单位
地下水-厂方
补水A
补水B
备注
值
/
6.75-7.5
7.22
7.35
/
总硬度
ppm
<300
332.79
295.10
以CaCO3计
Ca2+
ppm
≤200
110.93
81.42
以CaCO3计
Mg2+
ppm
/
221.86
213.68
以CaCO3计
总碱度
ppm
<250
226.01
273.09
以CaCO3计
Ca2++总碱度
ppm
/
336.94
354.51
以CaCO3计
Cl-
ppm
<500
493.81
479.29
以Cl-计
浊度
ppm
<4
2.63
69.90
/
总铁
ppm
≤0.5
0.71
11.71
以Fe2+计
电导率
us/cm
2000
2099.10
2042.33
25℃
取样时间:
2007.12.12取样地点:
现场取样人:
徐学军化验员:
刑爱萍
由表2数据分析,金茂源地下水的各项指标均较高,属于高硬度中碱度水。
分析如下:
1Ca2++总碱度指标高,水质结构趋势明显;
②Cl-含量过高,因其有极高的极性和很强的穿透性,易造成碳钢的点蚀和不锈钢的应力腐蚀开裂;
③总铁含量高(补水B取样时无色澄清,放置一夜后变红也表明了这点)。
总铁中的三价胶态铁会沉积在水冷器表面,形成黏着性强、难清除的污垢,并导致垢下的局部腐蚀。
溶解性的亚铁离子在循环水中,能促进碳酸钙结晶并沉淀,还能形成黏结性很强的磷酸亚铁污垢,成为铁细菌的营养源,加剧腐蚀。
因此,该地下水在补入循环水系统前必须经过除铁除锰处理。
针对金茂源地下水易结垢以及腐蚀严重的现状,应进行系统的化学清洗和预膜(具体操作见六.1、六.2)。
经计算,金茂源循环冷却水系统的运行水量数据见表3。
表3金茂源循环冷却水系统不同浓缩倍数运行水量数据表(单位除注命外均为:
t/h)
循环水量
2000
浓缩倍数
2.0
2.5
3.0
蒸发水量
冬季
26
26
26
春秋季
36.4
36.4
36.4
夏季
41.6
41.6
41.6
平均
35.1
35.1
35.1
循补水量
冬季
52
43.4
39
春秋季
72.8
60.67
54.6
夏季
83.2
6934
62.4
平均
70.2
58.5
52.65
平均t/天
1684.8
1404
1263.6
排污量
冬季
26
17.33
13
春秋季
36.4
24.27
18.2
夏季
41.6
27.74
20.8
平均
35.1
23.4
17.55
平均t/天
842.4
561.6
421.2
注:
*E/R=(0.1+0.002T)(t1-t2)%;M=EK/(K-1);B=E/(K-1);
**凉水塔进出水温度13℃。
三阻垢缓蚀剂配方介绍
ZY-325阻垢缓蚀剂是针对金茂源补充水水质,经过反复试验筛选,设计的全有机复合阻垢缓蚀剂配方。
该配方选用多种国内技术领先的分散剂单体成分,有机的合成为一体,阻垢分散效果优异。
同时,配方中高效缓蚀成分,可有效减缓系统中的碳钢、不锈钢的腐蚀。
四相关水处理技术标准
《中国石油化工集团公司暨股份公司工业水管理制度》(节选2003年2月8日印发)
1、腐蚀速率
20#钢腐蚀速率:
≤0.125mm/a,无明显孔蚀现象;
不锈钢腐蚀速率:
≤0.005mm/a,无明显孔蚀现象;
2、粘附速率:
≤20.0mg/cm2.mon。
3、异养菌总数:
≤1.0*105个/mL。
4、浊度:
≤10.0FTU
五试验报告
1静态阻垢试验
本试验采用《冷却水分析和试验方法》中的“碳酸钙沉积法”做静态阻垢试验。
本法是模拟现场碱性水处理技术的一些主要运行指标,在相当于一般工厂冷却器水侧壁温80℃条件下,采用蒸发浓缩的方法使其pH和成垢离子相应增高的目的来进行阻垢剂的筛选和评价。
它可为模拟试验和现场应用提供数据,并对进一步的研究工作有指导意义。
1.1试验原理
根据试验目的,将表2中金茂源补水A、补水B混合((补水A:
补水B=1:
1)作试验用水,加入ZY-325阻垢缓蚀剂,在80℃试验温度下,自然蒸发浓缩至2.5倍(K=2.5),达到pH值、钙离子及碳酸氢根离子浓度提高的目的,恒温静置10小时后,分析测定澄清液中钙离子含量,以评定阻垢缓蚀剂配方的阻垢性能。
1.2部分试验结果及评价
取有代表性的部分试验结果列于表中。
表4静态阻垢试验结果(K=2.5)
编号
投加量ppm
阻垢率%
1
40
87.21
2
50
91.38
3
60
95.25
4
70
98.62
5
80
99.26
6
90
99.83
由表4中数据分析,针对金茂源补充水水质,系统浓缩倍数2.5时:
1ZY-325的阻垢效果整体都较好,阻垢率随着投加量的增加而提高,投加量大于一定量时,阻垢率上升趋势趋缓;
2ZY-325的最佳投加量为:
K=2.5时,60-80ppm,控制70ppm;
3根据试验后观察,投加ZY-325复合阻垢缓蚀剂,控制浓度投加量的试验烧杯中水样澄清,无结垢现象,表明该配方对水浓缩后的水垢沉积能够进行有效的控制;
4本试验条件为80℃,静态,较现场的条件更为苛刻,在现场的流动水条件下的药剂阻垢效果要比实验室试验结果好。
2旋转挂片试验
本试验采用《冷却水分析和试验方法》中的“旋转挂片失重法”做配方的缓蚀性能评定试验。
本法通过严格控制规定的试验条件,如试片材质、规格、制备和处理;试验用水水质、温度旋转速度等,模拟现场条件进行规定时间的试验,用以评定水处理配方的缓蚀效果。
2.1试验原理
选用国产20号碳钢和1Cr18Ni9Ti不锈钢试片,投加ZY-325阻垢缓蚀剂60ppm,在温度50℃,将表2中金茂源补水A、补水B混合(补水A:
补水B=1:
1)作实验用水,浓缩至2.5倍,流速0.35-1.0m/s条件下进行72小时的试验,通过测定试验前后试片的失重,以评定配方的缓蚀性能。
2.2代表性试验结果及评价
表5旋转挂片试验结果(材质为20号碳钢,K=2.5,ZY-325控制60ppm)
组别
平行1
平行2
空白
项目
F
η
F
η
F
结果
0.0653
95.08
0.0597
95.50
1.328
表6旋转挂片试验结果(材质为1Cr18Ni9Ti不锈钢,K=2.5,ZY-325控制60ppm)
组别
平行1
平行2
空白
项目
F(×105)
η
F(×105)
η
F
结果
5.6
99.98
4.8
99.98
0.24
表5、6中:
F——平均腐蚀速度,mm/a
η——缓蚀率,%
由表5、6中数据分析:
针对金茂源补充水水质,系统浓缩倍数2.5,投加ZY-325阻垢缓蚀剂60ppm时:
①水中碳钢、不锈钢的平均腐蚀速度均符合《工业水管理制度》(p6页)中的要求;
2对碳钢的缓蚀率在95%以上,目测试片表面均较光洁,无点蚀等明显锈蚀现象发生;
3对不锈钢的缓蚀效率为99.98%,试片表面光洁,无锈蚀。
3综合评价
综上试验结果表明,ZY-325复合阻垢缓蚀剂针对金茂源循环冷却水系统水质,投加量70ppm,浓缩倍数控制2.5倍时,阻垢率为98.62%,能有效分散水中成垢离子,防止结垢;对碳钢的缓蚀率在95%以上,对不锈钢的缓蚀效率为99.98%,平均腐蚀速度均达到相关标准中的要求,可有效控制水中碳钢、不锈钢材质在水中的腐蚀。
以上为试验室数据,有关工业试验的结果及数据,还有待进一步试验。
六、循环冷却水系统水质稳定技术方案
根据金茂源系统的实际情况,结合我方经验,在试验的基础上,我公司提供以下水质稳定技术方案,供厂方参考。
本方案分为化学清洗、预膜、日常运行、杀菌处理、日常指标控制、循环水管理注意事项六部分。
1化学清洗(根据系统情况选用)
1.1目的
化学清洗分为除油化学清洗和除垢化学清洗两部分。
往系统中投加相应清洗剂,进行全系统的化学清洗,以溶解系统中的油污、水垢和均匀腐蚀产物。
清洗时应根据系统材质等实际情况选用适当的清洗剂和清洗缓蚀剂,以减免对系统金属材质的腐蚀;投加分散剂,以分散清洗下来的锈、垢等,防止二次沉淀。
1.2除油化学清洗操作方法
系统经过水冲洗后,注水,关闭系统排污口及补水口;
开泵循环,投加ZY-511除油清洗剂3吨于泵吸入口水池中;
运行24小时后,全开启系统排污口和补水阀,进行系统排补水置换;
当循环水pH值降至8,浊度降至10ppm以下时关闭系统排污口和补水水阀,。
结束
1.3除锈除垢化学清洗操作方法
确认系统排污口和补水阀关闭;
一次性投加QX215BZY固体有机复合清洗剂3.0t,于泵吸入口水池中;
定时测定系统的pH值,电导率、浊度、Ca2+、总鉄指标,判断清洗终点,维持约12-18hr;
到达清洗终点后,开启系统排污口和补水阀,强制系统排补水置换;
当循环水浊度小于10ppm,总鉄小于1ZY-511ppm时,关闭系统排污口和补水阀,结束。
2预膜(根据系统情况,在系统经过化学清洗后采用)
2.1目的:
在清洗后活化的金属表面,预先生成一层保护膜,以更好地发挥阻垢缓蚀剂的效能。
2.2操作方法
确认系统排污口和补水阀关闭;
一次性投加ZY-325阻垢缓蚀剂0.75t于泵吸入口水池中;
冷态运行2天后,
A、如转入热态运行,则开启系统排污口和补水阀,进行系统补水置换,当循环水中总磷浓度降到8ppm以下时,关闭系统排污口和补水阀,结束预膜。
B、如不立即转入热态运行,则停泵封存。
3日常运行
3.1目的:
在系统有热负荷的情况下,为保证系统长期稳定运行,加入阻垢缓蚀剂,以有效解决系统的结垢和腐蚀问题。
3.2操作方法
严格调节系统浓缩倍数,使不超过2.5倍;
均匀连续投加ZY-325阻垢缓蚀剂,通过监控循环水中总磷浓度调整加药量,日常指标控制见表7。
4杀菌处理
4.1目的:
由于循环水的条件较适合菌藻类生长,长期运行时系统容易滋生菌藻及粘泥。
菌藻的繁殖与粘泥的产生,会给系统带来换热效果下降、堵塞管道、加剧金属的腐蚀等问题,因此强化杀菌措施是必需的。
4.2药剂选用:
采用我公司产品ZY-411非氧化性杀菌剂与ZY-463氧化性杀菌剂交替投加,每一个月1次,投加量为每次0.3t,菌藻严重时可适当加大投加频率和投加量,菌藻可以控制的前提下,可适当减少加药频率和投加量。
4.3操作方法
关闭系统排污口;
一次性投加杀菌剂0.3t于泵吸入口水池中;
运行24小时后,全开启系统排污口和补水阀,进行系统排补水置换;
当循环水浊度降至10ppm以下时关闭系统排污口和补水阀,结束。
*注意:
此过程中应每天投加常量的阻垢缓蚀剂。
5日常指标控制
表7金茂源循环冷却水系统日常水质分析指标及控制范围
指标
单位
参数
分析频率
说明
pH值
/
自然平衡
一次/4hr
必要时以硫酸调节
Ca2+
ppm,以CaCO3计
≤240
一次/4hr
超标时强制排补水调节
Ca2++总碱度
ppm,以CaCO3计
≤860
一次/4hr
超标时强制排补水调节
电导率
25℃,us/cm
≤5180
一次/24hr
超标时强制排补水调节
浊度
ppm
≤10
一次/8hr
超标时强制排补水调节
浓缩倍数
Cl-
≤2.5
一次/24hr
超标时强制排补水调节
总磷
ppm,PO43-
4.0-6.0
一次/4hr
以补、停加药调节
试管粘附速率
mg/cm2.mon
≤20.0
一次/月
强化阻缓剂管理
碳钢腐蚀速率
mm/a
≤0.125
一次/月
强化阻缓剂管理
铜腐蚀速率
mm/a
≤0.005
一次/月
强化阻缓剂管理
异养菌总数
个/ml
≤1.0×105
一次/周
强化杀菌措施
6循环水系统管理注意事项
①系统结垢及腐蚀严重时,一定要进行清洗、预膜;系统菌藻严重时,应加强杀菌处理,微生物粘泥严重时,要进行粘泥剥离处理。
②所有药剂的投加点均为泵一入口水池中,阻垢缓蚀剂的投加采用连续均匀投加法,杀菌剂的投加应为一次性冲击投加。
③为系统安全性起见,在系统日常操作中,应严格控制循环水指标在表7要求的控制范围,特别是浓缩倍数的控制,超标时要及时采取措施以调整。
④杜绝用循环水冲洗设备、地面,以造成无谓的浪费及影响循环冷却水系统的平稳运行。
⑤采取措施尽量减小工艺物料、杂质等(工业废弃、树叶、杂物等)串入循环冷却水,循环水滤网要定期清理。
⑥加大巡检力度,对循环水系统运行中的异常情况及时发现并记录,及时查找原因,采取措施。
总之,循环冷却水系统的平稳安全运行是个综合复杂的问题,药剂的使用只是一个方面,所谓“三分药剂,七分管理”,可见日常的严格管理是十分重要的,一定要给予充分重视。
七药剂用量预算
1一次性投加部分
(1)不停车化学清洗(保有水量3000t)
药剂名称
用量(t)
ZY-511除油清洗剂
3.0
QX215BZY有机复合清洗剂
3.0
合计
6.0
(2)预膜(保有水量3000t)
药剂名称
用量(t)
ZY-325阻垢缓蚀剂
0.75
合计
0.75
2日常投加部分
(1)杀菌处理(保有水量3000t)
药剂名称
ZY-411非氧化性杀菌剂
ZY-463氧化性杀菌剂
月加药量(t/月)
0.3
0.3
年加药次数(次)
6
6
年加药量(t/年)
1.8
1.8
合计
3.6
注:
菌藻严重时应适当加大投加频率和投加量,菌藻可以控制的前提下,可适当减少加药频率和投加量。
(2)日常投加(ZY-325阻垢缓蚀剂,70ppm,K=2.5)
药剂名称
ZY-325阻垢缓蚀剂
日加药量,kg/24h
39.31
月加药量,t/30天
1.18
年加药量,t/365天
14.35
注:
以下情况会导致实际用量与本预算不符:
*系统水量数据、浓缩倍数、冷却塔进出水温差等系统实际运行参数与我方方案不符或变化时;
**现场投加的计量不精确时;
***系统出现泄露、停车检修等异常情况时。
八服务承诺
我公司承诺为用户提供以下服务与技术支持:
√保证所提供的药剂均为合格、无毒产品,并免费运送到需方仓库;
√派员现场指导本公司产品的使用,提供一切相关技术资料;
√负责一切与循环水系统相关的技术服务、技术咨询、技术人员培训;
√负责一切与本方案有关的突发事件的处理,派员将于甲方电话通知后8小时内到现场;
√定期现场技术服务、定期取水样化验分析,并出具水质跟踪报告,提出对系统运行的评价与建议,供用户参考;;
√根据厂方要求,在系统大修或检修期间派员到现场对系统进行相应的检查,并采取相应处理措施;
√继续水质稳定剂配方的优选工作,在保证系统平稳、安全运行的前提下,力求进一步提高循环水浓缩倍数,从而为厂方不断降低系统运行成本做出不懈的努力;
我公司将本着“质量第一、信誉第一、服务至上、用户至上”的宗旨,力求为用户提供尽善尽美的服务,相信通过双方的共同努力,一定能够保证系统的安、稳、长、满、优运行!
附件一:
本文涉及名词解释
1、浓缩倍数:
循环水在运行中被浓缩的程度,常以循环水与补充水的Cl-之比来表示。
常用K表示,单位:
倍
2、循环水量:
在系统中循环的水量,是时间的函数。
常用R表示,单位:
T/h
3、保有水量:
系统运行时凉水池与管路中水量的总和。
常用V表示,单位:
T
4、总硬度:
一般将水中所含钙镁离子的总量称为水的总硬度。
常用YD表示,单位:
PPM
5、总碱度:
水中能与强酸发生中和作用的物质总量。
常用JD表示,单位:
PPM
6、补充水:
对于因排污、蒸发、风吹飞溅而从循环水系统中损失的水量进行必要补充水。
常用M表示,单位:
T/h
7、排污水量:
为维持循环水系统一定的浓缩倍数而强制进行的排放量的水量。
常用B表示,单位:
T/h
8、蒸发损失:
循环水因蒸发散热而损失的水量。
常用E表示,单位:
T/h
9、风吹飞溅损失:
系统通风时被气流带到大气中的水量。
常用D表示,单位:
T/h
10、直流冷却水系统:
冷却水一次通过换热设备后即被排放掉的冷却水系统,它用水量大,常应用于海边、河边等水资源丰富的地方。
11、敞开式循环冷却水系统:
冷却水循环使用,水的再冷却常通过冷却塔来完成,主要通过水与空气接触而散热。
12、阻垢缓蚀剂:
投加于系统中防止水中结垢及延缓水中金属腐蚀的药剂,常为复合有机化工产品。
13、均匀腐蚀:
又称全面腐蚀或普通腐蚀。
一般特点是腐蚀过程是在金属的全部暴露表面上均匀的进行。
在腐蚀过程中,金属逐渐变薄,最后被破坏。
14、应力腐蚀:
指拉应力和特定腐蚀介质的共同作用而引起金属或合金的腐蚀破裂。
特点是金属大部分表面未腐蚀,只有一部分细裂纹穿透金属或合金内部。
附件二本文涉及计算公式
1、浓缩倍数:
K=CR/CM=M/B
2、循环水的盐度平衡:
M*CM=B*CB
3、补水量:
M=E+D+B+F=EK/(K-1)
4、蒸发量:
E=(0.1+0.002T)(t1-t2)R%
5、飞溅损失:
D=0.1%R
6、排污水量:
B=E/(K-1)
7、腐蚀速率:
C=K*G/S*T*D,mm/a
K----常数,3650
G----试样失重,g
T----试验时间,d
S----试验面积,cm2
D----金属比重,g/cm2
8、污垢沉积速率:
mcm=30(G2-G1)/S.T
G2----试验后质量,mg
G1----试验前质量,mg
S----试验面积,cm2
T----试验时间,d
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- 关 键 词:
- 循环 水处理 方案