合成氨項(xiàng)目漏氨對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的危害及應(yīng)對(duì)措施

覃汝高 唐蓉

摘 要 針對(duì)合成氨裝置換熱器泄漏，分析氨進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)的危害，調(diào)整氨泄漏情況下的循環(huán)水優(yōu)化運(yùn)行方案，采取不同的殺菌方案，確保合成氨生產(chǎn)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 循環(huán)水 漏氨 危害 辦法

中圖分類號(hào)：TQ113.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

貴州開(kāi)陽(yáng)化工有限公司是兗礦投資的年產(chǎn)量50萬(wàn)噸的合成氨項(xiàng)目，該項(xiàng)目循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水Ⅱ?yàn)椴捎贸ㄩ_(kāi)式循環(huán)冷卻水工藝，主要是滿足氣化、變換、氨合成壓縮、氨回收等工段的循環(huán)冷卻，循環(huán)水水質(zhì)處理采用中性方案，濃縮倍數(shù)為4.0～6.0，PH值控制在8.0～8.4，殺菌滅藻劑以投加次氯酸鈉、殺菌增效劑Ferrocid 8581、生物分散劑Turbidispin D87C為主，以非氧化性殺菌劑Ferrocid 8583和氧化性殺菌劑Ferrocid 4601交替配合每月定期投加為輔，經(jīng)過(guò)1年半的運(yùn)行，打開(kāi)換熱器發(fā)現(xiàn)腐蝕很嚴(yán)重。

2 原因分析

自2013年8月起，循環(huán)水pH不斷下降，最初判斷是加酸過(guò)量造成的，系統(tǒng)開(kāi)始停止加酸，但經(jīng)過(guò)幾天的觀察，循環(huán)水pH仍在繼續(xù)下降，并且下降幅度也在不斷增加，最低下降至6.7，同時(shí)循環(huán)水中微生物會(huì)大量繁殖，藻類快速滋生，這直接導(dǎo)致循環(huán)水散發(fā)出腥臭的味道，顏色也會(huì)變深成黃褐色或深褐色。經(jīng)取樣分析，循環(huán)水中氨氮的含量逐漸上升，從7月份的0.2mg/l左右上升到9月份30mg/l以上（具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1～表3）。崗位記錄部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)比表分析。

3 漏氨危害

當(dāng)氨泄漏到循環(huán)水系統(tǒng)中，其危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）PH值發(fā)生變化。氨剛漏入循環(huán)水系統(tǒng)時(shí)，會(huì)造成系統(tǒng)PH值上升， 總堿度增加，接著硝化菌群會(huì)大量繁殖，導(dǎo)致氨態(tài)氮被不斷地轉(zhuǎn)化成亞硝酸根和硝酸根等酸性物質(zhì)，亞硝酸根還能將部分殺菌劑氯轉(zhuǎn)化成氯根， 水中NH3-N、NO2和NO3離子濃度增高，最終導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)PH值、堿度顯著下降。（2）細(xì)菌總數(shù)與粘泥量。正常情況下，循環(huán)水系統(tǒng)細(xì)菌總數(shù)一般在1？05Col/mL以內(nèi)，生物膜含量在15g/cm2。但氨泄漏到循環(huán)水系統(tǒng)時(shí)， 由于氨氮是微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，充足的氨氮會(huì)使細(xì)菌大量滋生，如分析值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該指標(biāo)，說(shuō)明細(xì)菌獲得了充足的營(yíng)養(yǎng)，細(xì)菌繁殖活躍，存在氨泄漏的可能。（3）循環(huán)水中微生物的大量繁殖，勢(shì)必造成粘泥量增加，粘泥粘附在金屬表面，降低換熱效率，甚至堵塞設(shè)備，同時(shí)，粘泥量的增加勢(shì)必阻礙循環(huán)水緩蝕阻垢劑達(dá)到金屬表面，降低藥劑效果。①（4）總鐵與濁度。微生物的滋生不僅帶來(lái)粘泥的沉積，最重要的是它會(huì)帶來(lái)金屬的腐蝕。粘泥的沉積會(huì)破壞金屬的保護(hù)膜，構(gòu)成局部腐蝕。金屬腐蝕加重，循環(huán)水中的總鐵就會(huì)大幅上升，濁度也會(huì)上升。

4 應(yīng)對(duì)措施

4.1 應(yīng)消除氨泄漏來(lái)源

循環(huán)水發(fā)生氨泄漏后，必須盡快查找出泄漏點(diǎn)，并將泄漏設(shè)備立即從系統(tǒng)中切出進(jìn)行維修，如確實(shí)無(wú)法切出，應(yīng)將循環(huán)回水就地排放，以盡可能降低其整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的氨氮濃度，減少對(duì)設(shè)備的影響。

4.2 調(diào)整水處理緩蝕阻垢方案

由原來(lái)的中性方案調(diào)整到堿性方案，提高了系統(tǒng)的緩蝕能力，增加了分散劑的投加濃度，減少了由于泄漏造成的沉積現(xiàn)象，通過(guò)投加堿及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的pH值，使系統(tǒng)維持較好的pH和堿度，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的耐沖擊能力，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定的緩蝕效果。

4.3 優(yōu)化殺菌方案

采用次氯酸鈉和有機(jī)溴同時(shí)投加的復(fù)合殺菌方案，發(fā)生氨泄漏時(shí)，氨和次氯酸鈉反應(yīng)而降低其殺菌效果，而投加的有機(jī)溴和次氯酸鈉反應(yīng)，生成次溴酸能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的殺菌能力 ；同時(shí)一定要加大殺菌劑的投加頻率和投加數(shù)量，可采取沖擊性大量加入氧化性殺菌劑，直至殘余氯到0.5ppm達(dá)3小時(shí)以上；再者，為了達(dá)到更好的殺菌效果，投加粘泥剝離劑和非氧化殺菌劑，由于非氧化性殺菌劑不受氨氮濃度的影響，可以在和粘泥剝離劑的配合作用下達(dá)到更好的剝離和殺菌作用，如果氨氮濃度較高的情況下，可以提高兩者的投加頻率將達(dá)到更好的殺菌效果。

4.4 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行管理

增加水質(zhì)分析項(xiàng)目，便于快捷地了解系統(tǒng)狀況，為下一步?jīng)Q策提供科學(xué)的判斷依據(jù)；系統(tǒng)發(fā)生泄漏嚴(yán)重時(shí)，為了盡量降低微生物粘泥在循環(huán)水中的濃度，減輕水質(zhì)惡化對(duì)換熱器的腐蝕，應(yīng)及時(shí)增大排污水量，加大補(bǔ)水水量。加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的跟蹤手段，在線監(jiān)測(cè)儀表對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作具有重要的指導(dǎo)作用，在條件許可的情況下，可定期跟蹤在線pH計(jì)、在線電導(dǎo)率儀和在線余氯監(jiān)測(cè)等儀表，以提高在線結(jié)果的準(zhǔn)確性，更好地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的工作。

5 效果

通過(guò)采取以上應(yīng)對(duì)辦法，循環(huán)水水質(zhì)未出現(xiàn)大的波動(dòng)，水質(zhì)沒(méi)有出現(xiàn)惡化的現(xiàn)象，對(duì)循環(huán)水的效果監(jiān)測(cè)掛片腐蝕率數(shù)據(jù)看，碳鋼掛片腐蝕率維持在較好的控制范圍內(nèi)，循環(huán)水水質(zhì)得到保證，滿足了主裝置高負(fù)荷、安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要，減少了非計(jì)劃的停車，也為本廠減少了由于氨泄漏造成的損失。

6 結(jié)語(yǔ)

合成氨項(xiàng)目氨泄漏是難以避免的，但要最大限度地降低漏氨對(duì)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的影響，必須采取以下綜合應(yīng)對(duì)辦法來(lái)加以控制：①盡快查找泄漏源，從源頭入手，以減少對(duì)系統(tǒng)的影響。②調(diào)整水處理方案，根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)以及以往的經(jīng)驗(yàn)，尋求適合系統(tǒng)的切實(shí)可行的水處理方案，來(lái)增強(qiáng)其抗沖擊能力，降低漏氨對(duì)系統(tǒng)造成的腐蝕和沉積危害。③優(yōu)化殺菌方案，采用次氯酸鈉和有機(jī)溴復(fù)合的氧化性殺菌方案，同時(shí)配合針對(duì)性強(qiáng)的粘泥剝離和非氧化性殺菌方案，加大殺菌劑的投加量和投加頻率。④加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行管理，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)分析頻率和監(jiān)測(cè)手段，了解泄漏趨勢(shì)，以及時(shí)采取措施，這是確保循環(huán)水安全運(yùn)行的重要保證?？傊灰獓?yán)格現(xiàn)場(chǎng)管理，調(diào)整水處理方案，優(yōu)化殺菌，就一定能使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在漏氨情況下的處理取得良好效果。

注釋

① 周本省.工業(yè)水處理技術(shù)（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：131.