甲醇汽包的水質(zhì)調(diào)節(jié)

韓彬 李學(xué)飛 張文平（河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司，河北邢臺(tái)054000）

甲醇汽包的水質(zhì)調(diào)節(jié)

韓彬 李學(xué)飛 張文平（河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司，河北邢臺(tái)054000）

本文介紹了河北金牛旭陽(yáng)化工有限公司，甲醇生產(chǎn)過(guò)程中合成汽包水質(zhì)調(diào)節(jié)的必要性及具體方法。

汽包水質(zhì)；磷酸鹽；二氧化硅；總堿度

引言

在甲醇生產(chǎn)過(guò)程中，汽包是一個(gè)重要的設(shè)備，它是蒸汽發(fā)生器。汽包的主要作用是回收高品質(zhì)的熱能，及時(shí)帶走合成反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，使溫度恒定，使反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。汽包在高溫高壓的環(huán)境下極易產(chǎn)生結(jié)垢、氧化腐蝕等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響汽包使用壽命及設(shè)備安全。通過(guò)對(duì)汽包水質(zhì)的調(diào)節(jié)可有效消除或緩解汽包的結(jié)垢和氧化腐蝕，從而提高設(shè)備使用效率，延緩設(shè)備老化，增強(qiáng)了設(shè)備的安全。所以對(duì)汽包水質(zhì)的調(diào)節(jié)十分必要與重要。

一、汽包的作用

汽包就是蒸汽發(fā)生器，是德國(guó)低壓法生產(chǎn)甲醇典型設(shè)備，合成氣生產(chǎn)甲醇是放熱反應(yīng)，銅系催化劑熱穩(wěn)定性較差，因此，嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度及時(shí)有效地移走反應(yīng)熱是低壓法甲醇合成反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作的關(guān)鍵問(wèn)題.魯奇合成甲醇反應(yīng)器是列管等溫反應(yīng)器，催化劑置于管內(nèi)，殼程通來(lái)自汽包的高壓熱水，吸收反應(yīng)熱變成高壓蒸汽，高壓蒸汽可以作為推動(dòng)離心式壓縮機(jī)的動(dòng)力.通過(guò)對(duì)蒸汽壓力的調(diào)節(jié)，可以方便地控制反應(yīng)器的溫度.反應(yīng)氣沿管長(zhǎng)方向的溫度幾乎可以保持均勻，高壓熱水溫度僅比反應(yīng)氣溫度低幾度，避免了催化劑溫度過(guò)熱。

二、汽包的結(jié)垢與腐蝕

1.汽包水垢的危害

未經(jīng)處理的水進(jìn)入汽包后，經(jīng)過(guò)反復(fù)的蒸發(fā)，濃縮后水中雜質(zhì)的濃度不斷升高，達(dá)到飽和時(shí)就會(huì)產(chǎn)生沉淀。這種沉淀附著在汽包內(nèi)壁形成水垢。水垢形成后導(dǎo)熱性能變差，影響了汽包正常的水循環(huán)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致爆炸。

2.水垢的種類和成因

常見(jiàn)的汽包水垢有鈣鎂水垢和硅酸鹽水垢兩種：

（1）鈣鎂水垢：

成因：汽包水溫度較高時(shí)使某些鈣鎂鹽類溶解度下降，汽包水水不斷汽化濃縮，某些鈣鎂鹽類從水中析出，形成鈣鎂水垢。

（2）硅酸鹽水垢：

成因：鍋爐給水中鋁，鐵和硅的化合物含量高，是主要原因。

3.汽包的腐蝕

汽包經(jīng)過(guò)一段使用后會(huì)在汽包內(nèi)側(cè)金屬表面形成大量的鈣鎂水垢和硅酸鹽水垢。當(dāng)大量水垢形成后，汽包的導(dǎo)熱性能會(huì)變差。金屬內(nèi)壁溫度過(guò)高時(shí)，通過(guò)水垢后到達(dá)金屬內(nèi)壁的水大量汽化蒸發(fā)并濃縮，堿度不斷上升。但由于水垢的阻擋作用，水垢下的高堿度水不能充分地交換稀釋，從而導(dǎo)致汽包金屬表面在高堿度水中反應(yīng)，不斷地被腐蝕，汽包壁不斷變薄，從而導(dǎo)致汽包的使用壽命大大縮短。

三、汽包水質(zhì)的調(diào)節(jié)

針對(duì)汽包的結(jié)垢與腐蝕的不同特點(diǎn)應(yīng)該對(duì)汽包水質(zhì)進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)把汽包水質(zhì)各指標(biāo)控制在一定范圍內(nèi)可有效消除或緩解汽包的結(jié)垢和氧化腐蝕，如表1所示。

1.汽包磷酸鹽的調(diào)節(jié)

原理：一定濃度的磷酸鹽溶液在堿性的汽包給水中（PH9—11），可以形成磷酸鹽保護(hù)膜保護(hù)汽包金屬內(nèi)壁不受腐蝕。而且汽包上水中鈣離子與磷酸根發(fā)生反應(yīng)會(huì)形成松軟的水渣可隨著汽包的間排排出不形成堅(jiān)硬的水垢。

調(diào)節(jié)方法：在生產(chǎn)中用磷酸三鈉配成1——5%的溶液由磷酸鹽水泵打入鍋爐給水泵進(jìn)口，再由鍋爐給水泵打入合成汽包和轉(zhuǎn)化廢鍋。汽包上水中的磷酸根保持在15—5mg/L就能較好的保護(hù)汽包內(nèi)壁不受腐蝕。

表1

2.汽包PH的調(diào)節(jié)

為了有效避免汽包的沉積物酸性腐蝕和堿性腐蝕，應(yīng)該把上水PH控制在9-11的范圍內(nèi)。通過(guò)加入磷酸鹽的量及加入少量的氨水來(lái)控制水質(zhì)在指標(biāo)范圍內(nèi)。

3.汽包二氧化硅的調(diào)節(jié)

原理：汽包中除鹽水水質(zhì)不良時(shí)會(huì)引起汽包水質(zhì)二氧化硅超標(biāo)。二氧化硅超標(biāo)會(huì)使汽包出來(lái)的飽和中壓蒸汽不合格，從而使后續(xù)工序使用中壓蒸汽的設(shè)備受到損害。例如，會(huì)在汽輪機(jī)葉片上形成難以清除的硅酸鹽沉淀，降低汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速影響做功，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)振值過(guò)高發(fā)生事故，所以要控制二氧化硅在指標(biāo)范圍內(nèi)。

控制方法為：一是嚴(yán)把脫鹽水關(guān)，使上水合格；二是提高磷酸根含量提高PH值并加大聯(lián)排控制水質(zhì)。

經(jīng)過(guò)各項(xiàng)的調(diào)節(jié)使各指標(biāo)都在控制范圍內(nèi)如表2所示：

表2 汽包水質(zhì)分析報(bào)告單JL-ZG-28

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)汽包水質(zhì)的調(diào)節(jié)可以有效地緩解汽包的結(jié)垢與腐蝕，并能保證所產(chǎn)蒸汽的質(zhì)量有效的保護(hù)汽輪機(jī)的安全。所以汽包水質(zhì)是一個(gè)重要的指標(biāo)，平時(shí)要認(rèn)真做好調(diào)節(jié)，保證設(shè)備的完好及生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］GB1576-2008工業(yè)鍋爐水質(zhì).

韓彬（1983-），男，邢臺(tái)市金牛旭陽(yáng)化工有限公司甲醇車間助理工程師；

李學(xué)飛（1983-），男，邢臺(tái)市金牛旭陽(yáng)化工有限公司甲醇車間助理工程師；

張文平（1984-），男，邢臺(tái)市金牛旭陽(yáng)化工有限公司甲醇車間工程師。