循環(huán)冷卻水系統(tǒng)化學(xué)清洗處理過程及效果分析

胡傳奇，侯夢(mèng)迪，姚德營，董 彪

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

連云港堿業(yè)有限公司裝置循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行已有30多年，夏季循環(huán)水量15 000 m3/h，保有水量6 000 m3。2021年上半年生產(chǎn)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)碳化塔、吸收塔等冷卻水箱換熱效果差，管壁結(jié)垢較為嚴(yán)重，加上夏季溫度高，碳化塔換熱困難，為了改善系統(tǒng)的換熱效果，達(dá)到節(jié)能降耗的作用，公司生產(chǎn)部決定于2021年6月份對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不停車清洗預(yù)膜處理。

1 實(shí)施過程及有關(guān)分析數(shù)據(jù)

1.1 清洗前準(zhǔn)備

本次清洗劑為絡(luò)合溶垢型藥劑，溶垢效果好，安全性高，緩蝕性能好，清洗過程中不會(huì)使?jié)岫冗^高而產(chǎn)生二次沉積。在預(yù)膜開車前，對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，估算保有水量等等。

1.2 殺菌剝離處理

控制水位恒定，關(guān)閉排污閥及旁濾池，6月2日上午10：00在5座涼水塔循環(huán)水池口分為四個(gè)投加點(diǎn)添加，每次添加400 kg，1小時(shí)一次，共投加SS812BY殺菌剝離劑1 600 kg，連續(xù)循環(huán)處理24 h，濁度已無明顯上升趨勢(shì)，第一階段剝離過程結(jié)束。置換幾小時(shí)后轉(zhuǎn)入第二階段處理，6月3日14：30于涼水塔循環(huán)水池口分為四個(gè)投加點(diǎn)，又投加另一種SS411BY殺菌剝離劑，每次添加600 kg，1小時(shí)一次，共2 400 kg，連續(xù)循環(huán)處理27 h，濁度已無明顯上升趨勢(shì)，整個(gè)殺菌剝離過程結(jié)束。殺菌剝離期間不斷投加ZH312BY緩蝕阻垢劑。

從圖1可以看出，殺菌剝離過程中濁度逐漸上升，最高達(dá)33.78 mg/L，濁度較低，說明系統(tǒng)中存在少量的藻類與粘泥，污染較輕。另外在系統(tǒng)殺菌剝離處理過程中，重堿車間有部分無法控制的復(fù)用水串入循環(huán)水系統(tǒng)，致使循環(huán)水濁度降低，所以整體來看循環(huán)水濁度也不會(huì)太高。

第一階段第二階段圖1 殺菌剝離分析數(shù)據(jù)

表1 清洗分析數(shù)據(jù)

1.3 清洗處理

6月5日8：15，控制水位恒定，關(guān)閉排污閥，于冷卻塔池分四個(gè)投加點(diǎn)投加QX131BY清洗劑12 000 kg，清洗期間根據(jù)PH數(shù)據(jù)不斷補(bǔ)充QX131BY清洗劑，使pH在規(guī)定范圍3-7，否則PH太低會(huì)腐蝕管道，太高清洗效果不好，并投加部分消泡劑。清洗至濁度、總鐵及鈣離子不再升高即結(jié)束清洗。

1.4 掛片試驗(yàn)

從掛片腐蝕速率可見，碳鋼與不銹鋼的腐蝕率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于控制指標(biāo)，說明整個(gè)化學(xué)清洗過程對(duì)設(shè)備的腐蝕率控制在安全范圍。

圖2 pH、濁度、總鐵及鈣離子變化曲線圖

表2 化學(xué)清洗掛片數(shù)據(jù)

1.5 處理結(jié)果

此次除垢處理濁度從15.76 mg/L升到38.47mg/L，洗下污物136 kg；總鐵從0.35mg/L升到3.23 mg/L，洗下鐵銹約17 kg；化學(xué)清洗過程中系統(tǒng)鈣離子從最低397.45 mg/L，上升到最高756.32 mg/L，根據(jù)保有水量6 000 m3計(jì)算，換算成碳酸鈣2 153 kg。折合污物共約2 288 kg。另外在系統(tǒng)清洗處理過程，無閥濾池外排循環(huán)水約300 m3，外排水折合污物約150 kg。

2 預(yù)膜處理

換水至濁度小于20 mg/L，并控制循環(huán)水池水位2.8m，鈣離子大于50mg/L，于6月11日8：30，按保有水量一次投加預(yù)膜劑ZH264BY 2.4 t，分析示蹤劑含量為10.86 mg/L，在整個(gè)預(yù)膜過程中PH自然運(yùn)行。預(yù)膜12 h左右就有明顯藍(lán)色色暈，預(yù)膜24 h后，掛片上藍(lán)色色暈明顯，預(yù)膜后掛片用CuS04 溶液檢測(cè)掛片出現(xiàn)紅點(diǎn)的時(shí)間為25 s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于7 s，結(jié)束預(yù)膜，開始置換。

該次預(yù)膜是熱態(tài)預(yù)膜，整個(gè)預(yù)膜過程控制得比較穩(wěn)定，濁度和示蹤劑數(shù)據(jù)毎兩個(gè)小時(shí)分析一次，預(yù)膜期間濁度在17.12～19.26 mg/L，示蹤劑10.23～12.6 mg/L。藥劑劑量都控制在適定范圍。起到了良好的預(yù)膜效果。

3 循環(huán)水化學(xué)清洗及預(yù)膜效果對(duì)比

我公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是敞開式，在適宜的溫度和光合作用，利于藻類菌類生長(zhǎng)。藻類、菌類繁殖會(huì)在管道表面形成生物黏泥。生物黏泥是細(xì)菌和藻類迅速繁殖的環(huán)境和條件，只有徹底清除生物黏泥才能起到真正除藻殺菌的效果。本次投入常州泵源水處理公司生產(chǎn)的SS812BY殺菌剝離劑和SS411BY殺菌剝離劑，能夠快速有效殺滅綠藻、藍(lán)藻、青苔、褐藻等藻類和細(xì)菌微生物。

表3 清洗前后溫差

從此次清理過程可以直觀看出，涼水塔塔壁藍(lán)色藻類經(jīng)投加殺菌剝離劑后，消失很明顯。設(shè)備管道內(nèi)的腐蝕產(chǎn)物與沉積物(垢)得到有效清理，較好地改善了設(shè)備的換熱效果。從重堿工序主要設(shè)備冷卻水清洗前后溫差變化可以看出清洗效果。清洗后吸收塔的溫差總體增加，改善了其換熱效果；清洗后氨冷凝液冷卻器進(jìn)出口的溫差提高了2 ℃。今取近三年夏季8月11～15日純堿產(chǎn)量進(jìn)行對(duì)比，在正常生產(chǎn)狀態(tài)下：2019年日均純堿2 708 t/d，2020年日均純堿2 844 t/d，2021年循環(huán)水系統(tǒng)清洗處理后，日均純堿2 933 t/d，比清理前至少提高產(chǎn)量89 t/d，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。