工业循环冷却水系统的不停车化学清洗研究及应用

Posted 2023-01-13 化学

篇首语：读书不要贪多，而是要多加思索，这样的读书使我获益不少。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了工业循环冷却水系统的不停车化学清洗研究及应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

工业循环冷却水系统由于水质不同，设备材质的差异，选用的水处理药剂配方均不一样。但是有些企业，为了管理方便，往往套用某种配方长期使用，一成不变；有些企业很重视循环水系统的缓蚀、阻垢，却忽略了系统的杀菌灭藻工作；更有一些企业，既使有循环冷却水系统，为了省事和节约一点药剂费，往往在循环水系统中不加任何药剂运行。这些情况均会出现循环冷却水出现菌藻滋生、腐蚀、结垢。而垢下腐蚀将变得更加迅速，很快会影响换热器换热效率，甚至输出管道堵塞而造成计划外停车事故。出现这些情况需停车清洗，但是由于生产需要，有些企业要求不停车清洗，为此成都化工研究设计院在研制水处理药剂的同时，也对不停车化学清洗做了系统研究，研究出了完善的不停车化学清洗方法，并成功地完成了数家企业的循环冷却水系统不停车化学清洗。该方法分为三步：菌藻的剥离清洗，污垢、蚀锈的化学清洗，预膜处理。
1 不停车化学清洗过程
1.1 菌藻的剥离清洗
我院研制生产CSW—505广谱杀菌灭藻剂，是一种以季铵盐为主的非氧化性杀生剂，同时兼备剥离作用，其杀菌性能如下表1所示：操作时，辅助加入具有渗透、清洗功能的渗透剂

操作时，辅助加入具有渗透、清洗功能的渗透剂A200mg/L，用硫酸控制pH在5～6，以提高CSW—505的杀菌、剥离功效，然后加入CSW—505100mg/L开始剥离清洗。
1.2 污垢、铁锈的化学清洗
化学清洗常采用的无机酸有盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等，有机酸有氨基磺酸、柠檬酸、甲酸、乙二胺四乙酸等。
成都化工研究设计院水处理组在试验室通过数次的静态、动态模拟试验，成功地研制出在低浓度酸液(控制pH在2 5～3 5)清洗用缓蚀剂B及还原剂C，加入量分别为200×10-6和100×10-6(是一般清洗方法缓蚀剂用量的1/10)。通过循环运行清洗1～2d就能充分地把设备表面上的锈垢、污垢清洗下来(除垢率大于90%，高于国家规定的有关化学清洗标准)。而金属腐蚀率不高于3g/m2.h。
在化学清洗操作时，先按清洗方案做好准备工作之后，首先向循环水系统中加入适量无机酸，调节pH值4～5，加入缓蚀剂B200mg/L，再继续加酸调节pH值2 5～3.5，加入还原剂C100mg/L即开始化学清洗。清洗过程中需要连续不断地补充酸以维持pH值在2.5～3 .5之间。
1 3 预膜处理
酸洗结束后，管道、设备呈现出金属本色，这种状态极易发生金属的腐蚀行为。通过预膜处理在金属表面形成一层致密的防腐蚀膜是化学清洗中必不可少的一个环节。
当循环水系统补水置换后，总铁小于2mg/L，Ca2+浓度小于60mg/L时，加入成膜剂CSW—503250mg/L，分散阻垢剂CSW—20520mg/L，用硫酸调节pH值5.0～6.0预膜6h。预膜达到目的后，即可结束预膜工作，补水置换，当分析系统浊度小于10mg/L，正磷小于4mg/L后，加入阻垢、缓蚀、杀菌剂维持系统正常运行。
2 不停车化学清洗现场应用
1994年4～6月，我们先后为攀钢集团公司煤化工公司的二回收装置、眉山氮肥厂4万t/a尿素装置的循环冷却水系统顺利地完成了不停车清洗。
攀钢集团煤化工公司初冷循环水系统保有水量1600m3，换热面积约15400m2(包括初冷一段、脱酸蒸氨、弗萨姆部分、副产硫酸、贫油一段五部分换热)；换热器及管束材质为碳钢、304L不锈钢；系统主要为锈垢、钙镁垢及泥沙，垢层厚度约0～1.5mm，垢样分析数据如下：MgO0.5%；CaO0.5%；SiO26.6%；Fe2O387.00%；SO30.88%；K2O0.29%；MnO0.062%；Al2O32.6%；P2O51.2%；Cl-0.50%。
我院派技术人员，于1994年4月10日进入现场，通过近半月时间的前期准备工作，1994年4月26日开始清洗工作，1994年5月9日结束，经测试，洗掉锈、污垢量共计6 8t，清洗过程中金属腐蚀率：碳钢2 79g/m2.h，304L不锈钢0.0063g/m2.h，远远低于10g/m2.h的国际清洗标准，试片监测除垢率为99 7%，达到国家规定的最高除垢率，试片预膜效果好，膜层均匀，颜色一致，无锈蚀，膜层经硫酸铜溶液检查，相当致密。清洗过程中未出现任何泄漏，清洗后换热器换热效果明显提高，保证了生产的安全、正常运行。到目前为止，该系统已正常运行两年半多，无任何问题发生，为企业自身产生了明显的经济效益。
3 结束语
工业循环冷却水系统的不停车化学清洗以其经济、实用的特点正越来越受到人们的关注。我们研究出的不停车化学清洗方法，先后为攀钢集团公司煤化工公司的二回收装置、眉山氮肥厂尿素装置的循环冷却水系统应用获得成功。目前我们将这种方法应用于新建循环冷却水系统的开车前不停车化学清洗，顺利地完成了泸州碳黑厂、彭州氮肥厂新建1 5万t/a甲醇装置、成都蓝风实业股份有限公司甲酯磺化装置循环冷却水系统的清洗，为生产装置的试车生产赢得宝贵时间，得到厂家的一致好评。