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1、第23卷第1期天然气与石油Vol.23,No.12005年3月NaturalGasAndOilMar.2005循环冷却水处理优化设计的探讨刘晋萍(中国石油工程设计西南分公司,四川成都610017)摘要:针对工业循环冷却水处理中涉及到的有关水质稳定问题,结合工程实际简要阐述了缓蚀阻垢、杀菌灭藻、旁滤等措施,从而提高了循环水系统的浓缩倍数,既减少了补充水量、节约了水资源,又提高了冷换设备的效率,延长了设备使用寿命,降低了运行成本。关键词:循环冷却水;缓蚀阻垢;杀菌灭藻;旁滤;浓缩倍数文章编号:1006-5539(2005)01-0055-03文献标识码:A0
2、前言水是人类生存和发展的命脉,地球上的水资源是不可再生的,目前世界各地的水资源短缺已成为制约社会进步和经济发展的瓶颈。我国水资源的短缺尤为突出,根据有关统计资料,目前我国工业循环冷却水用量约占整个工业用水量的70%～80%,石化行业占90%以上,如何合理利用水资源,提高工业用水的循环利用率,已成为迫在眉睫的一个研究课题。某正在设计中的天然气净化厂的生产规模为图1循环冷却水系统方块流程图83360×10m/a,设计循环冷却水量为12000m/h,采用敞开式循环冷却系统。若按通常采用的补充水量又是对循环冷却水不断进行充氧的过程,从而加速3计算,每天需要补充新
3、鲜水约15000m,年耗水量了系统金属的腐蚀作用,这是设备腐蚀的主要原因。43约500×10m,这不仅浪费水资源,加大了运行成微生物腐蚀主要指铁细菌、硫酸盐还原菌等对金属本,同时还增加了排污量和环保投入,这就急需对循的腐蚀。铁细菌能使铁不断溶出,并吸附于细胞体环水处理设计进行优化。该工程循环冷却水处理可内,附着于管壁上形成暗褐色的铁瘤;铁细菌还能利以概括为控制腐蚀、控制污垢及水垢、控制微生物及用二价铁氧化为三价铁的能量来维持自身的生存,[1]去除悬浮物等。基本处理流程见图1。并在细菌的表面及内部积满氢氧化铁,还能集结成肉眼可见的群落,进入水中使水呈现红色
4、。铁细菌1防腐蚀与阻垢可导致钢管、器腐蚀穿孔。硫酸盐还原菌能将水中1.1腐蚀与结垢产生的机理的硫酸根还原成硫化氢,从而使金属产生腐蚀。1.1.1腐蚀1.1.2结垢腐蚀主要指循环水系统中金属的电化学腐蚀和结垢主要是指水垢和污垢,水垢主要是水中致微生物的腐蚀。电化学腐蚀是指水中的氧对金属的垢盐类,如重碳酸钙等,由于水温的升高而分解,形去极化作用,使金属管和换热器产生腐蚀。冷却塔成不溶于水的碳酸钙,它的溶解度随着水温的升高收稿日期:2004-07-22;修回日期:2004-08-05作者简介:刘晋萍(1970-),女,四川成都人,工程师,毕业于西南交通大学,主
5、要从事给排水、消防及环保(污水处理)设计工作。电话:(028)86014468。56天然气与石油2005年反而降低,并沉积粘附在管、器的壁面上,积成水垢。不可忽视的。微生物在水中逐渐生长繁殖,并在换污垢即由水中的悬浮物和微生物构成,二者来自于热设备上形成粘垢,此垢隔绝了缓蚀阻垢药剂与系补充水和冷却塔的空气中,细菌和微生物也从空气统金属内壁的接触,致使化学处理的效果不能很好中不断进入冷却水系统中。由于适宜的温度和pH[2]地发挥,从而加速了换热设备的腐蚀、结垢,缩短值以及水中多种营养盐的存在,给细菌的繁殖和生了设备的运行周期,降低了换热设备的换热效率和长创
6、造了一个很适宜的环境。此外,在冷却塔内的使用寿命,影响了正常生产,同时也增大了企业的维填料表面和集水池内,由于光合作用还极易滋生藻修费用和运行成本。同时,藻类物的生长繁殖不仅类,细菌所分泌的粘液与悬浮物的混合物常称为生导致水质恶化,而且还直接影响了冷却塔的冷却效物粘泥,并粘结在系统壁面上形成污垢。水垢和污果。垢二者往往是结合在一起的,这比任何单一垢更为麻烦。2.2控制微生物的方法腐蚀和结垢是一对矛盾的统一体,它们往往是多年来采用氯化法处理,是防止和减少热交换同时发生的,由于垢的沉积和不均匀性与多孔性,导器的污垢产生应用最广泛的方法。常用的杀菌剂有致腐蚀也
7、往往呈现出不均匀的坑蚀与点腐蚀。液氯、次氯酸钠、二氧化氯等杀生剂。20世纪70年代中期,美国环保局发现用氯气和其他氯系消毒剂1.2控制腐蚀与结垢的方法处理过的饮用水、食品中存在氯化副产物———三卤防止循环水系统特点是冷换设备的腐蚀与结甲烷,这是一种强力致癌物。而二氧化氯具有极高垢,是循环水水质稳定处理的主要课题之一。目前的快速杀菌能力,并且药效时间长,且不会产生三卤主要处理方法有两大类,以达到防腐、阻垢的目的,甲烷,工业循环水尽管是非饮用水,但为了避免循环即物理处理法和化学处理法。水排污时对地面水体的污染,因此本设计选用稳定1.2.1物理处理法性二氧化氯
8、作为杀菌剂。物理处理法采用电子式水处理器等,由于其处理机理还不甚明确,处理效果难
