循环水的浓缩倍数与节水

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1、循环水的浓缩倍数与节水安庆分公司化肥部唐广奎内容提要：循环水的浓缩倍数越高，所需的补充水量就越少，因而节水率就越高。然而，浓缩倍数与节约水量之间并非是线性关系。提高循环水浓缩倍数是一个系统工程，它既是技术水平又是管理水平的集中体现。循环水的浓缩倍数也并非是越高越好，要在节约用水、处理效果和处理成本之间寻找最佳结合点。关键词：循环水浓缩倍数节水在石油化工生产中工业用水量很大，其中70%以上的水是用于冷却各类工艺介质。冷却水系统既是石油化工装置不可缺少的组成部分,又是节约用水的关键部位。冷却水循环使用，日常只需补充因蒸发、排污及漏失的水量就能够维持正常运行。

2、因此，采用循环冷却水系统可以大大地减少水资源的消耗。另一方面，循环水系统还便于进行水质控制和处理，从而能够延长换热设备的使用周期，使装置更加安全稳定、经济合理地运行。然而，冷却水的循环使用也带来了许多复杂的技术和管理问题，浓缩倍数的控制就是其主要内容之一。循环水的浓缩倍数是关系到节约用水和处理效果的核心指标，它与水处理技术的发展水平、系统状态和现场管理等因素密切相关。循环水的节水问题根本上就是浓缩倍数的管理问题。一．循环冷却水的水质敞开式循环冷却水主要是靠蒸发来散热的，也就是利用系统中一部分水的汽化潜热来使系统水体温度降低。循环水在运行过程中，一边在换热

3、器内升温，一边又在冷却塔内降温；一部分水被蒸发掉，又有一部分水补充进来；大量的空气与水在冷却塔内充分接触，发生脱气、曝气、洗涤等多重作用；工艺物料的泄漏造成水质污染。这样的工艺过程必然引起水质的巨大变化。循环冷却水水质的变化及其产生的危害情况如表一所示。表一循环冷却水的水质变化及其危害水质成分来源变化原因危害含盐量补充水增加蒸发浓缩氯根等阴离子和水的导电性增加，使腐蚀性增强；硬度和碱度提高使结垢性增强悬浮物补充水和空气增加补充水被浓缩；空气中的尘埃在冷却塔中被洗涤下来；微生物的繁殖在管道和设备内沉积，形成污垢、粘泥等二氧化碳重碳酸盐分解减少冷却塔的脱气作

4、用产生碳酸盐水垢PH值升高二氧化碳的散失结垢趋势增强溶解氧空气增加冷却塔的曝气作用提高了腐蚀速度微生物补充水和空气增加生存条件适宜，微生物繁殖快形成生物粘泥，促进设备腐蚀工艺物料（如油、氨等）生产工艺系统增加换热器泄漏；设计缺陷增加水的结垢性和腐蚀性；为微生物提供营养；促进污垢形成磷酸根水处理药剂增加聚磷酸盐的水解或有机膦酸盐的分解产生磷酸钙水垢；促进微生物生长二．浓缩倍数与水质处理由表一可知，循环水的工艺过程决定了其水质存在着显著的劣化趋势，这种趋势会随着浓缩倍数的提高而增强。在一定的技术水平上把因水质劣化而产生的危害降到最低程度，这就是循环水水质处理

5、技术的任务。从节约用水的角度看，循环水的浓缩倍数自然是越高越好。但从水质处理的角度看，浓缩倍数越高，处理难度也就越大，处理效果也受影响。因此，在循环水的运行管理中，浓缩倍数是一项重要的控制指标，要努力寻求节约用水与处理效果两者之间的最佳切合点。循环水水质处理的目的是减少因水质劣化而引起的对设备腐蚀、结垢等危害。水质的腐蚀性与结垢性是一对矛盾，一种倾向呈强势时另一种倾向则呈相对弱势。通常的自然水体都含有一定的碳酸盐硬度，这种水质在浓缩倍数较低时以腐蚀倾向为主，而在浓缩倍数较高时则以结垢倾向为主。因此，对于不同的浓缩倍数，处理的技术方案也应有所不同。早期的循

6、环水处理由于没有性能优良的阻垢剂，主要使用高浓度的缓蚀剂（如铬酸盐、聚磷酸盐等）来防止腐蚀，用加酸调节PH值来防止结垢，浓缩倍数控制较低。随着环境保护的要求不断提高，水资源缺乏的矛盾日益加剧，必然要求提高循环水的浓缩倍数。这也就推动了循环水处理技术的发展，相继出现了一批性能优良的阻垢剂，使得循环水在较高浓缩倍数下运行成为可能。循环水浓缩倍数的提高固然是以水处理技术为基础的，但它毕竟是一个相对的数值，并不能直接作为衡量水处理技术水平的指标。在水处理技术中通常以含盐量（主要是总硬度和总碱度）作为评价处理技术能力的指标。处理能力越强，可以接受的条件就越苛刻，也

7、就是能够处理的总硬度和总碱度就越高。这就是所谓边界条件。一般认为，在当前的技术水平上总硬度加总碱度在1000mg/L（以CaCO3计，下同）以下的水质能够达到较满意的处理效果，总硬度加总碱度更高的水质处理效果还不理想，处理成本也较高。长江中下游的水质含盐量属中等范围，总硬度加总碱度在200mg/L左右。这种水质在目前的条件下，理论上循环水的浓缩倍数可达5.0。实际上循环水的含盐量由于诸多因素的影响要比补充水直接浓缩的值更高一些。因此，从处理技术角度看笔者认为我厂循环水浓缩倍数控制在4.0~5.0左右是最适宜的。三．浓缩倍数与节约用水循环水的浓缩倍数越高，

8、所需的补充水量就越少，因而节水率就越高。然而，浓缩倍数与节约水量之间并非是线性关