临汾钢铁公司焦化厂操作手册-上海意海耐碱泵厂荐
目 录
一、前 言
二、试验水质及特点
三、试验配方的确定
四、试验程序
１、静态阻垢试验
２、旋转挂片试验
３、动态模拟试验
五、结 论
一、前 言
山西临汾钢铁公司焦化厂为一新建企业，其循环冷却水处理配方尚未确定，为此于一九九三年十一月与我厂签订了一技术协作协议，要求我厂为其筛选一适用于该厂循环冷却水系统的水处崐理配方，具体筛选工作由我室承担，经过我室同志前后一个多月的试验，配方筛选工作已告完毕，现将整个试验程序编写如下：
试验工作于一九九三年十二月开始，历经一个月于一九九四年一月完工。
二、试验水质及特点：
1.临汾钢铁公司焦化厂提供的水样分析数据见下表，本试验用水均是本厂自来水按提供水样分析数据进行配制的，原水及配制水质见下表(1)：
表(1)
分 析 项 目 原水水质 配制水水质
Ca2+ mg/l 142.8 141.23
Mg2+ mg/l 52.27 55.32
HcO-3 mg-N/l 4.1 4.1
CL- mg/l 20.4 38.5
P H 7.23 7.35
电导 us/cm 1130 1150
注:配制水中CL-要比原水略高,这是考虑系统用氯气或用优氯净等杀菌剂杀菌时系统中会带进部分CL-,而引起循环水中氯离子升高。
2.从上表可以看出,该水质属于典型的高硬度水,我们对该水质理进行了了Langlier饱和指数和RgZhgr稳定指数的计算结果见表(2)
表(2)
浓缩倍数 Langlier 指数
S . I Rgznar 指数
I . S 水的趋势
1.0 0.63 5.97 结垢
1.5 0.93 5.37 严重结垢
2.0 1.23 4.77 严重结垢
2.5 1.43 4.37 严重结垢
3.0 1.53 4.17 严重结垢
注: S.I ＞0 I.S＜6 结垢趋势
S.I ＜0 I.S＞6 腐蚀趋势
由此表(2)查以看出,该水质在不同浓缩倍数时主要产生结垢现象,故我们配方主要从阻垢上加以考虑。
3.由于临汾钢铁公司焦化厂循环水系统未设计浓缩倍数,为此我们需为其推荐一合适的浓缩倍数,众所周知,循环水浓缩倍数越高,水质就越恶劣,处理的难度就越大,而每一个水处理配方的水质处理范围都有一个局限性。参照表(2)的数据和我们的经验,我们认为该水质浓缩倍数为2倍时,水质符合配方的水处理范围,所以我们向临汾钢铁公司焦化厂循环水系统推荐的极限浓缩倍数为2倍。
三、试验配方的确定
我国自七十年代引进先进国家水质稳剂技术和药剂后.在短短几十年代内有了很大的发展,与国外先进国家的差距也在逐步缩小,水质稳定剂的配方已从全无机磷酸盐酸性处理和有机膦酸
盐--聚磷酸盐微碱性处理过渡到全有机复合配方,现国内最受用户欢迎的是复合配方,复合配方的最大优点为:a.投加一种药剂就崐能同时起到阻垢缓蚀作用。b.运行中循环水一般不用调节PH,这样就避免了加酸调节PH所带来的麻烦。c.现场的投加及管理都很方便。
针对临份焦化厂的水质特点,我们经过初步筛选,确定以下三种复合配方做对比试验。
1.有机膦酸盐+氨基磺酸+苯骈三氮唑(商品名称为JN-9142)
2.有机膦酸盐+聚丙烯酸+苯骈三氮唑(商品名称为W--331)
3.膦羧酸+有机膦酸盐+锌盐+苯骈三氮唑+聚丙烯酸(商品名称为W -505 )
四、试验程序:
1.静态阻垢试验:
a.方法提要:首先我们配制原水质二倍水,置于三口瓶内并加入相应的水处理剂,在恒温80℃的水浴锅内受热蒸发,蒸发出的蒸汽经冷凝管冷却后又回入三口烧瓶,在试验期间向烧瓶内通空气,以起搅拌和加强水中二氧化碳从溶进—→逸出的循环过程,这种装置较符合现场运行条件。
试验二十四小时后取出冷却并测定水中剩余的ca2+ Hco3-以计算阻垢率。
阻垢率的计算公式为:
Ca12+ - Ca22+
η= ───────── ×100%
Ca2+o - Ca22+
Cao2+---试验前水中测出的Ca2+浓度mg/L Ca12+---试验后水中测出的Ca2+浓度mg/L
Ca22+---空白(即不加水处理剂)试验后所测出的Ca2+浓度mg/L
b.试验结果:见表(3)
表(3)
试验配方 阻垢率 %
第一轮 第二轮 第三轮 第四轮
JN-9142 40mg/L 78.5 73.2 80.5 69.7
JN-9142 50mg/L 86.5 86.8 88.3 86.8
JN-9142 60mg/L 88.2 89.2 85.4 88.3
W--331 40mg/L 78.2 82.4 80.7 77.3
W--331 50mg/L 96.3 98.4 98.7 96.9
W--331 60mg/L 94.8 96.5 98.9 98.3
W--505 30mg/L 85.6 86.7 85.5 86.2
W--505 40mg/L 97.5 97.3 96.9 95.1
W--505 50mg/L 97.0 97.9 98.5 96.8
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http://www.pump-factory.cn/ArticleShow.asp?ArticleID=104 注:以上配方投加浓度均以商品浓度计
C.由表(3)可以看出W-331 50PPM W-505 40PPM均能在临汾焦化厂水质浓缩2.0倍时起到良好的阻垢效果。
2.旋转挂片试验
a.试验方法
旋转挂片试验是在实验室的条件下,用试片在水中的失重来计算出腐蚀率,以此来评价水稳剂的缓蚀性能。
b.试验参数
温 度 : 50℃
试片线速度: 0.35m/s
试片面积 : 28cm2
试验时间 : 5天
c.腐蚀率的计算公式:
K . (W - W1)
X = ────────
A . T . D
X --试片腐蚀速度 mm/a
K --计算常数(当X单位为mm/a时,K值为3650)
W --试验前试片称重 g
W1--试验后试片称重 g
A --试片表面积 cm2
T --试验时间 天
D --试片密度 g/cm3
d.试验结果见表(4).(5)
表(4)
试 验
配 方 试验
浓缩倍数 腐 蚀 率mm/a
碳 钢 不锈钢 铜
空 白 2.0 0.325 0.0098 0.0085
W-331 50mg/L 1.5 0.097 0.005 0.0043
W-331 50mg/L 2.0 0.085 0.0045 0.0048
W-505 40mg/L 1.5 0.0525 0.0038 0.0037
W-505 40mg/L 2.0 0.0483 0.0036 0.0033
注:该试验挂片未进行予膜处理,PH不控制
表(5)
试 验
配 方 试验
浓缩倍数 腐 蚀 率mm/a
碳 钢 不锈钢 铜
空 白 2.0 0.0354 0.0105 0.0088
W-331 50mg/L 1.5 0.0632 0.0052 0.0049
W-331 50mg/L 2.0 0.0583 0.0047 0.0048
W-505 40mg/L 1.5 0.0324 0.0034 0.0028
W-505 40mg/L 2.0 0.0285 0.0031 0.00285
注:本试验予膜配方为:JN-1 300mg/l,六偏磷酸钠100mg/l,PH 6~7常温运行48小时,正常运行PH不控制。
e.旋转挂片试验我们做了二轮,发现经予膜的挂片要比未予膜崐的挂片腐蚀率明显偏低,从二轮试验看,W-505 40mg/l 要比W-331崐 50mg/l的腐蚀率低,并均低于协议所 求的GBJ50-83指标,所以我崐们暂定该配方,下一步在动态模拟装置上对该配方进行阻垢缓蚀的综合评定。
3.动态模拟试验:
动态模拟试验装置如图所示:它主要有电蒸发器.凉水塔水泵.流量计.计算机控制系统.打印机等组成。控制参数按“试验条件”进行控制.它的大致流程是:循环水由循环泵(2)从凉水池(1)抽出,经转子流量计(4)进入换热器(9)与蒸发炉(8)中的饱和蒸气换热升温.然后返回凉水塔(17)的顶部,通过布水器(15)喷啉而下,它在塔内与轴流风机(16)吸入空气逆流接触,经过填料(18)冷却后落入凉水池(5)中,完成一个循环过程。
补充水从补水箱(19)流入凉水池中,并通过浮球阀(20)保持水池液面.当浓缩倍数达到后.水稳剂按一定比例加入补充水箱中。
本装置通过计算机控制系统,将程序输入计算机以后,实行自崐动控制,并每2h通过打印机将进口温度等有关技术参数打印出来,并将这些数据自动贮存起来.试验结束将结果自动汇总,打印,并画出瞬时污垢热阻的曲线。
a.试验参数:
循环水量 : 175~180 L/h
系统贮水量: 55 L
流 速 : 0.8~1.0 m/s
进口温度 : 32 ℃
温 差 : 9~10℃
试验材质 : 碳钢 .不锈钢.铜
试验周期 : 15 天
表(6) 腐蚀速度,污垢沉积量.垢重
项目 空 白 W-505 40~50mg/l
不锈钢 铜 碳钢 不锈钢 铜 碳钢
试验长度 L (cm) 17.0 16.2 15.0 17.0 16.0 15.0
试管腐蚀面积 A(cm2) 42.73 40.72 37.70 42.73 40.21 37.70
试管原重 W1 (mg) 37207.6 40120.3 32666.7 37171.3 39873.8 32802.6
试管带垢重 W2 (mg) 40097.49 42988.48 35198.26 37407.2 40177.76 32918.6
垢 重 W2-W3 (mg) 2909.27 2888.94 2548.39 240.2 308.06 162.1
试管去垢后重 W3(mg) 37188.22 40099.54 32649.86 37167.0 39869.7 32756.5
失 重 W1-W3(mg) 19.38 20.76 16.84 4.3 4.1 46.1
腐蚀速度 R mm/a 0.0123 0.0121 0.385 0.0029 0.0028 0.042
垢层重度 ｒg/cm3 1.51 1.53 1.38 0.601 0.638 0.394
污垢沉积量 120.15 125.20 118.50 12.04 13.52 9.21
污垢热阻m2.h.℃/kcal 8.94×10-4 1.08×10-4
注:该试验予膜配方同旋转挂片试验
五、结论:
1.综观上述数据,采用南京化工学院武进水质稳定剂厂生产的W-505复合水质稳定剂是能够满足临汾钢铁公司焦化厂的生产工艺和设计要求的,并能满足GBJ50－83之规定 (碳钢腐蚀率小于0.125 mm/a,不锈钢.铜腐蚀率小于0.005mm/a, 污垢热阻小于3×10-4 m2.h.℃/Kcal)所以我们推荐的配方为W-505 40~50mg/l。
2.本次试验未考虑杀菌灭藻,今后实际运行中要求系统每天通氯一次,维持余氯0.5~0.8PPm 1~2小时,(未通氯装置可加氧化性杀菌剂如优氯净等)并每月投加我厂生产的非氧化性杀菌剂JN-2 1~2次,每次使用浓度为50~100PPm,具体投加频率要按现场菌藻监测量进行调节,微生物的测定可采用我厂生产的快速异养菌测定板进行测定,使用详见说明书
3.循环冷却水系统在运行过程中,会产生较大的波动.建议在有条件的情况下,按装监测换热器,以便及时反应生产实际情况,我厂可提供成套的监测换热器设备。
一 九 九 四 年 二 月
来自：水网中国 www.watering.cn
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