除鐵技術(shù)在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用

崔玉彪 溫云 袁鳳慧 馬輝 段東林(河南心連心化肥有限公司， 河南 新鄉(xiāng) 453731)

除鐵技術(shù)在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用

崔玉彪 溫云 袁鳳慧 馬輝 段東林(河南心連心化肥有限公司， 河南 新鄉(xiāng) 453731)

本文簡(jiǎn)要敘述了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)流程，循環(huán)冷卻水除鐵原理，系統(tǒng)改造實(shí)施情況，對(duì)節(jié)水減排的影響及實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。

循環(huán)冷卻水；除鐵藥劑；節(jié)水減排；濃縮倍率

0 引言

近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)煤化工、鹽化工、石油化工、天然氣化工等高耗水產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，使得水資源形勢(shì)更加緊張，甚至已經(jīng)影響到居民生活用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水。政府對(duì)水資源的管理日趨嚴(yán)格，對(duì)企業(yè)的監(jiān)控與要求越來(lái)越嚴(yán)格，節(jié)水迫在眉睫。

1 系統(tǒng)改造前存在的問(wèn)題

1.1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)

我公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)采用敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水工藝，循環(huán)水涼水池的水流入吸水池經(jīng)循環(huán)水泵加壓至(0．40-0．45MPa)，送往氣化、凈化、合成、尿素等需要循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)的崗位，上水還有一部分(3%-5%)經(jīng)旁濾進(jìn)入吸水池，回水直接進(jìn)入涼水塔，經(jīng)冷卻后進(jìn)入涼水池重復(fù)使用。

在冷卻塔內(nèi)，熱水與空氣之間發(fā)生兩種傳熱作用，一是蒸發(fā)傳熱，二是對(duì)流傳熱。蒸發(fā)傳熱是當(dāng)水在其表面溫度的飽和蒸汽壓大于空氣中水蒸汽分壓時(shí)，水滴表面的水分子克服液態(tài)水分子之間的吸引力而汽化逸入空氣中，并帶走熱量，使水的溫度下降。蒸發(fā)傳熱帶走的熱量約占冷卻塔傳熱量的75%-80%。接觸傳熱帶走的熱量約占冷卻塔傳熱量的20%-25%。因循環(huán)水不斷的蒸發(fā)和濃縮，為了維持涼水池的液位和保證循環(huán)冷卻水水質(zhì)，需要補(bǔ)充大量新鮮水和少量脫鹽水，同時(shí)間斷性排放濃水。

1.2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在問(wèn)題

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充新鮮水中鐵含量偏高，平均值在1．3mg/l，最高時(shí)達(dá)1．8mg/l，生活、工業(yè)用水中鐵含量標(biāo)準(zhǔn)中鐵含量不超過(guò)0．30mg/l，經(jīng)蒸發(fā)濃縮后循環(huán)冷卻水鐵離子含量在5mg/l以上，循環(huán)冷卻水中鐵離子容易生成絮凝狀膠體，這樣造成循環(huán)冷卻水濃縮后濁度在30NTU以上，最高時(shí)可達(dá)到60NTU，在換熱裝置中沉積及形成局部性腐蝕。

表1 一次水補(bǔ)水水質(zhì)

受鐵離子濃度較高限制，生產(chǎn)系統(tǒng)目前循環(huán)水濃縮倍數(shù)僅為3．5(循環(huán)冷卻水濃縮倍率以電導(dǎo)為基準(zhǔn)計(jì)算)，循環(huán)水排污量較大，中水回用負(fù)荷較高，同時(shí)一次水和脫鹽水補(bǔ)充量較大，整體生產(chǎn)成本較高。

2 技術(shù)方案

在循環(huán)冷卻水崗位砂濾器進(jìn)口增加一臺(tái)隔膜加藥泵，投加除鐵藥劑KLARAID PC1192，添加計(jì)量0．2-0．5mg/l。PC1192是一種陽(yáng)離子混凝劑，對(duì)水溶液介質(zhì)中的鐵離子懸浮微粒有極強(qiáng)的絮凝沉降效能，通過(guò)電中和使帶負(fù)電的懸浮微粒失去分散穩(wěn)定性與帶負(fù)電荷的溶解物反應(yīng)，生成不溶物沉淀。通過(guò)“架橋”作用使懸浮微粒聚集成大顆粒而加速其沉降，且形成的聚集體較無(wú)機(jī)絮凝劑所形成的絮凝聚集體更加緊密牢固。經(jīng)過(guò)砂濾器過(guò)濾掉沉淀物，從而降低循環(huán)冷卻水中的鐵離子含量。

3 項(xiàng)目實(shí)施及效果分析

3.1 項(xiàng)目實(shí)施

2015年1月-2015年5月我公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行除鐵改造。改造完成后進(jìn)行除鐵效果測(cè)試，循環(huán)冷卻水鐵含量從5．3mg/l降到0．84mg/l；濁度從30NTU 下降到15NTU，除鐵后節(jié)水效果明顯。

項(xiàng)目試運(yùn)行2個(gè)月于2015年7月20日-7月27日進(jìn)行運(yùn)行效果測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與2014年同期運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

表2 除鐵前后循環(huán)水運(yùn)行效果對(duì)比

3.2 效益分析

消耗：裝置費(fèi)用為隔膜加藥泵裝置3套，約3000元/套，共9000元。藥劑消耗為按照0．5mg/l投加，每天最大投加量為19kg，混凝劑單價(jià)為48．31元/kg，每月消耗藥劑費(fèi)用2．75萬(wàn)元。

經(jīng)濟(jì)效益：每天可以節(jié)約一次水1295噸，節(jié)約脫鹽水200噸，預(yù)計(jì)每月可以節(jié)省一次水38850噸(一次水按1．5元計(jì)算，月節(jié)約成本58275元，節(jié)省脫鹽水6000噸(按一噸脫鹽水3．26元計(jì)算，每月節(jié)省19560元)，總計(jì)可節(jié)約用水成本7．84萬(wàn)元/月，節(jié)約藥劑費(fèi)用1．5萬(wàn)元/月。

通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施，節(jié)水效果明顯，同時(shí)換熱單元換熱效果改善明顯，因設(shè)備腐蝕造成的生產(chǎn)系統(tǒng)停車(chē)狀況顯著減少。

[1]李本高．現(xiàn)代工業(yè)水處理技術(shù)與應(yīng)用[M]．北京：中國(guó)石化出版社，2004 ：37-45．

[2]周本?。I(yè)水處理技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 ：38-39．

[3]李圭白,劉超.地下水除鐵除錳[ M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999.