煤化工裝置循環(huán)水質(zhì)量的影響因素及改善措施

馬威

中煤鄂爾多斯能源化工有限公司 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017317

對于煤化工裝置的循環(huán)水而言，其影響整個裝置的運行情況以及安全。常見的表現(xiàn)可以劃分為：第一，若檢測發(fā)現(xiàn)是水質(zhì)量問題，改善措施就是補充新鮮水量，并且更換循環(huán)水系統(tǒng)。第二，若換熱器導致生物黏泥，非常容易堵塞涼水的塔填料通道，如此就不利于煤化工裝置的安全運行。第三，若水質(zhì)逐漸變得渾濁，就會導致?lián)Q熱器的熱交換效率[1]。第四，若煤化工裝置循環(huán)水的pH值較低、金屬鐵濃度超過規(guī)定值時，換熱器易因腐蝕而出現(xiàn)損壞情況。

1 影響循環(huán)水質(zhì)的主要影響因素

1.1 循環(huán)水的pH值

pH值是一項控制酸堿度的標準。通常情況下，煤化工裝置在正常運行時，循環(huán)水的pH值的指標控制范圍為偏堿性8.0-9.2。若pH值大于9.2時，在循環(huán)水裝置的換熱器內(nèi)非常容易析出CaCO3結(jié)晶物或者MgCO3結(jié)晶物。當pH值小于8.0時，盡管水體顯示中性，但仍然還是具有腐蝕性，畢竟其中不免又酸性介質(zhì)，例如亞硫酸根離子、氯離子、二價硫離子、次氯酸根離子、亞磷酸根離子、碳酸根離子等。另外，當水體偏堿性時，循環(huán)水在煤化工裝置的換熱器管道中流通時，由于不斷增加的結(jié)垢物質(zhì)，熱交換效果漸漸地起不到重要性作用[2]。最終導致堵塞從而影響整套裝置的安全運行。若當水體偏酸性時，加入一些弱堿性的物質(zhì)，水體呈現(xiàn)酸性，方可消除腐蝕性。

1.2 金屬Fe的濃度

金屬Fe的質(zhì)量濃度（mg/L）是一項衡量循環(huán)水被腐蝕的重要衡量標準，值域一般為不大于1.0mg/L。換言之，若當金屬Fe的質(zhì)量濃度大于1.0mg/L時，說明該套管道正在經(jīng)歷著嚴重的腐蝕情況，此時首先要做的就是調(diào)整溶液的pH值，使得靠攏指標pH值。此外，金屬Fe的質(zhì)量濃度并非越低越好，畢竟在金屬Fe含量低的情況下，溶液pH值偏堿性，易出現(xiàn)結(jié)垢堵塞等現(xiàn)象。所以，在煤化工裝置循環(huán)水體中應不斷地優(yōu)化循環(huán)水中總Fe質(zhì)量濃度，保持更換熱水器周期、維持煤化工裝置安全平穩(wěn)地運行。

1.3 濁度

簡單來說，濁度的概念是水體中存在的懸浮物對透過光線時所產(chǎn)生的阻礙程度。在循環(huán)水體中，常見的懸浮物是砂粒、有機物和無機物、泥土、浮游生物、以及膠體物質(zhì)等等[3]。對于濁度，其不僅與懸浮物濃度相關，更與其大小、形狀、以及折射系數(shù)等等相關。其中，濁度的域值為小于10NTU。換言之，水體濁度越高，水質(zhì)越差。在煤化工裝置循環(huán)水系統(tǒng)的正常運行過程中，當各類污水不慎漏入循環(huán)水體當中，或者循環(huán)水系統(tǒng)中存在的被殺死的細菌和泥巴，或者涼水塔池中被一不小心帶入的風揚塵和風沙，上述情況均會導致過濾效果不佳引起循環(huán)水體的濁度不斷升高。

1.4 電導率

在煤化工裝置中，規(guī)定循環(huán)水的電導率值域為小于3000μs/cm?；瘜W耗氧量值域為小于100mg/L。在循環(huán)水體當中，決定電導率高低的因素是在水體中所包含的可溶性鹽的濃度或者其它會分解的化學物質(zhì)，常見的雜志包含了循環(huán)水體中自身攜帶的鹽、離子類藥劑，例如氯離子、H2SO4、NaClO、以及磷酸鹽等。上述所描述的這些物質(zhì)均會對電導率有所影響。此外，影響電導率的主要因素還包括進入循環(huán)水中的經(jīng)過換熱器不斷泄漏的介質(zhì)，例如CH3OH、氨氮、以及硫化氫等。換言之，當循環(huán)水體很干凈時，其電導率將會更低。

2 改善循環(huán)水體質(zhì)量的改善措施

2.1 改善水體質(zhì)量的pH值

常見的措施如下介紹所說：第一，改善pH值的直接有效辦法是添加H2SO4這種電解質(zhì)。在普遍情況下，循環(huán)水的流通量為三萬七千m3/h，所以，H2SO4的添加量為20-40L/h。如此就可調(diào)控水體pH值范圍在8.0-9.2之間。第二，經(jīng)過計量槽的精準計量后，由H2SO4泵向吸水池內(nèi)添加H2SO4。通常，在冬季時常使用質(zhì)量分數(shù)為93%H2SO4，其它季度則使用質(zhì)量分數(shù)98%H2SO4，目的是防止設備管道凍結(jié)。第三，H2SO4屬于一種危險的化學品，對于其的使用、儲存、以及運輸都需要在當?shù)叵嚓P部門備案。所以，提前做好儲備工作，以防供給不足。第四，不斷改善H2SO4庫存的安全性。第五，若H2SO4泵或者相關管道出現(xiàn)故障時，應采取緊急措施。如在吸水池上的塑料槽內(nèi)注滿H2SO4然后通過控制塞加至吸水池內(nèi)部，調(diào)整水體的pH值。

2.2 金屬Fe濃度（質(zhì)量濃度）

常見的措施如下介紹所說：第一，在煤化工循環(huán)水體當中，其pH值一般控制在8.0-9.2，金屬Fe濃度指標或許也存在超標現(xiàn)象。這就要求在循環(huán)水體當中不斷優(yōu)化pH值的控制范圍，目的是保證總Fe濃度達標。第二，當pH值控制在8.5-8.7范圍內(nèi)時，總Fe濃度指標可保持在0.2-0.4mg/L之間，這也可以確保換熱器不腐蝕，不結(jié)垢。第三，對于Fe濃度指標，并非控制的越低越好。畢竟當Fe濃度長時間趨近于零時，換熱器就極有可能出現(xiàn)結(jié)垢捉著堵塞現(xiàn)象，從而影響煤化工裝置的整體正常運行。

2.3 濁度

常見的措施如下介紹所說：第一，部分或者全部開啟循環(huán)水站的過濾器，時刻保持著正常的運行，這是預防濁度超標的主要改善措施之一。第二，不斷地對過濾器的運行情況管理、考核，定時、定點、定人按程序來進行細化。第三，加強對過濾器的維護、保養(yǎng)，時刻確保攪拌器的良好運行，及時地更換纖維球以此來降低濁度從而改善水質(zhì)。第四，降低濁度的一種輔助措施是補充大量的新鮮水或者回用水。所以，全面置換系統(tǒng)循環(huán)水是保持過濾器過濾效果最有效的降濁措施之一。第五，杜絕泄漏換熱器、消除漏油、抑制廠區(qū)揚塵、更換涼水塑料填料等，目的是保持循環(huán)水濁度達標。

2.4 電導率

常見的措施如下介紹所說：第一，保持煤化工裝置正常運行，嚴格控制循環(huán)水體的電導率指標小于3000μS/cm。第二，發(fā)現(xiàn)換熱器泄漏時，應及時處理，徹底消漏、堵漏，以防引起其它水質(zhì)指標超標。第三，降低循環(huán)水電導率的最有效手段就是用新鮮水或中水回用水置換循環(huán)水，置換速度越快電導率下降得越快，水質(zhì)越容易達標。