阻垢剂在循环水系统中的应用
摘要:循环冷却水在使用过程中,水中碳酸钙在换热器表面形成水垢,使热交换效率严重下降。防止水垢的主要方法 之一是向循环冷却水中加入“阻垢剂”。本文通过实际应用,从试验效果和经济效益两方面评价,得出阻垢剂的有效阻 垢作用及其适用条件的结论。
关键词:阻垢剂;循环水;应用
1.简述
某化工厂一车间主要生产酯类增塑剂。生产过 程中需循环冷却水约240m3/h,水源为厂内自备深井 水及市自来水,其暂硬分别为247mg/l及188mg/l (以CaCO3计)。因为硬度高、水的温升大(约13℃), 所以换热器和冷却塔内结有大量碳酸钙垢,半年内换 热器平均垢厚即达2.73mm,致使换热效果下降,浪 费大量新鲜水,同时,需经常更换换热器,严重影响 产,两年左右冷却塔因结垢而报废。
为了解决该车间的严重结垢问题,并进一步验证 国内几种阻垢剂的性能,我们与该车间合作,进行水 解聚马来酸酐(HPMA)和氨基三甲叉膦酸钠 (ATMP)的阻垢性能试验。试验是在该车间50m3/h 的循环水系统进行的,该系统包括冷却塔、水池、冷水 泵、换热器、流量计、投药槽及管路等。
2 主要参数
考虑到补充水暂硬高及阻垢剂实验室试验的 论,该系统的浓缩倍数按1.5控制。这样补充水量为 3.0m3/h,聚马来酸酐投加量为192克/天(产品), ATMP投加量为384克/天(按循环水中4mg/l药品 计)。 药品用投药槽配成约1‰的溶液,借重力流入冷 水池内。补充水通过转子流量计进入水池,循环水维 持自然平衡PH值,约8.50左右,循环水内不加酸。 循环水系统控制下列参数:
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3.试验效果评价
3.1用生产换热器的换热效果与运行周期评价
投加阻垢剂前,换热器只能运行五个月就需拆 下,换热管内侧平均垢厚约2.73mm,投加阻垢剂后, 换热器连续使用了14个月,垢层厚平均为1.03mm, 是加阻垢剂前的七分之一。在工艺操作上,投药前, 酯化系统常因垢层太厚影响换热而爆沸,投阻垢剂 后,工艺操作已有明显改善。
3.2通过水质化验进行评价
分别测定补充水和循环水的氯离子和碱度,绘出 补充水碱度、循环水实际碱度及循环水理论碱度随时 间的变化曲线后,即可求得阻垢效率。据试验结果, HPMA和ATMP的阻垢率分别为82%及70%。
3.3用监测换热器评价
试验过程中曾用过两种单管换热器监测阻垢结 果,由于加热循环水的蒸汽温度过高,使壁温偏高,结 垢较多,与实际的结垢情况不符。
4 经济效益
循环水系统采用阻垢剂处理后,就可以长期稳定运行, 实现节水的目的。否则,在此地区采用地下水进行循 环给水是根本不行的。因此,阻垢处理是关系到能否 节水的关键问题。某化工厂该车间由于解决了结垢问 题,每年可节水40万吨。
换热器免除了垢层危害后,该车间每年可节约数 万元的设备更新费,此外,工艺生产上也可获得好处, 提高了产品的质量与产量。
5 主要结论
①当循环水中保持阻垢剂的浓度为2mg/l~4mg/ l(按100%药品计)时,即可获70%~80%的阻垢率;
②HPMA与ATMP可在循环水的自然平衡PH 条件下起阻垢作用;
③该两种阻垢剂的极限碳酸盐碱度采用7.0ePm。
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