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)改造實施情況，對節(jié)水減排的影響及實際生產(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，隨著國內(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。政府對水資源的管理日趨嚴格，對企業(yè)的監(jiān)控與要求越來越嚴格，節(jié)水迫在眉睫。

1 系統(tǒng)改造前存在的問題

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)旁濾進入吸水池，回水直接進入涼水塔，經(jīng)冷卻后進入涼水池重復(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，二是對流傳熱。蒸發(fā)傳熱是當水在其表面溫度的飽和蒸汽壓大于空氣中水蒸汽分壓時，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)，需要補充大量新鮮水和少量脫鹽水，同時間斷性排放濃水。

1.2 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)存在問題

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充新鮮水中鐵含量偏高，平均值在1．3mg/l，最高時達1．8mg/l，生活、工業(yè)用水中鐵含量標準中鐵含量不超過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，最高時可達到60NTU，在換熱裝置中沉積及形成局部性腐蝕。

表1 一次水補水水質(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)為基準計算)，循環(huán)水排污量較大，中水回用負荷較高，同時一次水和脫鹽水補充量較大，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口增加一臺隔膜加藥泵，投加除鐵藥劑KLARAID PC1192，添加計量0．2-0．5mg/l。PC1192是一種陽離子混凝劑，對水溶液介質(zhì)中的鐵離子懸浮微粒有極強的絮凝沉降效能，通過電中和使帶負電的懸浮微粒失去分散穩(wěn)定性與帶負電荷的溶解物反應(yīng)，生成不溶物沉淀。通過“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機絮凝劑所形成的絮凝聚集體更加緊密牢固。經(jīng)過砂濾器過濾掉沉淀物，從而降低循環(huán)冷卻水中的鐵離子含量。

3 項目實施及效果分析

3.1 項目實施

2015年1月-2015年5月我公司循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進行除鐵改造。改造完成后進行除鐵效果測試，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。

項目試運行2個月于2015年7月20日-7月27日進行運行效果測試，測試結(jié)果與2014年同期運行數(shù)據(jù)進行對比。

表2 除鐵前后循環(huán)水運行效果對比

3.2 效益分析

消耗：裝置費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，混凝劑單價為48．31元/kg，每月消耗藥劑費用2．75萬元。

經(jīng)濟效益：每天可以節(jié)約一次水1295噸，節(jié)約脫鹽水200噸，預(yù)計每月可以節(jié)省一次水38850噸(一次水按1．5元計算，月節(jié)約成本58275元，節(jié)省脫鹽水6000噸(按一噸脫鹽水3．26元計算，每月節(jié)省19560元)，總計可節(jié)約用水成本7．84萬元/月，節(jié)約藥劑費用1．5萬元/月。

通過項目實施，節(jié)水效果明顯，同時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：中國石化出版社，2004 ：37-45．

[2]周本省．工業(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:中國建筑工業(yè)出版社,1999.