稳定性二氧化氯在含氨循环水中的应用
江镇海
(南京化学工业集团公司氮肥厂,江苏南京 210035)
某化工厂已形成123 t/a合成氨、203 t/a尿素的生产规模.
在二期扩建改造时配套增设了一套循环水系统,循环水量7 500 m3/h,系统储水量2 350 m3/h,浓缩倍数为3,水质稳定剂选用碱性磷系配方,该系统主要供合成氨、尿素配套装置冷换设备冷却用水.系统投入生产一年后,pH值6.0～7.8(工艺指标为8～9),碱度只能维持在0.2～1.8 mmol/L(工艺指标为≥3 mmol/L),通过朗格尔指数计算及现场监测、水池动态挂片表明水质呈腐蚀性,腐蚀率达10.24 mm/a(国际≤0.125 mm/a碳钢).在生产过程中,不可避免地有泄氨现象,氨在大气中随风漂移,从凉水塔周围溶解到循环水中,是使水的碱度、pH值下降的原因之一,另一方面含氨循环水对冷换设备阀门构件黄铜产生严重腐蚀,腐蚀产物铜氨络合物又对碳钢产生明显的点蚀,引发合成冰机氨冷器泄漏,循环水中氨含量无规则地波动,为硝化菌、亚硝化菌、氨化菌等特种无机营养菌的繁殖提供了物质基础,并将二氧化碳合成为细菌生长所需的有机物.水中有机物的增加,异养菌、粘泥大量繁殖,使水质碱变、pH值下降,造成合成氨冰机水冷器垢下腐蚀严重,抑制冷换设备腐蚀势在必行.该厂对含氨循环水处理措施如下:
1.采取快速处理方法,按所需要的pH值、碱度向水中投加适量的Na2CO3,投加Na2CO3后则没有沉淀生成,与水稳剂协同效应使pH值、碱度基本能稳定在工艺指标范围.合成冰机及尿素氨冷器冷换设备有一层约0.04 mm保护膜形成,实践证明,腐蚀得到了明显的抑制.
2.为了控制微生物所引起的粘泥阻塞及藻类危害问题,杀菌灭藻工作显得较为突出.该厂使用的杀菌剂主要是氯气、SM103、洁尔灭等.连续使用氯气,水中氨离子与氯气发生反应生成氯胺,影响杀菌效果,使用SM103时发现它与水稳剂中的聚丙、六偏发生反应是生成沉淀物.为此,该厂选择了稳定性ClO2处理含氨循环水.
稳定性ClO2是一种强氧化剂,它具有高效、广谱、无毒、无刺激性、不受氨及pH值影响、易贮存及使用方便等优点.稳定性ClO2在水中的杀菌能力高于氯气的2.6倍,由于ClO2杀亚硝化菌效果好,持续作用时间长,定期与氯气交替投加能迅速地抑制亚硝酸根生成,杀伤亚硝化菌群体,水质较为稳定状态.ClO2的投加量与系统水量、投加周期、水中含氨量、产品含量、活化效果等诸多因素有关.该厂在水的碱度、pH值下降,投加氯气后效果不明显时,将ClO2投加量控制在1.0～1.2 mg/L,折合成ClO2产品液为50～60 mg/L效果最佳.
ClO2在投加前必须进行活化才能发挥出杀生的效力,以盐酸为活化剂,先将36%(质量分数)的盐酸稀释为10%,再按ClO2∶HCl=10∶1经过活化装置计量泵调节活化pH值为3～4,时间约10 min,激活的ClO2用水射器加入到循环水泵入口,循环24 h后分析,与水稳剂协同效应良好,水中有机磷基本稳定.
含氨循环水作为特殊水质在处理过程中既要考虑经济效益又要确保水质稳定,确实有一定的难度,但是通过成功地应用稳定性ClO2处理含氨循环水,充分证明它的强氧化杀生功效优于其它杀生剂,对含氨循环水处理是成功的,有效地抑制了冷换设备的腐蚀速度,保证了装置的长周期稳定运行. |
