摘要:循環冷卻水在使用過程中,水中碳酸鈣在換熱器表面形成水垢,使熱交換效率嚴重下降。防止水垢的主要方法 之一是向循環冷卻水中加入“阻垢劑”。本文通過實際應用,從試驗效果和經濟效益兩方面評價,得出阻垢劑的有效阻 垢作用及其適用條件的結論。

關鍵詞:阻垢劑;循環水;應用

1.簡述

 某化工廠一車間主要生產酯類增塑劑。生產過 程中需循環冷卻水約240m3/h,水源為廠內自備深井 水及市自來水,其暫硬分別為247mg/l及188mg/l (以CaCO3計)。因為硬度高、水的溫升大(約13℃), 所以換熱器和冷卻塔內結有大量碳酸鈣垢,半年內換 熱器平均垢厚即達2.73mm,致使換熱效果下降,浪 費大量新鮮水,同時,需經常更換換熱器,嚴重影響 產,兩年左右冷卻塔因結垢而報廢。

 為了解決該車間的嚴重結垢問題,并進一步驗證 國內幾種阻垢劑的性能,我們與該車間合作,進行水 解聚馬來酸酐(HPMA)和氨基三甲叉膦酸鈉 (ATMP)的阻垢性能試驗。試驗是在該車間50m3/h 的循環水系統進行的,該系統包括冷卻塔、水池、冷水 泵、換熱器、流量計、投藥槽及管路等。

2　主要參數

 考慮到補充水暫硬高及阻垢劑實驗室試驗的 論,該系統的濃縮倍數按1.5控制。這樣補充水量為 3.0m3/h,聚馬來酸酐投加量為192克/天(產品), ATMP投加量為384克/天(按循環水中4mg/l藥品 計)。 藥品用投藥槽配成約1‰的溶液,借重力流入冷 水池內。補充水通過轉子流量計進入水池,循環水維 持自然平衡PH值,約8.50左右,循環水內不加酸。 循環水系統控制下列參數:

3.試驗效果評價

3.1用生產換熱器的換熱效果與運行周期評價

 投加阻垢劑前,換熱器只能運行五個月就需拆 下,換熱管內側平均垢厚約2.73mm,投加阻垢劑后, 換熱器連續使用了14個月,垢層厚平均為1.03mm, 是加阻垢劑前的七分之一。在工藝操作上,投藥前, 酯化系統常因垢層太厚影響換熱而爆沸,投阻垢劑 后,工藝操作已有明顯改善。

3.2通過水質化驗進行評價

 分別測定補充水和循環水的氯離子和堿度,繪出 補充水堿度、循環水實際堿度及循環水理論堿度隨時 間的變化曲線后,即可求得阻垢效率。據試驗結果, HPMA和ATMP的阻垢率分別為82%及70%。

3.3用監測換熱器評價

 試驗過程中曾用過兩種單管換熱器監測阻垢結 果,由于加熱循環水的蒸汽溫度過高,使壁溫偏高,結 垢較多,與實際的結垢情況不符。

4　經濟效益

 循環水系統采用阻垢劑處理后,就可以長期穩定運行, 實現節水的目的。否則,在此地區采用地下水進行循 環給水是根本不行的。因此,阻垢處理是關系到能否 節水的關鍵問題。某化工廠該車間由于解決了結垢問 題,每年可節水40萬噸。

 換熱器免除了垢層危害后,該車間每年可節約數 萬元的設備更新費,此外,工藝生產上也可獲得好處, 提高了產品的質量與產量。

5　主要結論

 ①當循環水中保持阻垢劑的濃度為2mg/l~4mg/ l(按100%藥品計)時,即可獲70%~80%的阻垢率;

②HPMA與ATMP可在循環水的自然平衡PH 條件下起阻垢作用;

③該兩種阻垢劑的極限碳酸鹽堿度采用7.0ePm。 

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