提高循环冷却水浓缩倍数的有有效途径

提高循环冷却水浓缩倍数的有有效途径 行的几点建议 [关量词]循环冷却承;浓缩倍数;石化工业 【中围分娄号]3”0~,852【文献标识码jA【文章编 829X(2001)09—0008—04 号]1005— Effectivewaystoincreasethecyclesofconcentrationofcirculatingcoolingwate ()UYANGZhi (TeFertilizerPlantofjintingPetrochemicalCorporation,Ning210033,China) Abstract:Thisarticlebeginswiththerecentdevelopmentofthecyclesofconcentration0fthecirculatingcoolin~ waterinpetrochemicalindustriesinChinaThenthereasonsthateffeCttheincreasendesign.on—sit* managementandwatertreatmentreagentareanalyzed.itintroducesSomeeffectivewaystoincreasethecycle! ofconcentrationofthecirculatingcoolingwaterwithsoi1]elivingexamplesinpetrochemicalcorporationsAtth{ enditsuppliesafewsuggestionsforrunningpectwithhighcyclesOfconcentration Keywords:circulatingcoolingwater:cyclesofconcentration;petrochemical industry 我国工业用拎却水基本上实现了循环利用,这 是水处理工业发展的一大进步,但是目前工业循环 玲却水的浓缩倍数普遍不高,大多数在20,30之 间.本文以砖却水处理水平较先进的石化行业为 例.介绍目前我国工业循环冷却水浓缩倍数的现状. 我国石化系统共有循环水场290多座,循环水 量达140万m]/h,循环冷却水用量约占石化工业总 用水量的7O%,BO%….将石化系统分成烁油乙 烯,化肥,化工化纤四个行业来进行分类统计见1 所示I2】 表11999年石化系统各行业隶缩倍数抽查统计 项目炼袖乙烯化肥化工化纤 蠹低浓缩倍敦13182113 最高榷鲭倍数36464838 平均浓缩倍数2.4313625 抽查循环木场/蓐3081226 由表1可知,化肥和乙烯装置大部分循环水场 浓缩倍数已达到炼化企业工业水#管理#中所提出 的要求,但与国外企业的一般水平(5,6倍)相比, 还有较大的差距,一些年代较长的老企业循环水系 统浓缩倍数普遍都很低,问题较突出的有:炼油企业 和装置较小,较分散的化工企业浓缩倍数都在1.5 倍以下,甚至少数厂家至今仍未实现玲却水的加药 处理和循环利用.从实现节约用水和增加企业效益 来考虑,提高循环冷却水浓缩倍数还是大有潜力可 挖的;同时,提高循环冷却水的浓缩倍数,提高水的 重复利用率,也是达到节约用水,减少水环境污染的 重要手段. 以下从影响循环冷却水系统浓缩倍数提高的几 个方面的因素来探讨提高浓缩倍数的有效途径 L系统不台理是制约浓缩倍数提1l的美蕾 浓缩倍数K的含意是指循环水中某物质的浓 度cR与补充水中此物质浓度c之比(通常以K 计),即K:CR/CML]).进一步推导可得出: 苦+… 式中,M为补充水量,m3/h;,为蒸发量,m/h;且 为排污量,m/h;D为风吹损失,m/h;F为渗漏损 失,m0/h 对式中蒸发水量E作进一步推导可得: E=口(RB)=(t】一t2)(R—B):eat(R—B)(2) 式中.n为蒸发损失率,%;R为循环水量,m/h;?f 为进出口温差,?;e为损失系数. 因为在(2)式中损失系数e随环境温度不同而 变化,在一定温度下可视为常数;同时在一般情况 工业水处理200109,21(9)提高循环净却永浓缩倍数的有效途径 下,循环量R远大于排污量B,有RB?R,因此 (2)式可简化为: E=eR”~t(3) 将(3)式代人(1)式中可得: K:j+(4) 从(4)式可知,在一定环境温度和设定循环水量 的条件下,浓缩倍数与?成正比,与B,D,F成反 比.循环水系统设计上的不台理主要有三个方面 1.1设计热负荷过高,使得实际运行时?过低 在冷却水系统设计时,热负荷估算过高,使得设 计?,大于实际运行时的?,.主要体现在循环水系 统在实际运行时,热负荷不足,往往温差只有4, 6?,造成蒸发水量E过小,浓缩倍数难以提高: 如金陵石化炼厂四循,扬子石化塑料厂等都存在设 计时热负荷估算过高,造成循环水量设计过大,实际 运行温差只有4,6?左右.加上系统渗漏和风吹损 失的存在+使得浓缩倍数长期在2倍以下运行,难以 提高.在此情况下,我们提出三条改进途径: (1)在生产装置热负荷无法进一步提高的情况 下,重新核对各台换热器的热负荷状况,对热负荷较 小的换热器酌情减少循环水流量,在热负荷不变的 情况下,通过R的减少使?增加,从而提高浓缩倍 数但需在减少循环水流量时,循环水流速不可过 低,最好不应小于0.75m/s. (2)如果循环水流速过低时,可通过换热器的串 接来提高?z,即将热负荷较小的换热器两两串接+ 既满足了流速的要求又使温差增大. (3)在有几套循环水系统的大型企业可通过更 改设计,合理安排各个循环水场的热负荷分布,来达 到总体的平衡.如金陵石化炼厂四循在热负荷不足 的情况下,将原属三循供水的重催装置改由四循供 水,使得四循的热负荷增加,在浓缩倍数提高的情况 下,又减少了三循的负担. 1.2设计时将循环水当作其他生产用水,造成部分 循环水无法回收 这种情况的主要表现是:在实际生产中即使不 排污即B=0的情况下,B+D+F的值仍然很大, 浓缩倍数无法提高.如金陵石化化工二厂其循环水 量在l500t/h左右,浓缩倍效在l5倍左右运行, 其原因是在其生产装置中有一台设备因问歌性生产 的需要,有时需要冷却,有时需要加热,造成冷却时 所用循环水无法回收,只好排放.同时还有一些企 业的很多机泵冷却用水也采用循环水,玲却后的循 环水也无法回收.可针对具体情况加以改进: (1)对其他生产用循环水在确实无法回收的情 况下.如使用过程中受到严重污染等,可将原采用循 环水的地方改用补充水,因补充水的处理费用要低 于循环水.如金睦石化化肥厂在l997年就更改原 法国人的设计,将砂滤池反洗水由循环水改为补充 水,使循环水浓缩倍数由27提高到3.2,同时砂滤 池反洗的效果也有很大的提高,循环水浊度下降. (2)如果循环水在使用过程中没有被污染,确认 可回收使用的情况下,增加集水池先将冷却用循环 水收集,然后增设加压水泵将循环水带压回收.如 金陵石化烷基苯厂利用2000年大修期间完成了此 项改造,使循环水浓缩倍数由改造前的l4左右提 高到22. 1.3设计V/R比过太,增加了提高浓缩倍敷的难 度 据l998年的不完全统计,我国石化系统炼油企 业23个循环水场平均V/R=0.88,最高达到2.2, 最低为038,这与工业循环水设计中要求v/ R在l/5,l/3之间相差甚远,适当降低V/R比能 有效缩短达到要求浓缩倍数的时间;减少水处理药 剂的初始投加量,特别是对一次性投加的预膜剂杀 菌剂等.在浓缩倍数一定的情况下,降低V/R比 值,能减少药剂的停留时间,有利于防止有机磷的分 解,降低水中正磷酸盐含量 2加强现场管理是提高浓缩倍数的有效手段 由公式(4)可知,浓缩倍数与?,成正比,与B +D+F成反比,从理论上讲,D和F应该是一个 很小的常量,只要控制好排污量B,便可将浓缩倍数 控制在一个理想的范围之内,但在实际生产中往往 碰到一些实例:即在排污关死B=0的情况下.循环 水浓缩倍数仍无法达到设计值或理想值,此种情况 除上述1.2中所提出的设计问题外,还有一个重 要原因就是现场管理的问题. 2.1要重视公用工程 管理中重主装置生产,轻公用工程配套,这样造 成对循环水生产和使用现场的日常管理工作粗放. 出现现场乱排放循环水;导零常年不关;用循环水冲 洗设备和地面;一些小型塔罐的洗涤和玲却以及机 泵用循环水无法回收等,加上有些老系统本身地下 管线,水池渗漏等造成了即使排污量B=0的情况 下+仍有大量循环水跑冒,浓缩倍数无法提高. 针对以上情况,要变粗放式管理为精耕细作,要 9一 专论与综述工业水处理2001—09,2l(9) 算经济账.下面以一个循环水量为10000m/h的 循环水场为例,如果将其浓缩倍数从20提高到 30,可节约的费用为63.5万元/a具体计算为:每 m3循环水生产成本=补充水成本+药荆费用=08 +0.2=10元;如果循环水排掉,外加排污费047 元/m’,则循环水总成本为l47元/IYt;浓缩倍数从 20提高到30,可节水50IYt/h,放每年节约费用 =50m3/h×24X360×l47元/m=635万元/a. 同时减少了污水排放,对环境保护有利.镇海琼化 公司加强现场管理.化肥循环水场浓缩倍数达到50 左右,炼油系统四个循环水场平均浓缩倍数达到3.0 左右.齐鲁石化二化肥加强现场管理循环水场浓缩 倍数达到了4.8左右. 2.2防止设备泄漏.以免循环水污染 由于现场设备管理不严,造成被冷却介质泄漏 进人循环水中,污染循环水,被迫采用大量排污置换 方式来解决问题这种现象最典型的事例要数炼油 企业的油污泄漏问题.这也是常年困扰炼油企业循 环水浓缩倍数提高的一个老大难问题.其次,如氨 和其他一些有机物的的泄漏也会造成循环水微生物 过度繁殖,水质恶化等一系列问题. 以上问题除加强日常监测,发现问题及时处理. 做好堵漏工作外.还需进行以下工作. (1)对被污染的循环水的处理不能象正常循环 水处理一样.而要当作污水一样来进行处理,当然不 同介质的污染,处理方法不能一视同仁,尽量减少大 排大补.金陵石化炼厂三循在处理漏抽后的循环水 时,没有采用大排大补的方法,而是采用了对待污水 处理一样的处理方法,采用了系列活性水处理荆(一 共五个品种),进行生化处理,效果良好.这样处理 使得浓缩倍数得以提高的同时,还减轻了大量排污 对环境的污染.现在金陵石化炼厂三循浓缩倍数能 稳定在25左右,最高达到30 (2)对因被冷却介质泄漏造成循环水中微生物 过度繁殖的问题,可在处理好泄漏问题的同时,关闭 排污采用一次性,高浓度投加高效的非氧化性杀菌 荆进行处理.如金陵化肥,化一在处理因氨和有机 物泄漏进人循环水中造成微生物过度繁殖生物粘 泥增加的事例中就采用了上述办法.取得了满意的 效果,同时对非氧化性杀菌剂应经常更换使用. 3水质稳定处理技术的进步是提高浓缩倍数的有 力保膏 随着循环冷却水浓缩倍数的提高,水中结垢和 一 加一 腐蚀性离子也会成倍地增加,这给循环水水质稳定 处理水平提出了更高的要求.目前我国石化企业循 环水场普遍采用的是:有机磷酸盐加共聚物加锌盐 的有机配方,少数企业采用磷一钼,磷一钨复合配 方.据多年来的运行效果表明,这些配方在实际浓 缩倍数为2,4倍的条件下运行的效果是良好的,但 随着浓缩倍数进一步提高到45倍以上就会出现 问题.例如金陵化一其循环水场循环量为4000 IYt/h,主要为本厂两套苯酐和增塑剂装置供水,为 一 家较典型的有机化工企业,其循环水处理配方采 用过S,113全有机配方,后改为礴,钼复台水稳配 方下面通过其浓缩倍数的变化与现场监测腐蚀, 结垢情况的变化来说明这一点,将浓缩倍数分成? 2,2,3,3,4及?4四个阶段进行统计,数据取平均 值.如表2所示. 袁2浓缩倍敷与腐蚀沉积敷据统计 维缩倍数浓缩倍数腐蚀速率杭积速度统计戎散 阶段平均值/ram—a’ ?21740.(146841l5 2,32380059l0ll24 3,43250061l0746 ?44.650097179712 注:监蔫试管材质为碳钢 由表2可以看出:当浓缩倍数从l74提高到 325倍时,腐蚀和沉积只有小幅增加;而当浓缩倍数 提高到45倍以上时,腐蚀与沉积的增幅明显加大. 这就要求在高浓缩倍数条件下运行时,在加强对循 环水日常管理的同时,对水处理配方也要作出相应 的调整,以适应高钙,高碱及强腐蚀性水质条件的要 求. 近年来我国水处理技术的进步,和适应于高浓 缩倍数条件下的水处理剂如PBTCA和多元共聚物 等一批高教优质水处理剂的开发和应用成功,都为 循环冷却水浓缩倍数的提高提供了有力的保障. 4高浓缩倍数条件下运行时应注意的问怎 随着循环冷却水浓缩倍数的提高,必然会使循 环水中各种离子浓度大量增加,造成冷换设备的腐 蚀,结垢情况加剧,以及水中微生物过度繁殖造成的 危害为此应加强以下五个方面循环水的日常管理 工作. (1)加强对循环冷却水的现场监测.包括:水质, 粘泥,挂片以及监测换热器等,以便采取相应措施 (2)重视水质稳定处理技术的进步.采用高教优 质水处理药剂和配方来适应高浓缩倍敷运行的要 2001年9月 第2l卷第9期 工业水处理 IndustrialWaterTreatment Sep.,2001 V0l2lNo9 我国腈纶废水生化法处理进展 欧阳丽,王晓明,赵建夫,张亚雷 (同济大学环境工程学院,上海200092) [摘要]对腑纶废水生化为主的处理工艺随时问推移的演变作了一个回麒,总结,对不同群纶厂的处理工 艺特点及其运行过程中出现的问题作了对比,归纳.纵观腈纶废水以生化为主导的处理技术的发展历程,无不隧 着环保工作者认识的探入,新的处理理论的提出以及新的环境问题 的暴露而改变处理目标和针对对象.但迄今为 止的方法都属于传统处理方法,不同物质和菌种之闻的相互干扰问 题没有得到根奉解决. [美?词]群纶;丙烯腑;硫氰酸钠;生化法 f中圈分类号]X703[文献标识码]A[文章鳙 号]1005—829X(2001)icaltreatmenttechnologyOfacrylicfiberwastewatera ccordingtOthetime sequenceisreviewedTwomainperiodsaredivided.oneaimsattheremoval0f mainorganiccompoundsby culturedmicroorganismsandtheotheraimsattheremovalofNH1一N.ButSOfarallthebioehemicatmethods aretraditionatanddifficulttocontrol Keywords:acrylicfiber;acrylonitrile;sodiumsulfocyanate;biochemicatme thods 腈纶纤维是我国最早发展的化纤品种之一.腈 纶(即聚丙烯腈)生产工艺可分为干法和湿法纺丝两 大类,湿法又分为一步法和二步法工艺.因二步法 具有产品质量好,原料单耗低和排放污染物少的明 显优点,2O世纪90年代后的新建项目大多采用国 产化二步法工艺,如上海石化腈纶厂,大庆石化腈纶 厂和安庆石化腈纶厂等.从全国范围看,腈纶工业 废水的处理普遍不理想,这也是其竞争优势不如涤 纶和锦纶的原因之一.而二步法工艺因难生化降解 的新型有机助剂的引入给原有的生物处理系统增加 求.另外还要把好药剂质量关,杜绝假冒伪劣的药 剂进厂. (3)在循环水生产中加强对加药台格率及有关 水质指标的考核力度,力争使水质状况保持良好; (4)加强对现场换热器的日常管理,尽量防止或 减少因换热器泄漏而造成被冷却介质污染循环水事 故的发生. (5)重视补充水水质,尽量降低补充水的浊度以 减少带入循环水中的泥沙等悬浮物的含量. f参考文献] f基盘砸目]国家自然辩学基金]哽目.绾号:50008011 了新的负担,二步法腈纶废水的可生化性更差.由原 先70%的COD去除率下降到50%左右,甚至更低. 且低聚物含量较多,易对生物膜造成覆盖,影响生物 膜中的微生物与废水的接触.故目前原有的处理设 施都存在改造或扩建的问题.而且腈纶废水多为毒 性较大的含氮有机物,在经过生物降解后都会生成 N—N,毒性虽然得到去除.但是出水中氨氨含量 增加.目前由于水体富营养化日趋严重,增加了对 出水中氨氮指标的控制,而20世纪70年代以来兴 建的腈纶废水处理工程仅是针对毒性较大的原料物 [11车车高.循环砖却术赴理技术面临新的形势和撬藏[c1.北豪: 中石化集团公司.2000.3. [2]鲍其鼐我国石化系统狰却东处理的理状与未来[J]工业东赴 理.1998,18(3):1,6. 3]周车省工业东处理技术[M】北京:化学工韭出麓牡.1997 34 [作者?舟]哦用志(1970一).1992年毕业于华衷理工大学石袖 化工学院.现任东赴理中心工程师.联系电话:{025) 5500300—32414. [牧藕日期]2001—0l一19