空分设备冷却水的处理

01632
25900
8138
912
—
—
30410
1012
1148
01453
—
7184
1012
125
01423
—
13169
117
01657
26700
8173
19137
3194
1136
28100
816
1152
01486
—
7161
816
1152
01486
—
518
1184
01682
23200
813
1516
1171
Tian Ming2yong
( Oxygen Co1 , Ltd1 , Wuhan Iron and Steel Group , Baiyushan , Qingshan District , Wuhan 430083 , Hubei ,
P. R . China)
Abstract : Water disposal with both chemical and physical method has been carried out in the circulating cooling water system of large scale air separation units at Oxygen Co1 , Ltd. of Wuhan Iron and Steel Group . The two methods have been compared and analyzed from their working principles and measured data. It is found that physical method has such functions as removal and prevention of fouling , killing bacteria and algae , corrosion inhibition and purification , which may replace chemical method to dispose the circulating water. Keywords : Large scale air separation unit ; Circulating cooling water ; Chemical method ; Physical method
1159
01545
23800
8168
2718
4196
1178
25500
8132
1135
01475
—
7144
8132
1135
01475
—
10195
1182
01626
27800
818
1919
5125
1167
28200
8132
1154
01598
—
7145
8132
1997212231
未分析
2156
1998201208
未分析
2197
1998201215
未分析
3133
1998201216 —01221
1124
5169
1998201222 —01226
1184
515
1998202203 —02210
1135
5184
1998202211 —02217
1141
519
1998202218 —02224
1137
5185
1998202225 —03203
2103
6124
1998203204 —03210
2156
6197
1998203211 —03217
1179
6159
1998203218 —03224
1181
5121
1998203225 —03231
1128
3159
1998204201 —04207
前 言
电场水处理和化学加药水处理在武汉钢铁集团 氧气有限责任公司 ( 以 下 简 称 : 武 钢 氧 气 公 司) 10000 、30000 、60000m3 / h 大 型 空 分 设 备 的 4000 、 5000 、6000m3 / h 循环水处理装置上进行了 10 年以 上的运行 , 在水源相同的条件下 , 进行了单法运 行 、两法先后运行和同时运行的跟踪监测 , 分析结 果揭示了两法在除垢 、防垢 、杀菌灭藻 、缓蚀以及 净化等功能和效率的同异 , 由此认识到物理法和化 学法两种水处理方法的相容性和物理法水处理的优 越性 。
大型空分设备循环冷却水处理方法的对比研究
田 明 勇
(武汉钢铁集团氧气有限责任公司 , 湖北省武汉市青山区白玉山 430083)
摘要 : 武钢氧气公司在大型空分设备循环冷却水系统中 , 采用化学法和物理法进行水处理效 果的实践探索 , 从原理和监测数据上进行了对比 、分析研究 , 确认物理法具有高效除垢 、防垢 、 杀菌灭藻 、缓蚀以及净化等功能 , 可以取代化学法进行循环水处理 。
Fe2 + + 2OH - →Fe (OH) 2 2Fe (OH) 2 + H2O + 1/ 2O2 →2Fe (OH) 3
所谓红锈对钢腐蚀 。在电场作用下 , 红锈与电子反应生成 Fe3O4 保护 膜。
表 2 四氧采用物理法处理循环水时监测统计结果
分析时间
电导率 / (ms/ cm)
总硬度 / (mmol/ L)
01859
2163
1998204208 —04214
1114
2188
1998204215 —04221
01947
2176
1998204222 —04228
01902
2164
量有所改变 。 212 同一水源 、同步取样时单法进行水处理的监
测结果 武钢氧气公司第六制氧车间 (简称 : 六氧) G 台 60000m3 / h 空分设备于 2005 年 7 月峻工投产 , 循 环水量 6000m3 / h , 水源同四氧一样 , 投产时采用 化学法对循环水进行处理 , 由武钢氧气公司质检中 心对已改成物理法水处理的四氧循环水同步取样 、 相同方法跟踪分析 , 结果见表 3 。 表 3 监测结果表明 : 对同一水源补充水的总硬 度和电导率相同 , 而化学法处理时循环水的总硬度 比物理法处理时高 。化学法处理时循环水的电导率 最高为 1181ms/ cm , 物理法处理时的电导率最高为 01722ms/ cm , 说明有较少的碳酸盐沉淀生成 。 213 双法同时进行循环水处理的监测结果及比较 2006 年 8 月 14 日 —11 月 27 日 , 六氧循环水采 用物理法同化学法并用对循环水进行处理 , 监测结 果见表 4 。
·23 ·
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分析 时间
样品 类别
pH 值
2005208 补充水 7151 循环水 813
2005209 补充水 7137 循环水 8132
4OH - - 4e - →2H2O + 2 [ O ] O2 - 、O22 - 、H2O2 、O3 、HO2 等强氧化剂杀生 。无毒 、成本低 。
晶格畸变 静电斥力
有机膦酸渗入晶格使 CaCO3 晶格发生位错 、 电镜观测 : 放大 1000 倍观察未经电场处理的 CaCO3 晶体 , 规则 。放大 歪曲 、长不大 , 晶粒变小 , 易被水流带走 。 2000 倍观察经电场处理的 CaCO3 晶体 , 松散 , 呈无规则团状 。
单个水分子包围正负离子 (以极性水分子为例) , 直流电场作用下水被
电离放 H + , 缔合水分子被切割成单个水分子 , 包围 Ca2 + 。
H2O
OH - + H +
单个水分子愈多 , 阻垢效果愈好 。
电离产生的氢氧根离子 (OH - ) 向阳极移动并在阳极放电 , 生成初生态 氧及活性氧自由基 :
表 1 物理法 、化学法水处理的作用机理比较
项 目
化学法
物理法
阻垢 、防垢机理 杀菌 、灭藻机理
鳌合包围金属离子 (以聚羟酸为例) , 溶于
水后电离放 H + , 生成带负电荷的分子链 ,
包围 Ca2 + 。
—COOH
—COO - + H +
碳链上羟基愈多 , 阻垢效果愈好 。
杀生剂品种繁多 , 大多有毒 、成本高 。杀 生剂附着在微生物的细胞壁上 , 渗入其中 在细胞质内生成一种胶态溶液 , 破坏蛋白 质而杀生 。
收稿日期 : 2007206211 ; 修回日期 : 2007209210 作者简介 : 田明勇 (1964 — ) , 男 , 工程师 , 现为武钢氧气公司生产技术部部长 。
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1 物理法 、化学法水处理的作用机理
物理法 、化学法水处理的作用机理见表 1 。
2 循环水处理监测结果
211 单法进行循环水处理的监测结果 武钢氧气公司第四制氧车间 (简称 : 四氧) 的
两套 30000m3 / h 空分设备的循环水共用 1 个水池 , 总循环水量为 5000 ～5500m3 / h , 1993 年竣工 , 采 用化学法对循环水进行处理 , 由武钢氧气公司质检 中心取样跟踪分析 。
聚羟酸盐的链状结构可吸附多个相同电荷 的微晶 , 它们之间的静电斥力可阻止微晶 的碰撞 , 从而避免大晶体的形成 。
由于电场作用 , 带极性的单个水分子吸附于 CaCO3 微晶表面 , 形成带相 同符号的极性水分子包围的微团或微晶 , 受静电斥力使彼此推拒 。
缓腐蚀机理
品种繁多 。如铬酸盐在水中发生反应后生 成 Cr2O3 和 Fe2O3 的混合物 , 在阳极上形成 连续而致密的钝化膜 , 阻滞阳极的氧化进 程 , 保护金属被腐蚀 。
2005210 补充水 7124 循环水 8129
2005211 补充水 7161 循环水 8138
2005212 补充水 7162 循环水 8134
2006201 补充水 7151 循环水 813
2006203 补充水 7139 循环水 8152
2006205 补充水 7144 循环水 813
2006207 补充水 7131 循环水 8123
—
pH 值 7151
浊度 /度 11169
总硬度 电导率
/ (mmol/ L) / (ms/ cm)
1157
01587
细菌总数 / (个/ mL)
—
7114
1177
0164
31400
8143
7144
4134
11428
32700
614
1131
01487
—
7137
614
1131
01487
—
618
1173
1997 年 9 月 5 日停止加药 , 9 月 25 日大型离子 板 (棒) 水处理装置在水ห้องสมุดไป่ตู้中投入运行 , 跟踪监测 分析总硬度 、电导率结果见表 2 。
由表 2 可以看出 , 在化学法变为物理法的过程 中循环水的电导率和总硬度的浓度逐渐降低 , 说明 碳酸盐沉淀生成逐渐减少 , 整个循环系统中水的质
1143
0152
—
1013
1198
01714
21870
8125
1613
3106
116
19200
6128
1141
01466
—
7144
6128
1141
01466
—
815
2103
01722
22690
8154
3413
5145
1181
22500
8123
1131
01449
—
7131
8123
1131
01449
—
10165
关键词 : 大型空分设备 ; 循环冷却水 ; 化学法 ; 物理法 中图分类号 : TB65719 文献标识码 : B
Comparative study on the treatment methods of circulating cooling water in large scale air separation units
2006209 补充水 7144 循环水 8134
2006211 补充水 7145 循环水 8128
表 3 物理法和化学法同步取样 、同一分析方法统计结果
四氧物理法
六氧化学法
浊度 /度 11169
总硬度 电导率 细菌总数
/ (mmol/ L) / (ms/ cm) / (个/ mL)
1157
01587
01709
25400
7
1131
01459
—
7162
7
1131
01459
—
11
1165
01598
22700
8138
1812
4182
1159
23600
712
1154
01504
—
7151
712
1154
01504
—
819
1165
01591
—
8121
2716
217
01919
—
614
1143
0152
—
7139
614