摘要:循環(huán)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(yán)重下降。防止水垢的主要方法 之一是向循環(huán)冷卻水中加入“阻垢劑”。本文通過實際應(yīng)用,從試驗效果和經(jīng)濟(jì)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(jié)論。

關(guān)鍵詞:阻垢劑;循環(huán)水;應(yīng)用

1.簡述

某化工廠一車間主要生產(chǎn)酯類增塑劑。生產(chǎn)過 程中需循環(huán)冷卻水約240m3/h,水源為廠內(nèi)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(nèi)結(jié)有大量碳酸鈣垢,半年內(nèi)換 熱器平均垢厚即達(dá)2.73mm,致使換熱效果下降,浪 費大量新鮮水,同時,需經(jīng)常更換換熱器,嚴(yán)重影響 產(chǎn),兩年左右冷卻塔因結(jié)垢而報廢。

為了解決該車間的嚴(yán)重結(jié)垢問題,并進(jìn)一步驗證 國內(nèi)幾種阻垢劑的性能,我們與該車間合作,進(jìn)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(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行的,該系統(tǒng)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(shù)

考慮到補充水暫硬高及阻垢劑實驗室試驗的 論,該系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)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(chǎn)品), ATMP投加量為384克/天(按循環(huán)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(nèi)。補充水通過轉(zhuǎn)子流量計進(jìn)入水池,循環(huán)水維 持自然平衡PH值,約8.50左右,循環(huán)水內(nèi)不加酸。 循環(huán)水系統(tǒng)控制下列參數(shù):

3.試驗效果評價

3.1用生產(chǎn)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(nèi)側(cè)平均垢厚約2.73mm,投加阻垢劑后, 換熱器連續(xù)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(tǒng)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(zhì)化驗進(jìn)行評價

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

3.3用監(jiān)測換熱器評價

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

4　經(jīng)濟(jì)效益

循環(huán)水系統(tǒng)采用阻垢劑處理后,就可以長期穩(wěn)定運行, 實現(xiàn)節(jié)水的目的。否則,在此地區(qū)采用地下水進(jìn)行循 環(huán)給水是根本不行的。因此,阻垢處理是關(guān)系到能否 節(jié)水的關(guān)鍵問題。某化工廠該車間由于解決了結(jié)垢問 題,每年可節(jié)水40萬噸。

換熱器免除了垢層危害后,該車間每年可節(jié)約數(shù) 萬元的設(shè)備更新費,此外,工藝生產(chǎn)上也可獲得好處, 提高了產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量。

5　主要結(jié)論

①當(dāng)循環(huán)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(huán)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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