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摘 要：介绍峄化尿素循环水系统运行情况，存在的问题，选择新技术的特点及该技术对峄化尿素循环水系统的适应性。
关键词：循环冷却水 缓蚀剂 阻垢剂浓缩倍数
工业用水中60%左右是工业循环水，在石化行业甚至达到80%以上，其中大部分是开式循环冷却水。冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温的升高，水流速度的变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等问题，威胁工厂长周期、安全、稳定运行，甚至造成严重的经济损失。
减缓循环水对设备的腐蚀和结垢，降低新鲜水耗量，提高换热效率，延长水冷却器使用寿命，显著提高浓缩倍数至5-10，这已经成为循环水系统降低生产成本、保护水资源最有效的途径。
1 峄化循环水系统存在的问题
1.1 结垢的控制
浓缩倍数按照氯根计算为11倍，按照钙硬度计算为7倍，表明系统已经出现严重的结垢；系统在ph为8.9的条件下，钙硬度以钙离子计已经达到690，远超出一般水处理药剂阻垢控制的极限。系统凉水塔填料内部和换热器内壁都出现了大量的坚硬的钙垢。
1.2 微生物的控制
前期尿素循环水系统未投加杀菌剂控制微生物，循环水系统靠近尿素造粒车间，必然有大量的尿素等化学微粒物质飘散至水系统中，加剧系统微生物问题。现场水样呈黄绿色，系统内部存在大量的微生物粘泥。
1.3 排污的控制
循环水系统不能进行正常的排污，排污量很小，不能满足系统正常运行要求。系统排污不正常是造成系统浓缩倍率超高（引起钙离子、氯离子超高）的根本原因，超高的浓缩倍率运行又没有良好的阻垢控制引发了系统严重结垢；同时由于高浓缩倍率运行，加剧了微生物控制的难度，又没有采取任何杀菌措施，造成微生物失控。
1.4 腐蚀控制
循环水没有投加任何缓蚀剂控制系统腐蚀，也没有任何措施对腐蚀进行监控（例如安装腐蚀挂片监测系统腐蚀情况）。严重的结垢及微生物滋生可造成系统设备的垢下腐蚀和微生物腐蚀，而这两类腐蚀都属于局部腐蚀，具备隐蔽性和突发性，给整个生产系统的平稳运行造成了极大的安全隐患。
1.5 系统的运行控制：
（1）循环水系统仅使用离子棒电子设备进行循环水的水质控制，没有投加任何药剂解决系统的腐蚀、阻垢、微生物控制问题。而现场实际运行的情况来看，循环水运行水质比较恶劣，排污无法正常进行，严重制约整个生产系统的高效稳定运行。
（2）系统没有任何的加药设备，监测设备。不具备正常平稳加药条件，不利于管理人员及时了解水质情况并根据水质运行情况进行调控处理。
（3）系统没有旁滤系统。系统长期积累的微生物黏泥及吸入的粉尘等杂质无法排出。
2. 水处理技术研究方案
根据目前我公司循环水的现场运行状况及补水水质，我们与北京中泊欧美国际经贸有限公司合作，采用贝克吉利尼新材料（江阴）有限公司针对高硬度水系而开发研制的磷系缓蚀阻垢配方结合特种阻垢分散剂—Turbodispin 技术的中性处理方案。加酸调控循环水PH值，控制浓缩倍率3.5-4.5倍运行。
2.1 技术方案的特点
（1） 所有采用的水处理药剂，不易水解，稳定性好。
（2）系统加酸控制ph在7.0-7.4运行，不仅阻垢控制效果良好；且能明显提高杀菌药剂效率，改善菌藻控制和生物黏泥的剥离。该方案在兖矿国泰三、四循已使用三年，运行效果良好。
2.2 药剂使用机理和作用
（1）复合型药剂：该药剂中的阻垢基团与循环冷却水
缓蚀阻垢剂651中含有先进的能有效抑制碳钢腐蚀的缓蚀剂，在金属表面形成致密的保护膜，抑制金属的腐蚀。本方案使用的分散剂，能充分发挥其协同效应，使药剂在阻垢、缓蚀、分散性能上达到了最佳的处理效果，能适用高温、高硬、高碱结垢型水质，并能适应较宽的水质范围。
（2）分散剂Turbodispin D100：该药剂利用单剂之间的竞相吸附和协同效应，分散水中有机和无机颗粒，对磷酸盐，铁及悬浮物有突出的分散效果。长期稳定运行之后，本方案对前期生成的结垢及生物黏泥也有明显的改善。
（3）杀菌剂M210：该药剂杀菌力强，广谱抗菌。无论是细菌还是真菌，均有很好的杀灭效果且药效持久。
（4）Turbanion M 104复合非氧化杀菌剂：该药剂可有效的补充氧化性杀菌药剂导致的抗药性。杀死水中细菌，真菌和藻类粘泥并使之沉降，从而保证微生物的有效控制。
（5）生物分散剂D87C：该药剂用于控制微生物污垢及工业水系统中的烃污染。可以显著增强工业水系统中杀菌剂的效能。和氧化性杀菌剂（例如氯、溴、或二氧化氯）及非氧化性杀菌剂配套使用有效控制微生物。
2.3 药剂投加系统控制单元
（1）PH在线检测与控制：该单元在线检测能精确检测循环水PH，为循环水系统控制结垢与腐蚀提供重要依据。本装置采用特种电极，抗干扰、检测范围广-2～14，分辨率高达到0.01，可以在控制面板上即时显示检测到的数据。保证及时准确的提供检测数据信息。通过一定的程序，设定对应的参数控制加酸泵的运行，达到自动控制循环水PH值的目的。
（2）加藥系统控制：
①可以设定定时器的开启时间和持续时间控制加药泵的开停，通过调整泵的流量控制药剂的添加量。
②可24小时连续开泵加药，通过调整泵的流量控制药剂的添加量。
2.4配套公用设施：
提供循环水的取样管线，接口尺寸1.5英寸。
所有的加药管线，接口尺寸为1英寸。
提供380伏 40安培 50Hz 电源。
提供自来水管线，用于洗眼器。
安装旁滤系统，通过旁滤系统将系统剥离下来微生物黏泥及吸入的粉尘等杂质排出系统，改善系统的运行状况。
2.5技术关键
（1）精确的加药和过程监测是全面水处理解决方案重要部分。水处理的在线控制和完整的数据是系统加药的重要依据。
（2）将化验、加药、生产工艺等有关人员有机地结合起来，做到相互协调，共同促进，认真做好加药、化验的各项原始记录，以确保循环冷却水系统正常、高效、经济地运行。
3. 应用效果
循环水系统使用该水处理剂，配套自动加酸调节PH值，在循环水系统正常运行情况下，循环水浓缩倍数平稳控制3.5-4倍运行。按照控制指标运行，阻垢、缓蚀和微生物的控制效果可以达到并优于国标的要求。该技术的应用有以下优点：
（1）设备、管道没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，冷却水系统中的换热器可以始终在良好的环境中工作。循环冷却系统由于能够有效地控制污垢的沉积和生长，保证了传热效率，稳定了生产，延长了生产周期，从而提高了经济效益。
（2）提高冷却器使用寿命，可达4～6年，有效的节约了成本。
（3）循环水中投加药剂有效地控制了设备及管道的腐蚀，而且降低了对热交换器的材质要求。
4.经济、社会效益分析
（2）减少环境污染 经过加药处理的冷却水系统可以长周期运行，减少了循环水置换排放量。降低了企业污水处理的负荷，减少了企业运行成本，也减轻了环境污染，经济和社会效益显著。
5.技术前景
该技术的开发与应用，标志着循环水处理技术的进步，极大的推进了循环水处理技术在化工生产设备及工艺冷却系统的应用，无论从改善设备运行效果，改善工艺参数，还是从节能降耗，改善环境，无一不体现出较强的技术发展优势，在企业循环水冷却系统中，有着极大的推广价值。
关键词：循环冷却水 缓蚀剂 阻垢剂浓缩倍数
工业用水中60%左右是工业循环水，在石化行业甚至达到80%以上，其中大部分是开式循环冷却水。冷却水在循环系统中不断循环使用，由于水温的升高，水流速度的变化，水的蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、设备腐蚀和微生物的大量滋生，以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等问题，威胁工厂长周期、安全、稳定运行，甚至造成严重的经济损失。
减缓循环水对设备的腐蚀和结垢，降低新鲜水耗量，提高换热效率，延长水冷却器使用寿命，显著提高浓缩倍数至5-10，这已经成为循环水系统降低生产成本、保护水资源最有效的途径。
1 峄化循环水系统存在的问题
1.1 结垢的控制
浓缩倍数按照氯根计算为11倍，按照钙硬度计算为7倍，表明系统已经出现严重的结垢；系统在ph为8.9的条件下，钙硬度以钙离子计已经达到690，远超出一般水处理药剂阻垢控制的极限。系统凉水塔填料内部和换热器内壁都出现了大量的坚硬的钙垢。
1.2 微生物的控制
前期尿素循环水系统未投加杀菌剂控制微生物，循环水系统靠近尿素造粒车间，必然有大量的尿素等化学微粒物质飘散至水系统中，加剧系统微生物问题。现场水样呈黄绿色，系统内部存在大量的微生物粘泥。
1.3 排污的控制
循环水系统不能进行正常的排污，排污量很小，不能满足系统正常运行要求。系统排污不正常是造成系统浓缩倍率超高（引起钙离子、氯离子超高）的根本原因，超高的浓缩倍率运行又没有良好的阻垢控制引发了系统严重结垢；同时由于高浓缩倍率运行，加剧了微生物控制的难度，又没有采取任何杀菌措施，造成微生物失控。
1.4 腐蚀控制
循环水没有投加任何缓蚀剂控制系统腐蚀，也没有任何措施对腐蚀进行监控（例如安装腐蚀挂片监测系统腐蚀情况）。严重的结垢及微生物滋生可造成系统设备的垢下腐蚀和微生物腐蚀，而这两类腐蚀都属于局部腐蚀，具备隐蔽性和突发性，给整个生产系统的平稳运行造成了极大的安全隐患。
1.5 系统的运行控制：
（1）循环水系统仅使用离子棒电子设备进行循环水的水质控制，没有投加任何药剂解决系统的腐蚀、阻垢、微生物控制问题。而现场实际运行的情况来看，循环水运行水质比较恶劣，排污无法正常进行，严重制约整个生产系统的高效稳定运行。
（2）系统没有任何的加药设备，监测设备。不具备正常平稳加药条件，不利于管理人员及时了解水质情况并根据水质运行情况进行调控处理。
（3）系统没有旁滤系统。系统长期积累的微生物黏泥及吸入的粉尘等杂质无法排出。
2. 水处理技术研究方案
根据目前我公司循环水的现场运行状况及补水水质，我们与北京中泊欧美国际经贸有限公司合作，采用贝克吉利尼新材料（江阴）有限公司针对高硬度水系而开发研制的磷系缓蚀阻垢配方结合特种阻垢分散剂—Turbodispin 技术的中性处理方案。加酸调控循环水PH值，控制浓缩倍率3.5-4.5倍运行。
2.1 技术方案的特点
（1） 所有采用的水处理药剂，不易水解，稳定性好。
（2）系统加酸控制ph在7.0-7.4运行，不仅阻垢控制效果良好；且能明显提高杀菌药剂效率，改善菌藻控制和生物黏泥的剥离。该方案在兖矿国泰三、四循已使用三年，运行效果良好。
2.2 药剂使用机理和作用
（1）复合型药剂：该药剂中的阻垢基团与循环冷却水
缓蚀阻垢剂651中含有先进的能有效抑制碳钢腐蚀的缓蚀剂，在金属表面形成致密的保护膜，抑制金属的腐蚀。本方案使用的分散剂，能充分发挥其协同效应，使药剂在阻垢、缓蚀、分散性能上达到了最佳的处理效果，能适用高温、高硬、高碱结垢型水质，并能适应较宽的水质范围。
（2）分散剂Turbodispin D100：该药剂利用单剂之间的竞相吸附和协同效应，分散水中有机和无机颗粒，对磷酸盐，铁及悬浮物有突出的分散效果。长期稳定运行之后，本方案对前期生成的结垢及生物黏泥也有明显的改善。
（3）杀菌剂M210：该药剂杀菌力强，广谱抗菌。无论是细菌还是真菌，均有很好的杀灭效果且药效持久。
（4）Turbanion M 104复合非氧化杀菌剂：该药剂可有效的补充氧化性杀菌药剂导致的抗药性。杀死水中细菌，真菌和藻类粘泥并使之沉降，从而保证微生物的有效控制。
（5）生物分散剂D87C：该药剂用于控制微生物污垢及工业水系统中的烃污染。可以显著增强工业水系统中杀菌剂的效能。和氧化性杀菌剂（例如氯、溴、或二氧化氯）及非氧化性杀菌剂配套使用有效控制微生物。
2.3 药剂投加系统控制单元
（1）PH在线检测与控制：该单元在线检测能精确检测循环水PH，为循环水系统控制结垢与腐蚀提供重要依据。本装置采用特种电极，抗干扰、检测范围广-2～14，分辨率高达到0.01，可以在控制面板上即时显示检测到的数据。保证及时准确的提供检测数据信息。通过一定的程序，设定对应的参数控制加酸泵的运行，达到自动控制循环水PH值的目的。
（2）加藥系统控制：
①可以设定定时器的开启时间和持续时间控制加药泵的开停，通过调整泵的流量控制药剂的添加量。
②可24小时连续开泵加药，通过调整泵的流量控制药剂的添加量。
2.4配套公用设施：
提供循环水的取样管线，接口尺寸1.5英寸。
所有的加药管线，接口尺寸为1英寸。
提供380伏 40安培 50Hz 电源。
提供自来水管线，用于洗眼器。
安装旁滤系统，通过旁滤系统将系统剥离下来微生物黏泥及吸入的粉尘等杂质排出系统，改善系统的运行状况。
2.5技术关键
（1）精确的加药和过程监测是全面水处理解决方案重要部分。水处理的在线控制和完整的数据是系统加药的重要依据。
（2）将化验、加药、生产工艺等有关人员有机地结合起来，做到相互协调，共同促进，认真做好加药、化验的各项原始记录，以确保循环冷却水系统正常、高效、经济地运行。
3. 应用效果
循环水系统使用该水处理剂，配套自动加酸调节PH值，在循环水系统正常运行情况下，循环水浓缩倍数平稳控制3.5-4倍运行。按照控制指标运行，阻垢、缓蚀和微生物的控制效果可以达到并优于国标的要求。该技术的应用有以下优点：
（1）设备、管道没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害，冷却水系统中的换热器可以始终在良好的环境中工作。循环冷却系统由于能够有效地控制污垢的沉积和生长，保证了传热效率，稳定了生产，延长了生产周期，从而提高了经济效益。
（2）提高冷却器使用寿命，可达4～6年，有效的节约了成本。
（3）循环水中投加药剂有效地控制了设备及管道的腐蚀，而且降低了对热交换器的材质要求。
4.经济、社会效益分析
（2）减少环境污染 经过加药处理的冷却水系统可以长周期运行，减少了循环水置换排放量。降低了企业污水处理的负荷，减少了企业运行成本，也减轻了环境污染，经济和社会效益显著。
5.技术前景
该技术的开发与应用，标志着循环水处理技术的进步，极大的推进了循环水处理技术在化工生产设备及工艺冷却系统的应用，无论从改善设备运行效果，改善工艺参数，还是从节能降耗，改善环境，无一不体现出较强的技术发展优势，在企业循环水冷却系统中，有着极大的推广价值。