敞開式循環冷卻水系統低pH值漂移事故的處理

向 偉，馬 麗，孫孟洋，趙興旺

（1 遼寧大唐國際煤制天然氣有限責任公司，遼寧阜新123000；2 遼寧省煤制天然氣工程技術研究中心，遼寧阜新123000；3 遼寧省煤制天然氣工程研究中心，遼寧阜新123000；4 遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司企業博士后科研基地，遼寧阜新123000）

某大型化肥廠為新中國成立時首次引進的13套大化肥裝置之一，位于東北地區。該化肥廠敞開式循環水系統主要負責供給合成、尿素、橡膠等裝置冷卻水，循環量達31000 t／h。該循環水系統采用含有機膦酸鹽、聚合物及緩蝕劑、極性惰性溶劑等復合配方制劑作為緩蝕阻垢劑，以投加氧化性殺菌劑液氯作為主要殺菌滅藻措施，輔以投加含異噻唑啉酮及其衍生物的非氧化性殺菌GSP222和SS982進行殺菌滅藻。其中，GSP222為酸性殺菌劑，SS982為堿性殺菌劑，兩者交替投加殺菌滅藻。

1 事故經過

該循環水系統在水質連續監測期間，出現了系統p H值持續偏低，堿度持續下降的狀況，如表1所示。

表1 循環水監測數據

從表1水質分析數據看，循環水p H值在持續下降中，堿度也處于較低水平。雖然p H值仍在合格范圍內，循環水偏弱堿性，但系統總鐵含量已超出正常值60%左右，系統已呈現弱腐蝕性。起初分析認為液氯投加過多，導致循環水p H值、堿度有所下降，遂于12月27日減少液氯投加量，12月28日p H值略有上升（如表中數據所示）。

但隨后p H值仍在下降，于是組織對全廠可能泄漏的換熱器進行大排查，經檢查發現是尿素裝置CO2冷卻器C3出口循環水中CO2含量達到了43.12 mg／L，出現了泄漏。大量CO2漏入循環水系統中，生成大量碳酸類物質致使p H值不斷下降。然而時值嚴冬，裝置若停工檢修將付出巨大的代價。為了保證循環水系統的正常運行，工程技術人員同時采取了多項有效處理措施，迅速遏制了循環冷卻水系統p H值持續下降的狀況。

2 具體處理措施

2.1 改變殺菌藥劑投加模式

由于液氯是氧化性殺菌劑，投加至循環水中后生產鹽酸和次氯酸等酸性物質，因此進一步降低了液氯的投加量，由2 h／12 h投加一次改為約1 h／12 h投加一次，投加原則以p H值下降不低于8.0為準。為抑制細菌生長，同時增加非氧化性殺菌劑的投加量，且以投加堿性非氧化性殺菌劑SS982為主。非氧化性殺菌劑投加頻次由1次／10天增加到1次／4天。

2.2 提高補充水的pH值和堿度，降低濃縮倍數

該循環水場補充水為石灰軟化水，補水p H值在10.5～11.5，補水堿度在80 mg／L左右。通過增加石灰投加量，控制OH－濃度在指標上限1.5 mg／L左右，補充水p H值控制在指標上限11.5左右。該循環水場日常濃縮倍數控制在7.0左右，為增加系統補充堿性水量，適當降低濃縮倍數至6.0左右。

2.3 控制緩蝕阻垢劑含量在指標上限

由于循環水系統已出現腐蝕性，適當提高緩蝕阻垢劑濃度能夠減輕腐蝕程度，因此，將藥劑控制濃度由85 mg／L提高到100 mg／L。

2.4 采取臨時措施，排放泄漏換熱器部分循環水

在尿素C3換熱器循環水側出口安裝有DN50導淋，通過接臨時膠帶將部分高CO2含量循環水就地進行排放至污水系統，排放量約30 t／h。

在采取上述一系列措施后，循環水水質逐漸趨于正常，如表2所示。

表2 采取措施后水質數據

從上述數據可以看出，通過采取上述一系列措施，循環水p H值逐漸回升至正常值，相應的堿度上升，系統腐蝕性得到有效遏制，總鐵逐漸下降至正常水平。因此，整個循環水系統水質恢復到正常狀態，雖然藥劑消耗量較平時略有增加，但推遲了主體裝置需要在冬季停工檢修的時間，降低了生產損失，經濟效益依然很可觀。

［1］ 周本省.工業水處理技術 ［M］.北京：化學工業出版社，2002.

［2］ 唐受印戴友芝.水處理工程師手冊 ［M］.北京：化學工業出版社，2000.

［3］ 李文融.循環冷卻水處理手冊 ［M］.天津：天津科學技術出版社，1991.