探究二氧化氯在合成氨廠循環冷卻水中的應用

冷德成(大慶石化公司化肥廠，黑龍江 大慶 163714)

循環冷卻水系統是工業合成氨生產過程中一個非常重要的組成部分，但在這一過程中經常會泄露產生一些氨進入到冷卻水中，為工業生產帶來極大的影響。采用二氧化氯對冷卻水進行消毒是近些年來針對上述情況提出的一個方法，對于水中產生的細菌具有很好的殺菌效果，同時也具有很好的清潔性，逐漸得到廣泛應用，本文就針對這些問題進行如下的論述。

1 循環冷卻水系統中多余氨的來源

1.1 熱交換器中泄漏出的氨

在許多合成氨的工廠中，循環冷卻水系統中存在的氨大多都是來自于熱交換器中，這些從中泄露出的氨可能會隨著管壁中存在的一些穿孔進入到冷卻水中。

1.2 生產裝置中泄露出的氨

合成氨的生產過程含有許多生產氨的裝置，如:涼水塔等。一部分的氨會從這些設備中泄露出來，進入到冷卻水中，造成污染。

1.3 補充水源中產生的氨

循環冷卻水不可能永遠重復使用，還需要時不時的補充一部分水，如果不對補充的水源進行處理，這些水中的銨根離子和有機質就可能會在微生物的作用下發生氨化反應生成一部分的氨。

2 多余的氨給循環冷卻水系統帶來的影響

2.1 對設備產生腐蝕

由于循環冷卻水系統中存在各種各樣的管道，這些管道大部分都是由銅或是一些銅合金的材質制造而成的，而氨會對含銅的金屬進行選擇性的腐蝕，反應生成銅-氨的絡合物，這些絡合物非常容易對各種設備和管道進行腐蝕。

2.2 為微生物細菌提供了良好的生長條件

氨的存在在很大程度上為冷卻水中的亞硝化細菌提供了良好的生長條件，這種細菌是化能自養菌的一種，可以將水中的氨吸收轉化生成亞硝酸，在這一過程中會釋放出大量的能量，轉化過程中需要的碳源主要來自于水中的二氧化碳。同時，冷卻水中可能還含有一些硝化細菌，這些微生物又會將亞硝酸氧化成硝酸，這在一定程度上大大提高了水中的酸性。另一方面，水中存在的反硝化菌又會將這部分硝酸還原成氨，這又使水中的酸性大幅度的減小。從總體上來看，水中的pH值在這些細菌的作用下頻繁的發生變化，這對于保持整個循環水系統的穩定性非常不利。

2.3 降低了換熱器的效率

冷卻水中還含有一部分的中碳酸鈣，這些物質會和水中的氨發生反應生成碳酸鈣沉淀，這些沉淀會慢慢附著到換熱器上的器壁上，大大降低換熱器的工作效率。

3 二氧化氯應用于冷卻水中的殺菌特點

3.1 高效性

由于氨的存在會使系統中產生大量的微生物和細菌，這些細菌在很大程度上造成了系統的腐蝕、結垢。二氧化氯本身是一種氧化性極強的藥劑，具有非常好的殺菌效果，同時作用的時間也非常長，在水中的化學形態非常穩定，溶水性很好，相比于其他的殺菌消毒藥劑，二氧化氯更具高效性，因此被廣泛應用于工業用水和生活用水的消毒過程中。

二氧化氯的高效性不僅體現在氧化性強、作用時間長等方面，還體現在殺菌的高效性上，和單一的氯氣消毒相比，采用二氧化氯不僅能殺死一般的細菌，還能夠殺死水中的真菌、藻類、病毒和孢子，同時藥效的持續時間非常長。

3.2 用藥量少

由于二氧化氯本身的高效性，這就使得采用這種藥劑相比于其他消毒劑用藥量更少，這對于工業生產來說非常重要，大大地降低了生產的成本。通過實驗表明，采用二氧化氯進行消毒，其消毒效果是普通氯氣殺菌效果的5倍，是次氯酸鈉殺菌效果的50倍。

3.3 不與水中的氨和其他氨化合物發生反應

這是在循環冷卻水中應用二氧化氯消毒主要的原因之一，一般的消毒劑或多或少都會和氨發生反應，造成殺菌效果的降低，而循環冷卻水中含有相當一部分的氨，這些氨的出現會對消毒效果產生嚴重的干擾。因此，二氧化氯的這種特性對于循環冷卻水中的殺菌非常重要。

3.4 無污染

由于氯氣本身的氧化作用沒有選擇性，都是通過置換反應還是先污染物的去除，這在一定程度上就會產生大量的氯化物質，當氯氣用來處理有機物時就會產生大量的氯化有機物，而這種物質本身是具有毒性的，會對冷卻水系統造成很大程度的污染。而采用二氧化氯消毒不會產生大量的污染物，具有很好的環保性。

4 二氧化氯在循環冷卻水處理中的發展前景

相比于傳統氯氣消毒會產生大量有毒有害的物質，采用二氧化氯消毒一方面不會產生多余的污染物，另一方面具有很強的高效性。除此之外，采用二氧化氯消毒對于殺死水中的藻類和細菌、控制微生物的粘泥作用都具有很好的效果，對于處理循環冷卻水系統中的飄氨、漏氨問題更是體現出別的方法所不具備的優越性。在生產工藝上，二氧化氯的生產過程非常簡單，同時投資少、運行成本低、操作簡單、見效快、安全而且環保，因此，采用這種消毒、殺菌方法具有很好的社會效益和經濟效益，在未來具有廣闊的發展前景。

5 結語

綜上所述，漏氨和飄氨是合成氨的工業生產過程中不可避免的問題，在氨的作用下滋生出的大量細菌和微生物是造成整個循環冷卻水系統效率降低的重要原因，傳統意義上的氯氣消毒效率低、環保性差，采用二氧化氯進行這一類水的消毒具有很好的高效性和環保意義，在今后勢必會被更加廣泛地應用到循環冷卻水的消毒處理過程中。

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