甲醇汽包的水質調節

韓彬 李學飛 張文平（河北金牛旭陽化工有限公司，河北邢臺054000）

甲醇汽包的水質調節

韓彬 李學飛 張文平（河北金牛旭陽化工有限公司，河北邢臺054000）

本文介紹了河北金牛旭陽化工有限公司，甲醇生產過程中合成汽包水質調節的必要性及具體方法。

汽包水質；磷酸鹽；二氧化硅；總堿度

引言

在甲醇生產過程中，汽包是一個重要的設備，它是蒸汽發生器。汽包的主要作用是回收高品質的熱能，及時帶走合成反應產生的熱量，使溫度恒定，使反應連續進行。汽包在高溫高壓的環境下極易產生結垢、氧化腐蝕等現象，嚴重影響汽包使用壽命及設備安全。通過對汽包水質的調節可有效消除或緩解汽包的結垢和氧化腐蝕，從而提高設備使用效率，延緩設備老化，增強了設備的安全。所以對汽包水質的調節十分必要與重要。

一、汽包的作用

汽包就是蒸汽發生器，是德國低壓法生產甲醇典型設備，合成氣生產甲醇是放熱反應，銅系催化劑熱穩定性較差，因此，嚴格控制反應溫度及時有效地移走反應熱是低壓法甲醇合成反應器設計和操作的關鍵問題.魯奇合成甲醇反應器是列管等溫反應器，催化劑置于管內，殼程通來自汽包的高壓熱水，吸收反應熱變成高壓蒸汽，高壓蒸汽可以作為推動離心式壓縮機的動力.通過對蒸汽壓力的調節，可以方便地控制反應器的溫度.反應氣沿管長方向的溫度幾乎可以保持均勻，高壓熱水溫度僅比反應氣溫度低幾度，避免了催化劑溫度過熱。

二、汽包的結垢與腐蝕

1.汽包水垢的危害

未經處理的水進入汽包后，經過反復的蒸發，濃縮后水中雜質的濃度不斷升高，達到飽和時就會產生沉淀。這種沉淀附著在汽包內壁形成水垢。水垢形成后導熱性能變差，影響了汽包正常的水循環，嚴重時會導致爆炸。

2.水垢的種類和成因

常見的汽包水垢有鈣鎂水垢和硅酸鹽水垢兩種：

（1）鈣鎂水垢：

成因：汽包水溫度較高時使某些鈣鎂鹽類溶解度下降，汽包水水不斷汽化濃縮，某些鈣鎂鹽類從水中析出，形成鈣鎂水垢。

（2）硅酸鹽水垢：

成因：鍋爐給水中鋁，鐵和硅的化合物含量高，是主要原因。

3.汽包的腐蝕

汽包經過一段使用后會在汽包內側金屬表面形成大量的鈣鎂水垢和硅酸鹽水垢。當大量水垢形成后，汽包的導熱性能會變差。金屬內壁溫度過高時，通過水垢后到達金屬內壁的水大量汽化蒸發并濃縮，堿度不斷上升。但由于水垢的阻擋作用，水垢下的高堿度水不能充分地交換稀釋，從而導致汽包金屬表面在高堿度水中反應，不斷地被腐蝕，汽包壁不斷變薄，從而導致汽包的使用壽命大大縮短。

三、汽包水質的調節

針對汽包的結垢與腐蝕的不同特點應該對汽包水質進行必要的調節把汽包水質各指標控制在一定范圍內可有效消除或緩解汽包的結垢和氧化腐蝕，如表1所示。

1.汽包磷酸鹽的調節

原理：一定濃度的磷酸鹽溶液在堿性的汽包給水中（PH9—11），可以形成磷酸鹽保護膜保護汽包金屬內壁不受腐蝕。而且汽包上水中鈣離子與磷酸根發生反應會形成松軟的水渣可隨著汽包的間排排出不形成堅硬的水垢。

調節方法：在生產中用磷酸三鈉配成1——5%的溶液由磷酸鹽水泵打入鍋爐給水泵進口，再由鍋爐給水泵打入合成汽包和轉化廢鍋。汽包上水中的磷酸根保持在15—5mg/L就能較好的保護汽包內壁不受腐蝕。

表1

2.汽包PH的調節

為了有效避免汽包的沉積物酸性腐蝕和堿性腐蝕，應該把上水PH控制在9-11的范圍內。通過加入磷酸鹽的量及加入少量的氨水來控制水質在指標范圍內。

3.汽包二氧化硅的調節

原理：汽包中除鹽水水質不良時會引起汽包水質二氧化硅超標。二氧化硅超標會使汽包出來的飽和中壓蒸汽不合格，從而使后續工序使用中壓蒸汽的設備受到損害。例如，會在汽輪機葉片上形成難以清除的硅酸鹽沉淀，降低汽輪機轉速影響做功，嚴重時會導致汽輪機振值過高發生事故，所以要控制二氧化硅在指標范圍內。

控制方法為：一是嚴把脫鹽水關，使上水合格；二是提高磷酸根含量提高PH值并加大聯排控制水質。

經過各項的調節使各指標都在控制范圍內如表2所示：

表2 汽包水質分析報告單JL-ZG-28

四、結語

通過對汽包水質的調節可以有效地緩解汽包的結垢與腐蝕，并能保證所產蒸汽的質量有效的保護汽輪機的安全。所以汽包水質是一個重要的指標，平時要認真做好調節，保證設備的完好及生產的連續穩定運行。

［1］GB1576-2008工業鍋爐水質.

韓彬（1983-），男，邢臺市金牛旭陽化工有限公司甲醇車間助理工程師；

李學飛（1983-），男，邢臺市金牛旭陽化工有限公司甲醇車間助理工程師；

張文平（1984-），男，邢臺市金牛旭陽化工有限公司甲醇車間工程師。