漏氨對循環(huán)水系統(tǒng)的危害及應(yīng)對措施

王蓉(貴州開陽化工有限公司，貴州 開陽 550300)

1 概述

貴州開陽化工有限公司是兗礦投資的年產(chǎn)量50萬噸的合成氨項(xiàng)目，該項(xiàng)目循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水Ⅱ?yàn)椴捎贸ㄩ_式循環(huán)冷卻水工藝，主要是滿足氣化、變換、氨合成壓縮、氨回收等工段的循環(huán)冷卻，循環(huán)水水質(zhì)處理采用中性方案，濃縮倍數(shù)為4.0-6.0，pH值控制在8.0-8.4，殺菌滅藻劑以投加次氯酸鈉、殺菌增效劑Ferrocid 8581、生物分散劑Turbidispin D87C為主，以非氧化性殺菌劑Ferrocid 8583和氧化性殺菌劑Ferrocid 4601交替配合每月定期投加為輔，經(jīng)過1年半的運(yùn)行，打開換熱器發(fā)現(xiàn)腐蝕很嚴(yán)重。

2 原因分析

自2013年8月起，循環(huán)水pH不斷下降，最初判斷是加酸過量造成的，系統(tǒng)開始停止加酸，但經(jīng)過幾天的觀察，循環(huán)水pH仍在繼續(xù)下降，并且下降幅度也在不斷增加，最低下降至6.7，同時循環(huán)水中微生物會大量繁殖,藻類快速滋生,這直接導(dǎo)致循環(huán)水散發(fā)出腥臭的味道,顏色也會變深成黃褐色或深褐色。經(jīng)取樣分析，循環(huán)水中氨氮的含量逐漸上升，從7月份的0.2mg/l左右上升到9月份30mg/L以上（具體數(shù)據(jù)見表一、表二、表三）。

3 漏氨危害

崗位記錄部分?jǐn)?shù)據(jù)對比表分析表一：

表二：

表三：

當(dāng)氨泄漏到循環(huán)水系統(tǒng)中，其危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)pH值發(fā)生變化。氨剛漏入循環(huán)水系統(tǒng)時,會造成系統(tǒng)pH值上升,總堿度增加,接著硝化菌群會大量繁殖,導(dǎo)致氨態(tài)氮被不斷地轉(zhuǎn)化成亞硝酸根和硝酸根等酸性物質(zhì),亞硝酸根還能將部分殺菌劑氯轉(zhuǎn)化成氯根,水中NH3-N、NO2和NO3離子濃度增高，最終導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)pH值、堿度顯著下降。

(2)細(xì)菌總數(shù)與粘泥量。正常情況下，循環(huán)水系統(tǒng)細(xì)菌總數(shù)一般在1×105Col/mL以內(nèi),生物膜含量在15g/cm2。但氨泄漏到循環(huán)水系統(tǒng)時，由于氨氮是微生物生長的營養(yǎng)物質(zhì)，充足的氨氮會使細(xì)菌大量滋生，如分析值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于該指標(biāo),說明細(xì)菌獲得了充足的營養(yǎng),細(xì)菌繁殖活躍,存在氨泄漏的可能。

(3)循環(huán)水中微生物的大量繁殖，勢必造成粘泥量增加，粘泥粘附在金屬表面，降低換熱效率，甚至堵塞設(shè)備，同時，粘泥量的增加勢必阻礙循環(huán)水緩蝕阻垢劑達(dá)到金屬表面，降低藥劑效果[1]。

(4)總鐵與濁度。微生物的滋生不僅帶來粘泥的沉積，最重要的是它會帶來金屬的腐蝕。粘泥的沉積會破壞金屬的保護(hù)膜，構(gòu)成局部腐蝕。金屬腐蝕加重,循環(huán)水中的總鐵就會大幅上升,濁度也會上升。

4 應(yīng)對措施

4.1 應(yīng)消除氨泄漏來源

循環(huán)水發(fā)生氨泄漏后,必須盡快查找出泄漏點(diǎn)，并將泄漏設(shè)備立即從系統(tǒng)中切出進(jìn)行維修,如確實(shí)無法切出,應(yīng)將循環(huán)回水就地排放,以盡可能降低其整個循環(huán)水系統(tǒng)的氨氮濃度，減少對設(shè)備的影響。

4.2 調(diào)整水處理緩蝕阻垢方案

由原來的中性方案調(diào)整到堿性方案，提高了系統(tǒng)的緩蝕能力，增加了分散劑的投加濃度，減少了由于泄漏造成的沉積現(xiàn)象，通過投加堿及時調(diào)整系統(tǒng)的pH值，使系統(tǒng)維持較好的pH和堿度，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)的耐沖擊能力，從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定的緩蝕效果。

4.3 優(yōu)化殺菌方案

采用次氯酸鈉和有機(jī)溴同時投加的復(fù)合殺菌方案，發(fā)生氨泄漏時，氨和次氯酸鈉反應(yīng)而降低其殺菌效果，而投加的有機(jī)溴和次氯酸鈉反應(yīng)，生成次溴酸能夠增強(qiáng)系統(tǒng)的殺菌能力；同時一定要加大殺菌劑的投加頻率和投加數(shù)量，可采取沖擊性大量加入氧化性殺菌劑，直至殘余氯到0.5ppm達(dá)3小時以上；再者，為了達(dá)到更好的殺菌效果，投加粘泥剝離劑和非氧化殺菌劑，由于非氧化性殺菌劑不受氨氮濃度的影響，可以在和粘泥剝離劑的配合作用下達(dá)到更好的剝離和殺菌作用，如果氨氮濃度較高的情況下，可以提高兩者的投加頻率將達(dá)到更好的殺菌效果。

4.4 加強(qiáng)現(xiàn)場的運(yùn)行管理

增加水質(zhì)分析項(xiàng)目，便于快捷的了解系統(tǒng)狀況，為下一步?jīng)Q策提供科學(xué)的判斷依據(jù)；系統(tǒng)發(fā)生泄漏嚴(yán)重時，為了盡量降低微生物粘泥在循環(huán)水中的濃度，減輕水質(zhì)惡化對換熱器的腐蝕，應(yīng)及時增大排污水量，加大補(bǔ)水水量。加強(qiáng)現(xiàn)場的跟蹤手段，在線監(jiān)測儀表對現(xiàn)場工作具有重要的指導(dǎo)作用，在條件許可的情況下，可定期跟蹤在線pH計、在線電導(dǎo)率儀和在線余氯監(jiān)測等儀表，以提高在線結(jié)果的準(zhǔn)確性，更好地指導(dǎo)現(xiàn)場的工作。

5 效果

通過采取以上應(yīng)對辦法，循環(huán)水水質(zhì)未出現(xiàn)大的波動，水質(zhì)沒有出現(xiàn)惡化的現(xiàn)象，對循環(huán)水的效果監(jiān)測掛片腐蝕率數(shù)據(jù)看，碳鋼掛片腐蝕率維持在較好的控制范圍內(nèi)，循環(huán)水水質(zhì)得到保證，滿足了主裝置高負(fù)荷、安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要，減少了非計劃的停車，也為本廠減少了由于氨泄漏造成的損失。

6 結(jié)語

合成氨項(xiàng)目氨泄漏是難以避免的，但要最大限度的降低漏氨對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的影響，必須采取以下綜合應(yīng)對辦法來加以控制：①盡快查找泄漏源，從源頭入手，以減少對系統(tǒng)的影響。②調(diào)整水處理方案，根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)以及以往的經(jīng)驗(yàn)，尋求適合系統(tǒng)的切實(shí)可行的水處理方案，來增強(qiáng)的抗沖擊能力，降低漏氨對系統(tǒng)造成的腐蝕和沉積危害。③優(yōu)化殺菌方案，采用次氯酸鈉和有機(jī)溴復(fù)合的氧化性殺菌方案，同時配合針對性強(qiáng)的粘泥剝離和非氧化性殺菌方案，加大殺菌劑的投加量和投加頻率。④加強(qiáng)現(xiàn)場的運(yùn)行管理，增強(qiáng)現(xiàn)場分析頻率和監(jiān)測手段，了解泄漏趨勢，以及時采取措施，這是確保循環(huán)水安全運(yùn)行的重要保證。總之，只要嚴(yán)格現(xiàn)場管理，調(diào)整水處理方案，優(yōu)化殺菌，就一定能使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在漏氨情況下的處理取得良好效果。

[1]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)（第二版）.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:131.