除鐵技術在循環冷卻水系統中的應用

崔玉彪 溫云 袁鳳慧 馬輝 段東林(河南心連心化肥有限公司， 河南 新鄉 453731)

除鐵技術在循環冷卻水系統中的應用

崔玉彪 溫云 袁鳳慧 馬輝 段東林(河南心連心化肥有限公司， 河南 新鄉 453731)

本文簡要敘述了循環冷卻水系統流程，循環冷卻水除鐵原理，系統改造實施情況，對節水減排的影響及實際生產中的應用效果。

循環冷卻水；除鐵藥劑；節水減排；濃縮倍率

0 引言

近年來，隨著國內煤化工、鹽化工、石油化工、天然氣化工等高耗水產業的迅速發展，使得水資源形勢更加緊張，甚至已經影響到居民生活用水和農業灌溉用水。政府對水資源的管理日趨嚴格，對企業的監控與要求越來越嚴格，節水迫在眉睫。

1 系統改造前存在的問題

1.1 循環冷卻水系統

我公司循環冷卻水系統采用敞開式循環冷卻水工藝，循環水涼水池的水流入吸水池經循環水泵加壓至(0．40-0．45MPa)，送往氣化、凈化、合成、尿素等需要循環水作為冷卻介質的崗位，上水還有一部分(3%-5%)經旁濾進入吸水池，回水直接進入涼水塔，經冷卻后進入涼水池重復使用。

在冷卻塔內，熱水與空氣之間發生兩種傳熱作用，一是蒸發傳熱，二是對流傳熱。蒸發傳熱是當水在其表面溫度的飽和蒸汽壓大于空氣中水蒸汽分壓時，水滴表面的水分子克服液態水分子之間的吸引力而汽化逸入空氣中，并帶走熱量，使水的溫度下降。蒸發傳熱帶走的熱量約占冷卻塔傳熱量的75%-80%。接觸傳熱帶走的熱量約占冷卻塔傳熱量的20%-25%。因循環水不斷的蒸發和濃縮，為了維持涼水池的液位和保證循環冷卻水水質，需要補充大量新鮮水和少量脫鹽水，同時間斷性排放濃水。

1.2 循環冷卻水系統存在問題

循環冷卻水系統補充新鮮水中鐵含量偏高，平均值在1．3mg/l，最高時達1．8mg/l，生活、工業用水中鐵含量標準中鐵含量不超過0．30mg/l，經蒸發濃縮后循環冷卻水鐵離子含量在5mg/l以上，循環冷卻水中鐵離子容易生成絮凝狀膠體，這樣造成循環冷卻水濃縮后濁度在30NTU以上，最高時可達到60NTU，在換熱裝置中沉積及形成局部性腐蝕。

表1 一次水補水水質

受鐵離子濃度較高限制，生產系統目前循環水濃縮倍數僅為3．5(循環冷卻水濃縮倍率以電導為基準計算)，循環水排污量較大，中水回用負荷較高，同時一次水和脫鹽水補充量較大，整體生產成本較高。

2 技術方案

在循環冷卻水崗位砂濾器進口增加一臺隔膜加藥泵，投加除鐵藥劑KLARAID PC1192，添加計量0．2-0．5mg/l。PC1192是一種陽離子混凝劑，對水溶液介質中的鐵離子懸浮微粒有極強的絮凝沉降效能，通過電中和使帶負電的懸浮微粒失去分散穩定性與帶負電荷的溶解物反應，生成不溶物沉淀。通過“架橋”作用使懸浮微粒聚集成大顆粒而加速其沉降，且形成的聚集體較無機絮凝劑所形成的絮凝聚集體更加緊密牢固。經過砂濾器過濾掉沉淀物，從而降低循環冷卻水中的鐵離子含量。

3 項目實施及效果分析

3.1 項目實施

2015年1月-2015年5月我公司循環冷卻水系統進行除鐵改造。改造完成后進行除鐵效果測試，循環冷卻水鐵含量從5．3mg/l降到0．84mg/l；濁度從30NTU 下降到15NTU，除鐵后節水效果明顯。

項目試運行2個月于2015年7月20日-7月27日進行運行效果測試，測試結果與2014年同期運行數據進行對比。

表2 除鐵前后循環水運行效果對比

3.2 效益分析

消耗：裝置費用為隔膜加藥泵裝置3套，約3000元/套，共9000元。藥劑消耗為按照0．5mg/l投加，每天最大投加量為19kg，混凝劑單價為48．31元/kg，每月消耗藥劑費用2．75萬元。

經濟效益：每天可以節約一次水1295噸，節約脫鹽水200噸，預計每月可以節省一次水38850噸(一次水按1．5元計算，月節約成本58275元，節省脫鹽水6000噸(按一噸脫鹽水3．26元計算，每月節省19560元)，總計可節約用水成本7．84萬元/月，節約藥劑費用1．5萬元/月。

通過項目實施，節水效果明顯，同時換熱單元換熱效果改善明顯，因設備腐蝕造成的生產系統停車狀況顯著減少。

[1]李本高．現代工業水處理技術與應用[M]．北京：中國石化出版社，2004 ：37-45．

[2]周本省．工業水處理技術[M]．北京：化學工業出版社，2002 ：38-39．

[3]李圭白,劉超.地下水除鐵除錳[ M].北京:中國建筑工業出版社,1999.