成膜多胺藥劑在甲醇裝置節能減排中的應用

蔡可慶，馮玉祥

(江蘇索普化工股份有限公司，江蘇鎮江 212006)

近年來，隨著我國經濟的高速發展，資源利用與發展之間的矛盾日益突出，節能減排越來越受到國家和企業的重視[1]。甲醇生產企業作為傳統的用水用能大戶，普遍存在能源利用率低、水耗高的問題。甲醇生產過程中的余熱大都采用廢熱鍋爐進行回收，爐水的處理是廢熱鍋爐穩定運行的關鍵。傳統的爐水處理工藝是加入磷酸鹽，并通過定排、連排，控制爐水水質達到一定的指標，以防止廢熱鍋爐結垢、保證蒸汽品質、防止汽水共沸等[2]。但該工藝排污率一般在3%以上，存在排污量較大、熱能損失較高的缺陷。

1 余熱廢熱鍋爐運行現狀

某公司甲醇裝置現有廢熱鍋爐4臺，設計蒸發質量流量合計350 t/h，具體參數見表1。

表1 廢熱鍋爐設計參數

甲醇2.5 MPa廢熱鍋爐(S15503)正常運行過程中為連排狀態，排放質量流量約為6.5 t/h，其余廢熱鍋爐為定排，無連排。定排為8 h排放1次，每次約10 min。

鍋爐排污不僅僅是水的損失，還由于爐水含有大量的熱量而造成能源的浪費。因此，鍋爐排污量直接影響余熱蒸汽回收的經濟性。從環保的角度來說，還會對環境造成噪聲污染和水污染[3]。鍋爐排污的主要目的是控制爐水含鹽量，以避免結垢和爐內腐蝕風險[4]。而爐水含鹽量除了受到給水含鹽量的影響外，還與爐內加藥有關。傳統的磷酸鹽處理工藝增加了爐水含鹽量，并由此導致爐水電導率指標的上升，是進一步降低鍋爐排污率的重要障礙。

2 采取的措施和應用效果

2.1 采取的措施

為進一步做好節能節水工作，降低系統排污率，減少熱量損失。2020年6月，經多次考察、論證，公司引進了南京某公司的“HELAMIN”無磷爐水處理新技術。為配合新型藥劑的使用，公司新增了1套加藥控制系統，確保加入量精準、合理。2020年8月開始在甲醇余熱廢熱鍋爐使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑。

2.2 應用效果

表2 爐水水質控制參數

表3 余熱廢廢熱鍋爐排污率

排污率是評價鍋爐水藥劑性能的關鍵性指標。在使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑后調試階段，通過逐步關小S15503排污閥，連排排污率逐步下降；按照少量多次原則，逐步提高廢熱鍋爐E15102、E15103、E15104定排周期，在每次排放時間不變的情況下，由原來的8 h 1次降至7 d 1次。

從表3可以看出：使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑后，廢熱鍋爐產汽率由96.7%提高至98.5%，提升了1.8百分點；排污率由2.02%降至0.31%，降低了84.6%。分析原因為：

(1)“HELAMIN”成膜多胺藥劑能夠提高余熱鍋爐換熱能力。該藥劑由全揮發性有機物組成，其投加不會增加水中總溶解固形物(TDS)含量，不影響爐水電導率。因此與傳統磷酸鹽處理工況相比，即使維持相同的電導率，爐水的濃縮倍數也遠遠高于前者，這意味著應用該藥劑時鍋爐排污率更低，從而大大降低鍋爐排污率，節水的同時節約熱能，提高鍋爐熱效率。

(2)該藥劑能夠將爐內本已存在的沉積/垢層逐步清除，并形成穩定的20～50 μm的保護膜，因清垢護壁成膜后其各部件受熱均勻，從而提高系統熱效率。

3 經濟效益

按照甲醇裝置年運行330 d，除鹽水成本為10元/t計算，原鍋爐補除鹽水質量流量約為264萬t/a，則使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑后，全年節省除鹽水費用45.14萬元；蒸汽按照100元/t計算,則全年多產蒸汽效益約475.2萬元。

調試期使用藥劑相對較多，后期用量逐步下降，按照年增加費用60萬元計算，則年產生效益為460.34萬元。

4 結語

成膜多胺藥劑的成功應用，不僅使爐水各項指標更加穩定，同時大幅度減少了熱量損失，節省了除鹽水，提高了蒸汽產量，取得了良好的經濟效益。該技術徹底解決了傳統水處理技術的不足，實現了鍋爐水系統安全高效、節能減排的目標，節能潛力巨大，具有良好的推廣價值。