Обработка воды систем водооборотных циклов на промплощадке ОАО "Воскресенские минеральные удобрения"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обработка воды систем водооборотных циклов на промплощадке ОАО «Воскресенские минеральные удобрения»

Павлухина Л.Д., Ракчеева Л.В.,

Якушева А.М., Гаврилов Н.Б.

ОАО «Воскресенские минеральные удобрения»

Введение

На промплощадку ОАО «Воскресенские минеральные удобрения для подпитки водооборотных циклов (ВОЦ) поступает речная вода в количестве 38-40 % от общего расхода взамен безвозвратных потерь на испарение, брызгоунос и продувку (сброс части оборотной воды из системы).

С целью снижения расхода речной воды, предотвращения процессов накипеобразования, биоотложений и коррозии в системах ВОЦ в производстве серной кислоты, компрессорной станции и производстве аммиака подпиточную воду для оборотных циклов обрабатывали эффективными ингибиторами. Реагентная обработка воды фактически полностью предотвратила отложения малорастворимых солей на поверхности основного оборудования, уменьшила скорость коррозии теплообменной аппаратуры и коммуникаций до нормативного показателя, а также снизила образование микробиологических обрастаний на поверхности градирен и в трубопроводах до допустимых значений.

Обработка оборотной воды системы В/О №1 (производство серной кислоты)

В системе водооборота производства серной кислоты №1 оборотная вода подаётся на охлаждение растворов серной кислоты после моногидратной и сушильной башен.

Потери воды на брызгоунос в период испытаний составляли 11-12 м³/ч, на испарение 37-52 м³/час, продувка воды из системы В/О достигала 40-50 м³/ч при изменении К упаривания воды от 1,5 до 2,0.

Дозирование растворов реагентов в оборотную воду проводили с помощью насосов-дозаторов фирмы «Проминент»:

ИК-1 - 0,75-1,15 г/м³ подпиточной воды или 2,4-3,6 дм³/сутки (0,1-0,15 дм³/ч);

ИКС-2 - 0,5 г/м³ в пересчёте на цинк или 30,0 дм³/сутки (1,25 дм³/ч);

Д-1 - 8,0 г/дм³ товарного продукта или 20,0 дм³/сутки (0,48 дм³/ч).

В качестве ингибитора накипеобразования (ИК-1) использовали реагент на основе комплексонов-оксиэтилидендифосфоновой и нитрилотриметилфосфоновой кислот;

В качестве ингибитора коррозии использовали цинковую соль оксиэтилидендифосфоновой кислоты;

В качестве диспергатора применяли смесь неионогенных ПАВ, которые как «щётка» вычищают внутреннюю поверхность оборудования и коммуникаций от грязи, ила и рыхлых отложений.

Изменение фактического содержания солей жёсткости и сухого остатка в оборотной воде при её обработке относительно расчётных (по составу подпиточной воды и К упаривания воды), принятых за 100 %, приведены на рис.1.

Как следует из полученных результатов, изменение фактического содержания солей жёсткости в оборотной воде находится выше расчётного показателя, принятого за 100 %, что свидетельствует об отсутствии процессов накипеобразования. Содержание сухого остатка в оборотной воде, обработанной реагентами, ниже расчётного, что обусловлено не процессами образования отложений солей, а, вероятно, процессами десорбции СО₂ из оборотной воды на градирне.

Микробиологический анализ оборотной воды показал содержание ОМЧ (общее микробное число ) не более 600 КОЕ в см³ при норме 10⁴ - 10⁵ КОЕ/см³, колиформных бактерий - 23 КОЕ в 100 см³, термотолерантных колиформных бактерий - 23 КОЕ в 100 см³ при нормативе 100 КОЕ в 100 см³. Результаты микробиологического анализа оборотной воды свидетельствуют, что содержание в ней ОМЧ в 100 - 1000 раз ниже нормы, вероятно, в связи с биоцидным действием аморфной серы, содержащейся в расхоложенном конденсате пара, небольшая часть которого сбрасывается в систему ВОЦ.

Скорость коррозии контрольных пластин из стали 3 составила 0,23 мм / год ( 6 балл стойкости по десятибалльной шкале стойкости - пониженно-стойкие в данной среде), причём коррозия пластин носит язвенный характер.

В процессе обработки системы В/О контролировали изменение расчётных относительных показателей К теплопередачи теплообменников, приведенных в таблице №1.

Таблица №1

Изменение показателей работы теплообменного оборудования

Как следует из сопоставления полученных результатов, относительный К теплопередачи холодильников за 6 месяцев реагентной обработки снизился незначительно.

При продолжении испытаний проведены следующие мероприятия:

1 Уменьшена подпитка системы В/О до величины суммарных потерь воды на градирне в объёме не более 60 м³/час с целью повышения К упаривания воды;

2 Увеличена доза ингибитора коррозии ИКС -2 в 1,5 - 2 раза.

Реагенты в подпиточную воду вводили с помощью насосов-дозаторов в тех же количествах, что и на 1-ом этапе. Ингибитор коррозии ИКС-2 вводили дозой в 1,5 раза больше, чем на 1-ом этапе. Кроме того, провели испытания сроком около 1000 час с ингибитором на основе триполи- и гексаметафосфатов натрия ИКС-5 при дозе 4,0 г/м³ по РО₄^3- - 30,0 дм³/сутки ( 1,25 дм³/час).

Скорость коррозии контрольных пластин при этом составила:

- 0,07 мм/год при добавлении ингибитора ИКС-5;

- 0,14 мм/год при обработке ингибитором ИКС-2 при увеличенном расходе последнего.

В связи с полученными данными для обработки оборотной воды в качестве ингибитора коррозии выбрана композиция на основе поли- и гексаметафосфатов натрия.

Обработка оборотной воды системы водооборота №6 (компрессорная станция сжатого воздуха)

Производительность системы водооборота 1500-1800 м³/час.

Обработка оборотной воды реагентами проводится с 1998 г при следующих дозах.

при К _уп=2-3 при К_уп =1,5-1,8

ИК-1 2 дм³/сутки1 дм³/сутки

ИКС-2 2 дм³/сутки1 дм³/сутки

Д-1 2,5 дм³/сутки1-2 дм³/сутки

Оборотную воду также обрабатывали биоцидом Б-1 на основе четвертичных аммониевых оснований. Оборотную воду обрабатывали периодически 2 раза в неделю летом и 1 раз в месяц зимой. Шоковая концентрация составляла 40-50 мг/дм³ на ёмкость системы. Биоцид медленно разрушал биообрастания, внедряясь в их структуру и вызывая их постепенное отмирании, разлагаясь при этом на нетоксичные реагенты.

Продувка системы водооборота при К уп =2-3 поддерживалась на уровне 0,5-1,0 м³/час, при К уп=1,5-1,8 увеличилась до 3-4 м³/час..

В системе водооборота проводится 1 раз в квартал определение скорости коррозии контрольных пластин из Ст.3 для анализа качества ингибирования воды. Результаты контроля свидетельствовали, что скорость коррозии последних в воде 0,1 мм, что не превышает установленный норматив. Поверхность пластин, как правило, практически чистая и визуально на ней не отмечено следов питтинговой коррозии.

На градире системы водооборота через 5 лет эксплуатации была разобрана одна из форсунок, которая оказалась полностью чистой.

В результате реагентной обработки воды зафиксировано:

а) отсутствие солевых отложений в теплообменной аппаратуре;

б) снижение биообрастаний в системе водооборота, в форсунках, на поверхности теплообменников от ОМЧ=10⁴-10⁶ КОЕ/см³ до 10²-10⁴ КОЕ/см³;

в) уменьшение скорости коррозии в оборотной воде до нормы (0,1 мм/год).

Внедрение реагентной обработки оборотной воды позволило уменьшить расход электроэнергии в компрессорной станции за счёт улучшения эффекта охлаждения в межступенчатых холодильниках компрессоров на величину 1 196 400 квтч, что составило 525 000 руб за 2000 год.

В системе В/О №6 был повышен К упаривания оборотной воды до 3 и достигнуто снижение сброса условно чистых вод в 3,5 раз.

Обработка оборотной воды системы водооборота №3 ( производство аммиака)

Мощность системы водооборота -14000 м³/ч. Коэффициент упаривания оборотной воды составил 1,3. Емкость системы водооборота по расчёту составила 6000 м³. Период обработки оборотной воды - 4 месяца.

В системе была проведена только биоцидная обработка подпиточной воды с целью определения возможности повышения эффективности производства аммиака за счет снижения количества отложений и содержания микробиологии в оборотной воде.

В качестве реагентов использовали гипохлорит натрия при дозе 8,9 дм³/ч и бромид натрия при дозе 1,1 дм³/ч. Для дозирования реагентов использовали насосы Грундфос.

В ходе испытаний биоцидной обработки были зафиксированы следующие параметры, которые приведены в таблице №2

оборотный вода обработка ингибитор

Таблица №.2

Показатели обработки оборотной воды системы В/О №3

Результаты изменения микробиологического состава воды и состава оборотной воды приведены на рис..2-3. Изменение микробиологического состава свидетельствует о его резком снижении в период обработки. В период остановки обработки в сентябре месяце обнаружен резкий рост в воде микроорганизмов, который снова уменьшился до норматива при подаче реагентов в воду.

Изменение фактического содержания солей жёсткости и фосфатов на рис. 3 относительно расчётных их количеств показывает их изменение ниже расчётных, что свидетельствует об образовании отложений на поверхности оборудования.

Через 20 суток после начала испытаний в теплообменниках одного из блоков появилось большое количество ракушечника, что вызвало их незапланированные чистки. В меньшем количестве ракушечник был обнаружен в отделении синтеза и конверсии. В процессе испытаний проводили анализ отложений, состав которых существенно не изменился и в основном состоял из неорганических соединений.(50 - 90 %).

За 4 месяца испытаний реагентной обработки в ноябре получили заметное снижение энергопотребления в блоке «А» в количестве 64,43 кВт ч/1 т NH₃, что обусловлено чистотой поверхности оборудования в этом блоке в начале проведения испытаний.

Зафиксированы следующие езультаты реагентной обработки системы водооборота №3:

- снижение общего микробного числа (ОМЧ) в оборотной воде в 4-10 раз;

- резкое уменьшение содержания ракушечника в теплообменниках, что повысило теплопередачу в аппаратах водяного охлаждения в отделении сжижения воздуха и тем самым позволило получить экономию электроэнергии при работе компрессоров на сумму 1 200 000 руб.

На основании проведенных испытаний и расчётов получено, что с помощью реагентной обработки воды для систем водооборотов при К упаривания её до 2 возможно снижение объёма подпитки с 38-40 % до 25 % от общего расхода речной воды, поступающей на предприятие.

Размещено на Allbest.ru