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1、循环水系统氯离子浓度的影响因素及对策工业技术齐鲁石油化工,2010,38(4):292295QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY循环水系统氯离子浓度的影响因素及对策孙波涛许志东(中国石化齐鲁分公司氯碱厂,山东淄博,2.55400)摘要循环冷却水系统中氯离子会造成金属设备的腐蚀,分析指出工业水的氯离子浓度以及氯气杀菌是影响循环水系统中氯离子浓度的主要因素.采用在弱酸阳离子交换器后增加台弱碱阴离子交换器,去除水中氯离子,可有效地降低工业水对循环水氯离子浓度的影响.关键词循环水氯离子影响对策中图分类号:TQo85文献标识码:B文章编号:10099859(2010)040292041
2、前言随着我国工业化进程的不断加快,城镇用水量迅速增加,而水资源的严重不足,超限度开采和水污染的加剧,使本来已经紧张的水资源供需矛盾更加突出.工业用水量约占城市总用水量的70%以上,而加强工业循环冷却水系统的运行与管理,是工业节水的重要措施之一.提高循环水浓缩倍数是目前比较可行和有效的一种节水途径,但在浓缩倍数提高的同时,循环水中各种离子浓度不断上升,特别是氯离子的增加引起各方面的关注和疑虑.氯离子是一种强腐蚀性离子,离子半径小,穿透性强,容易穿过膜层,置换氧原子形成氯化物加速阳极过程的进行,使腐蚀加速,是引起点蚀的主要原因.此外它还能破坏不锈钢和铝等金属或合金表面的钝化膜,引起金属的缝隙腐蚀和
3、应力腐蚀破坏.为此,循环水中氯离子浓度的控制指标为900mg/L.为了防止由于循环水浓缩倍数增加而引起的氯离子浓度超标,循环水场通常采取排污置换的方式降低氯离子浓度,造成工业用水量和污水排放量增加,水资源浪费.本文以中国石化齐鲁分公司氯碱厂第八循环水场为例,对影响循环水中氯离子浓度的因素进行分析,提出节水减排的措施.2循环水系统氯离子浓度的影响因素分析氯气是一种强氧化性杀菌剂,用于循环水系统杀菌灭藻,控制微生物.氯气溶于水后,迅速发生水解反应,生成盐酸和次氯酸.水解生成的氯离子将增加循环水系统氯离子浓度.循环水由于水分蒸发,风吹等因素损失部分水量,需要补充工业水保持系统水量平衡.工业水中氯离子
4、进入循环水后其浓度随着循环水浓缩倍数的增加而增加,当工业水中氯离子浓度为120mg/L,循环水系统浓缩倍数控制在5.5时,工业水带人系统的氯离子浓度达到660mg/L.循环水中氯离子主要来源于氯气杀菌和补充工业水,寻找替代氯气的杀菌剂以及降低补充工业水中氯离子浓度是降低循环水氯离子浓度的有效方法.3降低循环水系统中氯离子浓度的措施3.1杀菌剂由氯气改为二氧化氯,降低带入系统的氯离子数量二氧化氯在水中以溶解气体存在,不发生水解反应,投加二氧化氯对系统中氯离子浓度影响不大.但二氧化氯极不稳定,气态和液态均易爆炸,必须现场活化制取.目前,采用强酸与亚氯酸钠制取二氧化氯的方法简单,产品中无自由氯,但亚
5、氯酸钠转化成二氧化氯的理论转化率低,且亚氯酸钠本身价格昂贵(约为氯气的l0倍左右),这就限制了二氧化氯作为杀菌剂的应用.二氧化氯采用现场制备方式,即利用亚氯酸收稿日期:20101119.作者简介:孙波涛(1983一),男,2006年毕业于山东建筑大学给水排水工程.qk.现在中国石化齐鲁分公司氯碱厂从事循环水管理I:作.电话:05337525569.第4期孙波涛等.循环水系统氯离子浓度的影响因素及对策?293?钠与柠檬酸反应产生二氧化氯,每天投加两次,每天消耗亚氯酸钠约240kg.由于现场反应器活化率偏低,二氧化氯对循环水的杀菌效果不明显,且加药间隔时间长,细菌控制不理想,循环水系统的菌数经常维
6、持在l010.-/mL,超出控制指标(小于10+/mL),不能对细菌生长进行有效控制.投加二氧化氯杀菌的效果见表1.表1冲击式投加二氧化氯杀菌效果日期异养菌数/个20o91O一192oo91O一262o()9一ll一092o()9一ll一3O2oo9一l2072oo912142oo9123l2Olool一25使用二氧化氯对循环水的运行成本影响较大,氯气和二氧化氯对循环水成本的影响见表2.表2二氧化氯与氯气价格比较通过以上分析可知,采用二氧化氯杀菌可降低投加杀菌剂对循环水氯离子浓度的影响,杀菌效果不理想,成本较高.3.2采用系统排污,降低循环水系统氯离子浓度氯离子进人系统后,其含量不随水分蒸发而
7、降低.设补充水中氯离子的浓度为C,而循环水中氯离子浓度C只是随着补充水量和排污水量的变化而变化,那么对系统中氯离子浓度的瞬时变化可作如下的分析.氯离子的瞬时变化量为d(VC),氯离子随补充水的加人而引起的瞬时增加量为MCdt,氯离子随排污水的排出而引起的瞬时减少量为BCdt,根据物料衡算的概念,系统中氯离子瞬时变化量应该等于进入系统的瞬时量和排出系统的瞬时量的代数和.以公式表示如下:dC(I)式中:系统中水的总容量,m;C系统中氯离子的瞬时浓度,mg/L;7补充水量,m/h;C补充水中氯离子浓度,mg/L;B排污水量,m/h.设系统在t.时,氯离子的浓度为c.,经t后,氯离子的浓度为c.对式(
8、1)积分,可得式(2):f.c=f(2)oMcJMBCJ.,.1经整理后可得式(3):c=+(Co-)e等(1_由式=詈,=t一,最后整理得式(4):=n(4)式中:卜系统排污时间,h;K一系统浓缩倍数.循环水中氯离子浓度的控制指标为900mg/L,假定系统排污前的氯离子浓度C.=900mg/L,以24h氯离子浓度降低100mg/L为合格,即C=800mg/L.系统浓缩倍数K=5.5,补充水中氯离子浓度C=120mg/L,系统中水的总容量V:8000m,系统排污时间=24h,计算B=180m/h,排污一次的水量为4320m.,以每月排污量2次计算,年排污量为1.0410m.由此可见采用系统排污
9、的方法,降低循环水系统氯离子浓度,水资源浪费严重.3.3采用离子交换树脂,降低补充水的氯离子浓度由于离子交换树脂具有选择性,弱碱性阴离子交换树脂只能与强酸阴离子发生离子交换,不能吸附弱酸阴离子,因此氯离子容易被弱碱性阴离子交换树脂吸附交换3】.但树脂上的活性基团在水中离解能力很低,受水的pH值影响很大,pH值升高,水中氢氧根离子抑制交换反应的进行,因此弱碱阴离子树脂对氯离子的交换反应,只能在酸性条件下进行.第八循环水场为了控制循环水中钙镁离子浓度,部分工业水经过软化处理后进人循环水,软化器采用弱酸阳离子交换器,处理后水的pH值降至24,在软化器之后增设1台弱碱阴离子交换器,以除去补充水中的氯离
10、子,OOOOOOOO;1lX52054OOl141135l.294.齐鲁石油化工QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY2010年第38卷从而达到降低补充水氯离子浓度的目的.现有的软化水处理流程是工业水通过装有Dll3大孔弱酸丙烯酸系阳离子交换树脂的交换器后,去除了水中的碳酸盐硬度,反应式如下:2RCOOH+Ca(HCO3)2_+(RCOO)2Ca+CO2+H202RCOOH+Mg(HCO3)2一(RCO0)2Mg+CO2+H20由软化器底部流出的软化水进入脱碳塔上部,遇到从脱碳塔底部由脱碳风机自下而上吹进来的空气时,酸性软化水中的HCO,被分解成二氧化碳和水.脱掉CO后的软化水
11、贮存在软化水池中,并靠重力流到集水池中,作为补充水.软化水处理系统见图1.l甲乳阳离子交换器图1软化水处理系统软化处理后的水质指标pH值为24,钙离子浓度不大于40mg/L,氯离子,硫酸根等阴离子浓度保持不变.在弱酸阳离子交换器后增加1台弱碱阴离子交换器,去除水中氯离子.反应式为:RNH3OH+HClRNH3C1+H20增加弱碱阴离子交换器的水处理系统如图2所示.阳离子交换器阴离子交换器图2增加弱碱阴离子交换器后的水处理系统增加弱碱阴离子交换器后的水质指标pH值为67,钙离子浓度不大于40mg/L,氯离子浓度不大于5mg/L,有效地降低了工业水对循环水氯离子浓度的影响.4结论影响循环水中氯离子
12、浓度的主要因素是工业水的氯离子浓度以及氯气杀菌,采用二氧化氯杀菌可降低投加杀菌剂对循环水氯离子浓度的影响,杀菌效果不理想,成本较高.采用系统排污降低氯离子浓度,水资源浪费大.采用在弱酸阳离子交换器后增加1台弱碱阴离子交换器,去除水中氯离子,可有效地降低工业水对循环水氯离子浓度的影响.参考文献1齐冬子.敞开式循环冷却水系统的化学处理.北京:化学工业出版社,20052周本省.工业水处理技术.北京:化学工业出版社,2o023严煦世,范瑾初.给水工程.北京:中国建筑工业出版社,19994王一平.浅除盐技术的原理及应用.南京:江苏教育出版社,1996ANALYSISANDC0UNTERMEASURESo
13、NFACToRSINFLUENCINGCHLoIUDIoNCONCENTRATIoNINCIRCULATINGCooLINGWATERSYSTEMSunBotaoandXuZhidong(ChloroAlkaliComplexofQiluBranchCo.,SINOPEC,Zibo,Shandong,255411)AbstractChloridionexistinginthecirculatingcoolingwatersystemcancausecorrosion0fallmetalplant.Thispaperanalyzedandpointedoutthatchloridionconce
14、ntrationinindus.第4期孙波涛等.循环水系统氯离子浓度的影响因素及对策-295?tria1waterandchlorinesterilizationwerethemajorfactorsinfluencingchloridionconcentrationinthecirculatingcoolingwatersystem.AweakbaseanionexchangerWasaddedbehindtheweakacidcationexchangertoremovechloridioninthewater,whichcanreduceeffectivelytheinfluenceof
15、industrialwateronchloridionconcentrationinthecirculatingwater.Keywordscirculatingwater,chloridion,influence,countermeasure(上接第285页)SUMMARYoNCAPACITYEXPANSIoNANDREFoRMoF150kt/aMTBEDEVICEZhouTie(SINOPECZhenhaiRefining&ChemicalCompany,Ningbo,Zhefiang,315200)AbstractCombinedtheindustrialrunningcours
16、eofZhenhai150kt/aMTBEdeviceafterthecapacityexpansionandreform,theproblemsexistinginthedeviceoperationwereanalyzed,andtheappliedmeasuresandacquiredeffectivenessweresummarized.Keywordscapacityexpansionandreform,MTBE,catalyst,isobutene,optimization(上接第291页)APPLICATIoNoFDBDPLASMATECHNoLoGYINTREATMENToFS
17、TINKGASoFACRYLICFIBERPLANTOiuChunshu(QiluBranchCompanyofSINOPEC,Zibo,Shandong,255400)AbstractDimethylamineexistedinevacuationgasofsoNentrecoveryunitinAcrylicFiberPlantofQiluBranchCompany,whichcausedstinkemissioninthecomplexzone.AftertheevacuationgaswastreatedwithlowtemperatureplasmageneratedbyDBD,th
18、eremovalrateofdimethylaminereachedover99.6%.Thestenchconcentrationinthechimneyoffgaswaslessthan1000,whichmetthedischargestandardrequirementofthestateenvironmentalprotection.Thestinkemissionprobleminthecomplexzonewassolved.Keywordsstink,dimethylamine,DBDplasmabody,dielectricbarrierdischarge聚合釜DCS生产PVC温控技术获专利LNiEcr-中发公司研发的小型聚合釜DCS生产PVC反应温度的控制方法获得国家发明专利.该技术首次使用DCS控制聚合反应釜的升温,过渡,恒温,停釜过程,预设3个辅助参数值,进行顺序投料后再打开蒸汽调节阀至指定阀位控制,由程序进行判断,达到设定值进入反应阶段.该技术能使反应温度达到理想控制标准,从而使反应平稳,保证并优化了产品质量,实现了聚合生产关键工序的自动控制.(本刊摘编)
