1、循環(huán)水系統(tǒng)氯離子濃度的影響因素及對策工業(yè)技術(shù)齊魯石油化工,2010,38(4):292295qilupetrochemicaltechnology循環(huán)水系統(tǒng)氯離子濃度的影響因素及對策孫波濤許志東(中國石化齊魯分公司氯堿廠,山東淄博,2.55400)摘要循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中氯離子會造成金屬設(shè)備的腐蝕,分析指出工業(yè)水的氯離子濃度以及氯氣殺菌是影響循環(huán)水系統(tǒng)中氯離子濃度的主要因素.采用在弱酸陽離子交換器后增加臺弱堿陰離子交換器,去除水中氯離子,可有效地降低工業(yè)水對循環(huán)水氯離子濃度的影響.關(guān)鍵詞循環(huán)水氯離子影響對策中圖分類號:tqo85文獻標識碼:b文章編號:10099859(2010)040292041

2、前言隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快,城鎮(zhèn)用水量迅速增加,而水資源的嚴重不足,超限度開采和水污染的加劇,使本來已經(jīng)緊張的水資源供需矛盾更加突出.工業(yè)用水量約占城市總用水量的70%以上,而加強工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行與管理,是工業(yè)節(jié)水的重要措施之一.提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)是目前比較可行和有效的一種節(jié)水途徑,但在濃縮倍數(shù)提高的同時,循環(huán)水中各種離子濃度不斷上升,特別是氯離子的增加引起各方面的關(guān)注和疑慮.氯離子是一種強腐蝕性離子,離子半徑小,穿透性強,容易穿過膜層,置換氧原子形成氯化物加速陽極過程的進行,使腐蝕加速,是引起點蝕的主要原因.此外它還能破壞不銹鋼和鋁等金屬或合金表面的鈍化膜,引起金屬的縫隙腐蝕和

3、應(yīng)力腐蝕破壞.為此,循環(huán)水中氯離子濃度的控制指標為900mg/l.為了防止由于循環(huán)水濃縮倍數(shù)增加而引起的氯離子濃度超標,循環(huán)水場通常采取排污置換的方式降低氯離子濃度,造成工業(yè)用水量和污水排放量增加,水資源浪費.本文以中國石化齊魯分公司氯堿廠第八循環(huán)水場為例,對影響循環(huán)水中氯離子濃度的因素進行分析,提出節(jié)水減排的措施.2循環(huán)水系統(tǒng)氯離子濃度的影響因素分析氯氣是一種強氧化性殺菌劑,用于循環(huán)水系統(tǒng)殺菌滅藻,控制微生物.氯氣溶于水后,迅速發(fā)生水解反應(yīng),生成鹽酸和次氯酸.水解生成的氯離子將增加循環(huán)水系統(tǒng)氯離子濃度.循環(huán)水由于水分蒸發(fā),風吹等因素損失部分水量,需要補充工業(yè)水保持系統(tǒng)水量平衡.工業(yè)水中氯離子

4、進入循環(huán)水后其濃度隨著循環(huán)水濃縮倍數(shù)的增加而增加,當工業(yè)水中氯離子濃度為120mg/l,循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)控制在5.5時,工業(yè)水帶人系統(tǒng)的氯離子濃度達到660mg/l.循環(huán)水中氯離子主要來源于氯氣殺菌和補充工業(yè)水,尋找替代氯氣的殺菌劑以及降低補充工業(yè)水中氯離子濃度是降低循環(huán)水氯離子濃度的有效方法.3降低循環(huán)水系統(tǒng)中氯離子濃度的措施3.1殺菌劑由氯氣改為二氧化氯,降低帶入系統(tǒng)的氯離子數(shù)量二氧化氯在水中以溶解氣體存在,不發(fā)生水解反應(yīng),投加二氧化氯對系統(tǒng)中氯離子濃度影響不大.但二氧化氯極不穩(wěn)定,氣態(tài)和液態(tài)均易爆炸,必須現(xiàn)場活化制取.目前,采用強酸與亞氯酸鈉制取二氧化氯的方法簡單,產(chǎn)品中無自由氯,但亞

5、氯酸鈉轉(zhuǎn)化成二氧化氯的理論轉(zhuǎn)化率低,且亞氯酸鈉本身價格昂貴(約為氯氣的l0倍左右),這就限制了二氧化氯作為殺菌劑的應(yīng)用.二氧化氯采用現(xiàn)場制備方式,即利用亞氯酸收稿日期:20101119.作者簡介:孫波濤(1983一),男,2006年畢業(yè)于山東建筑大學(xué)給水排水工程.qk.現(xiàn)在中國石化齊魯分公司氯堿廠從事循環(huán)水管理i:作.電話:05337525569.第4期孫波濤等.循環(huán)水系統(tǒng)氯離子濃度的影響因素及對策?293?鈉與檸檬酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯,每天投加兩次,每天消耗亞氯酸鈉約240kg.由于現(xiàn)場反應(yīng)器活化率偏低,二氧化氯對循環(huán)水的殺菌效果不明顯,且加藥間隔時間長,細菌控制不理想,循環(huán)水系統(tǒng)的菌數(shù)經(jīng)常維

6、持在l010.-/ml,超出控制指標(小于10+/ml),不能對細菌生長進行有效控制.投加二氧化氯殺菌的效果見表1.表1沖擊式投加二氧化氯殺菌效果日期異養(yǎng)菌數(shù)/個20o91o一192oo91o一262o()9一ll一092o()9一ll一3o2oo9一l2072oo912142oo9123l2olool一25使用二氧化氯對循環(huán)水的運行成本影響較大,氯氣和二氧化氯對循環(huán)水成本的影響見表2.表2二氧化氯與氯氣價格比較通過以上分析可知,采用二氧化氯殺菌可降低投加殺菌劑對循環(huán)水氯離子濃度的影響,殺菌效果不理想,成本較高.3.2采用系統(tǒng)排污,降低循環(huán)水系統(tǒng)氯離子濃度氯離子進人系統(tǒng)后,其含量不隨水分蒸發(fā)而

7、降低.設(shè)補充水中氯離子的濃度為c,而循環(huán)水中氯離子濃度c只是隨著補充水量和排污水量的變化而變化,那么對系統(tǒng)中氯離子濃度的瞬時變化可作如下的分析.氯離子的瞬時變化量為d(vc),氯離子隨補充水的加人而引起的瞬時增加量為mcdt,氯離子隨排污水的排出而引起的瞬時減少量為bcdt,根據(jù)物料衡算的概念,系統(tǒng)中氯離子瞬時變化量應(yīng)該等于進入系統(tǒng)的瞬時量和排出系統(tǒng)的瞬時量的代數(shù)和.以公式表示如下:dc(i)式中:系統(tǒng)中水的總?cè)萘?m;c系統(tǒng)中氯離子的瞬時濃度,mg/l;7補充水量,m/h;c補充水中氯離子濃度,mg/l;b排污水量,m/h.設(shè)系統(tǒng)在t.時,氯離子的濃度為c.,經(jīng)t后,氯離子的濃度為c.對式(

8、1)積分,可得式(2):f.c=f(2)omcjmbcj.,.1經(jīng)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:卜系統(tǒng)排污時間,h;k一系統(tǒng)濃縮倍數(shù).循環(huán)水中氯離子濃度的控制指標為900mg/l,假定系統(tǒng)排污前的氯離子濃度c.=900mg/l,以24h氯離子濃度降低100mg/l為合格,即c=800mg/l.系統(tǒng)濃縮倍數(shù)k=5.5,補充水中氯離子濃度c=120mg/l,系統(tǒng)中水的總?cè)萘縱:8000m,系統(tǒng)排污時間=24h,計算b=180m/h,排污一次的水量為4320m.,以每月排污量2次計算,年排污量為1.0410m.由此可見采用系統(tǒng)排污

9、的方法,降低循環(huán)水系統(tǒng)氯離子濃度,水資源浪費嚴重.3.3采用離子交換樹脂,降低補充水的氯離子濃度由于離子交換樹脂具有選擇性,弱堿性陰離子交換樹脂只能與強酸陰離子發(fā)生離子交換,不能吸附弱酸陰離子,因此氯離子容易被弱堿性陰離子交換樹脂吸附交換3】.但樹脂上的活性基團在水中離解能力很低,受水的ph值影響很大,ph值升高,水中氫氧根離子抑制交換反應(yīng)的進行,因此弱堿陰離子樹脂對氯離子的交換反應(yīng),只能在酸性條件下進行.第八循環(huán)水場為了控制循環(huán)水中鈣鎂離子濃度,部分工業(yè)水經(jīng)過軟化處理后進人循環(huán)水,軟化器采用弱酸陽離子交換器,處理后水的ph值降至24,在軟化器之后增設(shè)1臺弱堿陰離子交換器,以除去補充水中的氯離

10、子,oooooooo;1lx52054ool141135l.294.齊魯石油化工qilupetrochemicaltechnology2010年第38卷從而達到降低補充水氯離子濃度的目的.現(xiàn)有的軟化水處理流程是工業(yè)水通過裝有dll3大孔弱酸丙烯酸系陽離子交換樹脂的交換器后,去除了水中的碳酸鹽硬度,反應(yīng)式如下:2rcooh+ca(hco3)2_+(rcoo)2ca+co2+h202rcooh+mg(hco3)2一(rco0)2mg+co2+h20由軟化器底部流出的軟化水進入脫碳塔上部,遇到從脫碳塔底部由脫碳風機自下而上吹進來的空氣時,酸性軟化水中的hco,被分解成二氧化碳和水.脫掉co后的軟化水

11、貯存在軟化水池中,并靠重力流到集水池中,作為補充水.軟化水處理系統(tǒng)見圖1.l甲乳陽離子交換器圖1軟化水處理系統(tǒng)軟化處理后的水質(zhì)指標ph值為24,鈣離子濃度不大于40mg/l,氯離子,硫酸根等陰離子濃度保持不變.在弱酸陽離子交換器后增加1臺弱堿陰離子交換器,去除水中氯離子.反應(yīng)式為:rnh3oh+hclrnh3c1+h20增加弱堿陰離子交換器的水處理系統(tǒng)如圖2所示.陽離子交換器陰離子交換器圖2增加弱堿陰離子交換器后的水處理系統(tǒng)增加弱堿陰離子交換器后的水質(zhì)指標ph值為67,鈣離子濃度不大于40mg/l,氯離子濃度不大于5mg/l,有效地降低了工業(yè)水對循環(huán)水氯離子濃度的影響.4結(jié)論影響循環(huán)水中氯離子

12、濃度的主要因素是工業(yè)水的氯離子濃度以及氯氣殺菌,采用二氧化氯殺菌可降低投加殺菌劑對循環(huán)水氯離子濃度的影響,殺菌效果不理想,成本較高.采用系統(tǒng)排污降低氯離子濃度,水資源浪費大.采用在弱酸陽離子交換器后增加1臺弱堿陰離子交換器,去除水中氯離子,可有效地降低工業(yè)水對循環(huán)水氯離子濃度的影響.參考文獻1齊冬子.敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)處理.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,20052周本省.工業(yè)水處理技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2o023嚴煦世,范瑾初.給水工程.北京:中國建筑工業(yè)出版社,19994王一平.淺除鹽技術(shù)的原理及應(yīng)用.南京:江蘇教育出版社,1996analysisandc0untermeasureso

13、nfactorsinfluencingchloiudionconcentrationincirculatingcoolingwatersystemsunbotaoandxuzhidong(chloroalkalicomplexofqilubranchco.,sinopec,zibo,shandong,255411)abstractchloridionexistinginthecirculatingcoolingwatersystemcancausecorrosion0fallmetalplant.thispaperanalyzedandpointedoutthatchloridionconce

14、ntrationinindus.第4期孫波濤等.循環(huán)水系統(tǒng)氯離子濃度的影響因素及對策-295?tria1waterandchlorinesterilizationwerethemajorfactorsinfluencingchloridionconcentrationinthecirculatingcoolingwatersystem.aweakbaseanionexchangerwasaddedbehindtheweakacidcationexchangertoremovechloridioninthewater,whichcanreduceeffectivelytheinfluenceof

15、industrialwateronchloridionconcentrationinthecirculatingwater.keywordscirculatingwater,chloridion,influence,countermeasure(上接第285頁)summaryoncapacityexpansionandreformof150kt/amtbedevicezhoutie(sinopeczhenhairefining&chemicalcompany,ningbo,zhefiang,315200)abstractcombinedtheindustrialrunningcours

16、eofzhenhai150kt/amtbedeviceafterthecapacityexpansionandreform,theproblemsexistinginthedeviceoperationwereanalyzed,andtheappliedmeasuresandacquiredeffectivenessweresummarized.keywordscapacityexpansionandreform,mtbe,catalyst,isobutene,optimization(上接第291頁)applicationofdbdplasmatechnologyintreatmentofs

17、tinkgasofacrylicfiberplantoiuchunshu(qilubranchcompanyofsinopec,zibo,shandong,255400)abstractdimethylamineexistedinevacuationgasofsonentrecoveryunitinacrylicfiberplantofqilubranchcompany,whichcausedstinkemissioninthecomplexzone.aftertheevacuationgaswastreatedwithlowtemperatureplasmageneratedbydbd,theremovalrateofdimethylaminereachedover99.6%.thestenchconcentrationinthechimneyoffgaswaslessthan1000,whichmetthedischargestandardrequirementofthestateenvironmentalprotection.thestinkemissionprobleminthecomplexzonewassolv