大氨租Feb.2012第35卷第1期Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industryvol.35 No.1循環(huán)水系統(tǒng)在漏氨情況下的優(yōu)化運行張金東(重慶建峰化工股份有限公司化肥分公司,重慶408601)摘要:針對合成氨裝置換熱器泄漏,導致循環(huán)水系統(tǒng)氨含量升高問題,分析系統(tǒng)漏氨的危害,漏氨情況下采取降低濃縮倍數(shù)、調整水質穩(wěn)定劑投加比例、實時采取不同的殺菌劑投加方式和種類等優(yōu)化調整措施,確?；恃b置安全穩(wěn)定、長周期運行。關鍵詞:循環(huán)水漏氨優(yōu)化措施1概述冷凝器進、出口氨含量見表1。重慶建峰化工股份有限公司化肥分公司一化表1循環(huán)水回水及氨冷凝器進、 出口肥是采用布朗合成氨工藝、斯那姆尿素工藝,設計氨含量監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計mg/L生產能力為年產合成氨30萬噸,尿素52萬噸。為時間循環(huán)水回氨冷凝器NH:該裝置換熱器提供冷卻水的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)設計水NH+進口出口能力為13700m2/h,所用水質穩(wěn)定劑為JN-1、JN-2011-07-132.152011-07-18 25.5442.214緩蝕阻垢劑,在運行中以氯氣殺菌為主,非氧化2011-07-2033.382011-08-03 15.6928.842011-08- 0532.382011-08-18 23.48性殺菌劑為輔。十幾年來經過努力,循環(huán)水系統(tǒng)運2011-08- -2025.722011-08-28 29.7943.53行穩(wěn)定,水質較好,滿足了主裝置安全、穩(wěn)定、長周2011-09-0529.852011-09-08 22.3539.87期運行的需要。但自2011年7月13日起受氨冷2011-09-2047.742011-09-18 14.5928.56凝器泄漏的影響,系統(tǒng)中氨含量逐漸升高,最高值2011-10-0553.762011-09-28 46.87 69.18達71.82mg/L (10月22日)，平均為29.58 mg/L2011-10-20 .38.722011-10-15 39.7266.55(正常情況下在5mg/L以下),造成水質惡化,水質平均36.1127.25 44.47控制日益困難，嚴重影響了裝置的長周期運行。為差值17.22了有效控制菌藻生長，最大限度降低漏氨對裝置注:因循環(huán)水取樣為供水界區(qū),而氨冷凝器在合成界區(qū),的影響,采取交替投加非氧化性殺菌劑、增加投加故取樣時間不統(tǒng)- -。頻率、有機溴化劑與氯氣交替投加等方法進行殺以氨冷凝器循環(huán)水量及進出口氨差值計算每:菌滅藻,取得了較好的效果。天漏氨量為1074.528 kg。2問題的發(fā)現(xiàn)3漏氨的危害2011年7月13日循環(huán)水回水氨含量突然增1)氨漏人循環(huán)水中，首先會使循環(huán)水pH值和大到52.15mg/L，比12日分析數(shù)據(jù)5.97 mg/L上堿度升高,在泄漏處局部pH值很高,造成結垢。升了46.18 mg/L,加樣分析數(shù)據(jù)48.72 mg/L,經連2)氨在亞硝化菌、硝化菌的作用下,轉化成亞續(xù)多天監(jiān)測氨含量一直維持在20~50 mg/L,且收稿日期:2011-11-14。COD、NO2、NO;均大幅度上升。通過對換熱器冷卻作者簡介:張金東.男.1969年1月出生,技師,2004年1月畢水進、出口氨含量分析監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)氨冷凝器出口氨業(yè)于重中國煤化工見任重慶建峰化工股份有含量明顯高于進口含量,且一直維持在10mg/L以限公司MHCN MH G主任。聯(lián)系電話:023-上,進而判斷該換熱器出現(xiàn)泄漏。循環(huán)水回水及氨72591816- 3595236 ;E -mailjfhfjd@163.com。第1期張金東.循環(huán)水系統(tǒng)在漏氨情況下的優(yōu)化運行7硝酸和硝酸,又使循環(huán)水pH值和堿度降低,使循而亞硝酸根是還原性物質,在通氯殺菌時,只有將環(huán)水呈酸性，增加了水的腐蝕性。亞硝酸根全部轉化成硝酸根后,才有余氯出現(xiàn),否3)氨氮是微生物生長的營養(yǎng)物質,充足的氨則水中就根本不會有余氯，因而也就不能控制微氮會使系統(tǒng)中的細菌大量滋生，微生物粘泥量增生物。水中亞硝酸根含量大于1mg/L時,通氯殺菌多。氨氮濃度與循環(huán)水系統(tǒng)中的細菌總數(shù)存在正就開始產生困難，當亞硝酸根大于10mg/L時,困比關系,隨著氨氮濃度的增加,水中的細菌總數(shù)在難就很大，往往出現(xiàn)氯消耗高、余氯監(jiān)測不出、增加。而循環(huán)水中微生物的大量繁殖,勢必造成粘COD升高、粘泥量增加等情況,造成水質惡化2。泥量增加,粘泥附著在金屬表面,降低換熱效率,正常情況下循環(huán)水中氨含量一般在3mg/L以下，甚至堵塞設備。亞硝酸根在1mg/L以下,每天投加160kg液氯就4)粘泥量增加勢必阻礙循環(huán)水緩蝕阻垢劑到可有效控制細菌生長。在氨冷凝器出現(xiàn)泄漏后,液達金屬表面,降低藥劑效果[1]。氯投加量增加至每天300kg以上，余氯仍然監(jiān)測5)微生物的滋生不僅帶來粘泥的沉積,最重不出,菌藻繁殖嚴重,系統(tǒng)粘泥增多,水質持續(xù)惡要的是它會帶來金屬的腐蝕。粘泥的沉積會破壞化。金屬的保護膜,構成局部腐蝕;粘泥附著在金屬表4.2間斷投加非氧化性殺 菌劑面,形成氧濃差電池而發(fā)生沉積物下腐蝕,其腐蝕除了每天定期投加液氯外，循環(huán)水系統(tǒng)還采產物又促進了鐵細菌的生長，鐵細菌產生的氧化取間斷投加非氧化性殺菌劑的方法控制菌藻繁鐵沉淀在金屬表面形成銹瘤構成了更多的氧濃差殖。非氧化性殺菌劑一般每15d投加一次,每次投電池,形成惡性循環(huán)。加500kg，投加種類有JN-2、JN -976、QD704、6)氨氮對銅合金的選擇性腐蝕。反應如下:QD735、BL-2等。NH,+H2O-→NH40H氨冷凝器出現(xiàn)泄漏后,投加頻率由原來的15d4NH,0H+Cu*-→[Cu(NH3)]*+4H20投加一次調整至每周投加一-次，水質基本得到了總之,循環(huán)水中氨含量高會使分析數(shù)據(jù)異常,控制，但由于受液氯殺菌效果變差和細菌存在抗水質惡化,形成惡性循環(huán),運行成本大幅度上升，藥性的影響 ,當氨、NO2、COD較高情況下,循環(huán)水致使系統(tǒng)腐蝕、結垢趨勢增大，降低了換熱器的熱.水質仍存在惡化趨勢。交換能力,造成整個裝置能耗上升,所以必須加強殺菌處理,確保水質穩(wěn)定。5優(yōu)化調整措 施由于循環(huán)水中氨含量長期偏高，給循環(huán)冷卻4殺菌情況水系統(tǒng)的安全、經濟運行造成了嚴重影響,為最大4.1加氯殺 菌情況限度降低漏氨對系統(tǒng)的影響，采取了多種方式組循環(huán)水系統(tǒng)正常情況下采取每天投加液氯的織優(yōu)化調整,較好的保證了循環(huán)水水質相對穩(wěn)定。方式進行殺菌。每天投加2次，每次投加量為805.1降 低濃縮倍數(shù)運行kg,在換熱器不漏氨,循環(huán)水中氨含量低于10mg/由于氨泄漏后循環(huán)冷卻水水質嚴重惡化,為L情況下完全可以滿足生產需要。但當循環(huán)水中氨了盡量降低微生物粘泥在循環(huán)水中的濃度，減輕含量高時，液氯則被大量消耗掉,其反應過程如水質惡化對水冷器的危害，將補充水量由原來的下:320 m2/h增加至480m2/h。實踐證明,該方式在氨Cl2+H2O=HOCl+H2O含量較高的情況下可使氨氮穩(wěn)定在一定的范圍HOCl+NH;=NH2Cl+H20(2)內,且較好的控制了水中粘泥濃度。2HOCl+NH3=NHCl2+2H2O(3)5.2調整水質穩(wěn)定劑投加比例3HOCl+NHz=NC]+3H2O將JN-1與JN-4的比例由3:1調整為2:1,為次氯酸與氨反應生成氯胺與水的pH值有關，減小銅材質的腐蝕，將JN-4與BTA的比例由9:1循環(huán)水pH值一般在7.5~8.5,加氯時pH值- -般在調整至6:1。中國煤化工高的情況7.5~8.0,反應主要在(2)式中進行。水中含氨的危下,通過調整緩CNMH G有效減小.害主要是由于硝化菌群能使氨氧化成亞硝酸根，系統(tǒng)各換熱器的腐蝕、結垢趨勢,通過對集水池和72大氛跑2012年第35卷監(jiān)測換熱器中腐蝕掛片觀察,未發(fā)現(xiàn)有明顯腐蝕，卻水水質得到保證,滿足了主裝置高負荷、安全穩(wěn)而通過觀察換熱器兩端的溫差和試管情況可以得定運行的需要。主要監(jiān)測指標見表2。出結垢趨勢也不明顯，反映出水質得到了有效控良2循環(huán)水主要監(jiān)測指標數(shù)據(jù)統(tǒng)計 mg/L制。時間NO2 NO; COD 異養(yǎng)菌/(個.mL-)生物粘泥5.3加強對菌藻的殺滅工作2011-08-11 10.84 87.42 13.571.7x10*0.332011-08- -311.45 48.27 5.922.2x10*5.3.1優(yōu)化氧化性 殺菌劑的投加方式2011-09-11 3.65 73.32 8.013.0x10*系統(tǒng)漏氨后液氯消耗量雖然大幅度增大,但2011-09-21 11.04 72.23 8.50.27液氯仍是最有效的殺菌劑之一，故采取了增大投.2011-09- -30 21.43 53.81 13.862.0x10加量的方式,由原來的每天150kg增加到每天3002011-10-08 8.28 33.47 6.383.5x10*kg，并采取了有機溴JN-998A與液氯交替投加的2011-10-16 18.96 32.61 9.761.9x10*方式,以加強對細菌的殺滅。通過分析水中余氯含2011-10-25 9.16 34.61 8.351.3x10量可以看出,較好的抑制了菌藻的繁殖生長。5.3.2提高非氧化性殺 菌劑投加頻率，增加殺菌7結束語劑品種氨冷凝器漏氨是難以避免的，要最大限度降為了控制微生物繁殖，在繼續(xù)采取加氯殺菌低漏氨對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的影響，必須采取綜合的基礎上,增加了殺菌劑、剝離劑的投加品種、劑治理的方法來加以控制:①要合理使用殺菌劑,除量和頻率。為防止細菌產生抗藥性，增加了非氧化采取沖擊性投加液氯外，還要根據(jù)情況增大非氧性殺菌劑JN-2003JN-988JN-2A和QD735等，化性殺菌劑的投加頻率和種類，避免細菌出現(xiàn)抗投加頻率也由原來的15d天調整至5~7d。通過調藥性;②要加強工藝指標的控制，根據(jù)實際情況及整殺菌方式水質得到較好控制,殺菌效果明顯。時做出優(yōu)化調整，降低漏氨對設備的腐蝕和結垢5.4 調整控制指標趨勢;③要掌握循環(huán)冷卻水系統(tǒng)硝化菌群與NO2、調整有機膦控制指標,由3.0~5.0 mg/L調整到NO5、NH,的變化規(guī)律，實時采取不同的殺菌劑投4.0~6.0mg/L,鋅離子濃度控制在3.0~5.0 mg/L,以加方式和種類;④要加強現(xiàn)場生產管理，這是確?？刂聘g。提高銅緩蝕劑的濃度至1.0mg/L。JN-循環(huán)水系統(tǒng)安全運行的重要保證。只要嚴格工藝4繼續(xù)按20mg/L投加,以減緩漏氨對銅腐蝕的影管理,加強殺菌滅藻、優(yōu)化調整,就一定能使循環(huán)響。冷卻水系統(tǒng)在漏氨情況下的處理取得良好效果。參考文獻6效果[2]金熙,項成林,齊冬子. 工業(yè)水處理技術問答.北京:化學工通過采取以上處理措施，循環(huán)水水質未產生.業(yè)出版社2003.533-534.大的波動,對COD、NO2、NO3;、異養(yǎng)菌、生物粘泥等[1] 周本省.工業(yè)水處理技術(第二版).北京:化學工業(yè)出版社,主要指標監(jiān)測情況看,均在控制范圍內,循環(huán)水冷2002:131.OPTIMIZED OPERATION OF RECYCLED WATER SYSTEMAT AMMONIA LEAKAGEZhang Jindong(Chongqing Jianfeng Chemical Co. , Ltd. , Chongqing 408601 )Abstract : Aiming at the heat- -exchanger leakage in ammonia plant causing a higher ammonia contentin recycled water system the harms of ammonia leakage in the system are analyzed and such optimizedmeasures as reducing the concentration multiples，adjusting the addition proportion of water quality stabilizer,employing at real time addition method and variety for different fumaicida "ndox awric lakage to ensure a中國煤化工safe, stable and long- -term operation of fertilizer plant.TYHCNM HGKey words : recycled water ; ammonia leakage ;optimization ,ucaouro