循环水的浓缩倍数与节水

内容提要:循环水的浓缩倍数越高,所需的补充水量就越少,因而节水率就越高。然而,浓缩倍数与节约水量之间并非是线性关系。提高循环水浓缩倍数是一个系统工程,它既是技术水平又是管理水平的集中体现。循环水的浓缩倍数也并非是越高越好,要在节约用水、处理效果和处理成本之间寻找**佳结合点。
关键词:循环水    浓缩倍数    节水
在石油化工生产中工业用水量很大,其中70%以上的水是用于冷却各类工艺介质。冷却水系统既是石油化工装置不可缺少的组成部分,又是节约用水的关键部位。
冷却水循环使用,日常只需补充因蒸发、排污及漏失的水量就能够维持正常运行。因此,采用循环冷却水系统可以大大地减少水资源的消耗。另一方面,循环水系统还便于进行水质控制和处理,从而能够延长换热设备的使用周期,使装置更加安全稳定、经济合理地运行。
然而,冷却水的循环使用也带来了许多复杂的技术和管理问题,浓缩倍数的控制就是其主要内容之一。循环水的浓缩倍数是关系到节约用水和处理效果的核心指标,它与水处理技术的发展水平、系统状态和现场管理等因素密切相关。循环水的节水问题根本上就是浓缩倍数的管理问题。
一.循环冷却水的水质
敞开式循环冷却水主要是靠蒸发来散热的,也就是利用系统中一部分水的汽化潜热来使系统水体温度降低。循环水在运行过程中,一边在换热器内升温,一边又在冷却塔内降温;一部分水被蒸发掉,又有一部分水补充进来;大量的空气与水在冷却塔内充分接触,发生脱气、曝气、洗涤等多重作用;工艺物料的泄漏造成水质污染。这样的工艺过程必然引起水质的巨大变化。循环冷却水水质的变化及其产生的危害情况如表一所示。
  表一               循环冷却水的水质变化及其危害
水质成分 来源 变化 原因 危害
含盐量 补充水 增加 蒸发浓缩 氯根等阴离子和水的导电性增加,使腐蚀性增强;硬度和碱度提高使结垢性增强
悬浮物 补充水和空气 增加 补充水被浓缩;空气中的尘埃在冷却塔中被洗涤下来;微生物的繁殖 在管道和设备内沉积,形成污垢、粘泥等
二氧化碳 重碳酸盐分解 减少 冷却塔的脱气作用 产生碳酸盐水垢
PH值   升高 二氧化碳的散失 结垢趋势增强
溶解氧 空气 增加 冷却塔的曝气作用 提高了腐蚀速度
微生物 补充水和空气 增加 生存条件适宜,微生物繁殖快 形成生物粘泥,促进设备腐蚀
工艺物料(如油、氨等) 生产工艺系统 增加 换热器泄漏;设计缺陷 增加水的结垢性和腐蚀性;为微生物提供营养;促进污垢形成
磷酸根 水处理药剂 增加 聚磷酸盐的水解或有机膦酸盐的分解 产生磷酸钙水垢;促进微生物生长
二.浓缩倍数与水质处理
由表一可知,循环水的工艺过程决定了其水质存在着显著的劣化趋势,这种趋势会随着浓缩倍数的提高而增强。在一定的技术水平上把因水质劣化而产生的危害降到**低程度,这就是循环水水质处理技术的任务。从节约用水的角度看,循环水的浓缩倍数自然是越高越好。但从水质处理的角度看,浓缩倍数越高,处理难度也就越大,处理效果也受影响。因此,在循环水的运行管理中,浓缩倍数是一项重要的控制指标,要努力寻求节约用水与处理效果两者之间的**佳切合点。
循环水水质处理的目的是减少因水质劣化而引起的对设备腐蚀、结垢等危害。水质的腐蚀性与结垢性是一对矛盾,一种倾向呈强势时另一种倾向则呈相对弱势。通常的自然水体都含有一定的碳酸盐硬度,这种水质在浓缩倍数较低时以腐蚀倾向为主,而在浓缩倍数较高时则以结垢倾向为主。因此,对于不同的浓缩倍数,处理的技术方案也应有所不同。