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CN115613034A - 一种减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺 - Google Patents

一种减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺。该工艺通过以下步骤实现：首先配置复合阻垢缓蚀剂；开启加药泵，连续向水冷塔内加入复合阻垢缓蚀剂，通过变频控制流量；加药后每天分析水冷塔脱盐水pH及磷酸根,根据分析结果调整复合阻垢缓蚀剂的加入量；定期对脱盐水取样分析成分，控制脱盐水各成份指标。本发明通过在脱盐水中增加磷酸三钠与氯化锌，调整脱盐水PH、磷酸根、碱度等，通过加入适量的三乙醇胺，能够提高整体处理体系的均匀性，且能够同磷酸三钠、氯化锌协同作用下，来减轻空分装置水冷塔的腐蚀，涉及设备运行和工艺安全操作方面，达到提高设备长周期运行的目的。

Description

一种减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺
技术领域
本发明涉及煤化工领域，具体涉及一种减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺。
背景技术
空分预冷系统是外界供水（循环水）经水泵增压后，进入空冷塔的中部，与空气压缩机送入空冷塔下部的含湿热空气（≤100℃）作逆流直接接触，循环水在空冷塔下段与空气换热，使空气初步冷却，同时洗涤空气中的灰尘及空气中能溶解的NO2、SO2、Cl2、HF等对分子筛有毒害作用的物质，之后在空冷塔底部将循环水排出本系统。
空气上升到塔的上段，与来自水冷塔底部经氨冷进一步冷却的脱盐水（～10℃）作进一步热质交换，空气被冷却到12℃出空冷塔，进入分子筛吸附系统。
从空冷塔中心筒回流的脱盐水经布水器流入到水冷塔的上部，在水冷塔内被从空气分离设备来的剩余氮气冷却，从塔的下部流出，继而通过水泵增压，送入氨冷进一步冷却后水温降至10℃，进入空冷塔的上部。这路脱盐水在空冷塔上段与空气进行热质交换后，通过中心筒汇集后返流回水冷塔的上部。
空冷塔一般用江河湖泊或地下水作为冷却水（循环水）。这种水中通常都含有悬浮物(泥沙及其他污物)以及钙、镁等重碳酸盐[Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2],称为硬水悬浮物较多时，易堵塞冷却器的通道、过滤网及阀门等。钙、镁等重碳酸盐在水温升高时易生成碳酸钙CaCO3.碳酸镁MgCO3沉淀物，即形成一般所说的水垢。水温越高越易结垢，水垢附着在冷却器的管壁、空冷塔的填料、喷头等处。不仅影响换热，降低冷却效果，而且有碍冷却水或空气的流通，严重时会造成设备故障。
化学方程式：
Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O
Mg(HCO3)2=MgCO3+CO2+H2O
由于循环水中含有钙、镁等重碳酸盐[Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2]等组份较多，在空气与循环水接触过程中，导致空气水份中含有钙、镁等重碳酸盐[Ca(HCO3 )2和Mg(HCO3)2]等组份，脱盐水与空气接触换热过程中，脱盐水中含有钙、镁等重碳酸盐[Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2]等组份，由于空分系统脱盐水为闭路循环，导致水冷塔脱盐水中钙、镁等重碳酸盐[Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2]等组份增加，钙、镁等重碳酸盐在水温升高时易生成碳酸钙CaCO3.碳酸镁MgCO3沉淀物，水冷塔设备结垢严重。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺，该工艺将脱盐水中增加磷酸三钠与氯化锌作为阻垢缓蚀剂，提高脱盐水中磷酸根及PH。磷酸三钠与水中容易结垢的可溶性钙盐、镁盐等起作用，生成不溶性的磷酸钙Ca3(PO4)2、磷酸镁Mg3(PO4)2等悬浮于水中，随置换水排出系统，不会附着在设备管道表面形成水垢，减轻设备腐蚀、结垢现象。同时，锌离子可以在阴极部位的高PH区与磷酸三钠迅速形成沉淀膜，沉淀膜的主要成分为磷酸钙铁、γ-Fe2O3、磷酸锌和氢氧化锌，此沉淀膜比单一聚磷酸盐形成的膜更加紧密，能有效抑制设备的腐蚀。
化学方程式：
PO4 3-+Ca2+=Ca3(PO4)2
PO4 3-+Mg2+=Mg3(PO4)2
PO43-+Zn2+=Zn3(PO4)2
OH-+Zn2+=Zn(OH)2
为了实现上述目的，本发明的采用以下技术方案：
本发明提供了一种减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺，包括以下步骤：
（1）称取磷酸三钠与氯化锌，便于控制加药量；加药罐内加入脱盐水，将磷酸三钠与氯化锌倒入脱盐水中，加入三乙醇胺后搅拌均匀，配置复合阻垢缓蚀剂；
（2）开启加药泵，连续向水冷塔内加入复合阻垢缓蚀剂，通过变频控制流量；
（3）加药后每天分析水冷塔脱盐水pH及磷酸根,根据分析结果调整调整加药泵变频与水冷塔脱盐水置换水阀门开度；若结果偏高，则减小加药泵变频降低加药流量，开大水冷塔脱盐水置换水阀门加大脱盐水置换量，反之亦然；
（4）定期对脱盐水取样分析成分，控制脱盐水各成份指标。
进一步的，步骤（1）中，所述磷酸三钠和氯化锌的质量比为10:1；所述氯化锌在加药桶中的浓度为4g/L；所述三乙醇胺和氯化锌的质量比为0.08:1。
进一步的，步骤（2）中，所述流量为1.2L/h。
进一步的，步骤（3）中，所述水冷塔脱盐水控制pH：8-8.5，磷酸根指标5-15mg/L，锌离子指标≤2mg/L，在保证减弱腐蚀能力的基础上，确保水体不会污染，影响后续工序。
进一步的，步骤（4）中，所述脱盐水的成分指标为：pH：7.5-8.5、电导率≤3000us/cm、氯离子≤300mg/L、碱度≤80mg/L、浊度≤10mg/L、磷酸根5-15mg/L、锌离子≤2mg/L。
本发明的有益效果为：本发明通过在脱盐水中增加磷酸三钠与氯化锌，调整脱盐水PH、磷酸根、碱度等，通过加入适量的三乙醇胺，能够提高整体处理体系的均匀性，且能够同磷酸三钠、氯化锌协同作用下，来减轻空分装置水冷塔的腐蚀，涉及设备运行和工艺安全操作方面，达到提高设备长周期运行的目的。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的解释和说明。
实施例1
（1）现场水冷塔2西侧放置带刻度的加药罐，安装加药泵9，试运正常，丝头软管连接牢固。
（2）使用量杯称1kg磷酸三钠与100g氯化锌，在量杯上标记记号，便于控制加药量；加药罐内加入25L脱盐水，将1kg磷酸三钠、100g氯化锌、8g三乙醇胺倒入搅拌均匀，配置复合阻垢缓蚀剂；
（3）开启加药泵，连续向水冷塔2内加药，通过变频控制流量1.2L/h；
（4）加药后每天分析水冷塔脱盐水PH及磷酸根，关注变化情况：水冷塔脱盐水控制PH：8-8.5，磷酸根指标5-15mg/L，锌离子指标≤2mg/L。根据分析结果调整调整加药泵变频与水冷塔脱盐水置换水阀门开度；若结果偏高，则减小加药泵变频降低加药流量，开大水冷塔脱盐水置换水阀门加大脱盐水置换量，反之亦然；
（5）定期对脱盐水取样分析成分，脱盐水成份指标PH：7.5-8.5、电导率：≤3000us/cm、氯离子：≤300mg/L、碱度：≤80mg/L、浊度：≤10mg/L、磷酸根：5-15mg/L、锌离子：≤2mg/L。
对比例1
（1）现场水冷塔西侧放置带刻度的加药罐，安装加药泵，试运正常，丝头软管连接牢固。
（2）使用量杯称1100g磷酸三钠，在量杯上标记记号，便于控制加药量；加药罐内加入25L脱盐水，将1100g磷酸三钠、8g三乙醇胺倒入搅拌均匀，配置复合阻垢缓蚀剂；
（3）开启加药泵，连续向水冷塔内加药，通过变频控制流量1.2L/h
（4）加药后每天分析水冷塔脱盐水PH及磷酸根，关注变化情况：水冷塔脱盐水控制PH：8-8.5，磷酸根指标5-15mg/L。根据分析结果调整调整加药泵变频与水冷塔脱盐水置换水阀门开度；若结果偏高，则减小加药泵变频降低加药流量，开大水冷塔脱盐水置换水阀门加大脱盐水置换量，反之亦然；
（5）定期对脱盐水取样分析成分，脱盐水成份指标PH：7.5-8.5、电导率：≤3000us/cm、氯离子：≤300mg/L、碱度：≤80mg/L、浊度：≤10mg/L、磷酸根：5-15mg/L。
对比例2
（1）现场水冷塔西侧放置带刻度的加药罐，安装加药泵，试运正常，丝头软管连接牢固。
（2）使用量杯称1kg磷酸三钠与100g氯化锌，在量杯上标记记号，便于控制加药量；加药罐内加入25L脱盐水，将1kg磷酸三钠、100g氯化锌倒入搅拌均匀，配置复合阻垢缓蚀剂；
（3）开启加药泵，连续向水冷塔内加药，通过变频控制流量1.2L/h
（4）加药后每天分析水冷塔脱盐水PH及磷酸根，关注变化情况：水冷塔脱盐水控制PH：8-8.5，磷酸根指标5-15mg/L，锌离子指标≤2mg/L。根据分析结果调整调整加药泵变频与水冷塔脱盐水置换水阀门开度；若结果偏高，则减小加药泵变频降低加药流量，开大水冷塔脱盐水置换水阀门加大脱盐水置换量，反之亦然；
（5）定期对脱盐水取样分析成分，脱盐水成份指标PH：7.5-8.5、电导率：≤3000us/cm、氯离子：≤300mg/L、碱度：≤80mg/L、浊度：≤20mg/L、磷酸根：5-15mg/L、锌离子：≤2mg/L。

Claims (5)

1.一种减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）根据比例称取磷酸三钠与氯化锌，便于控制加药量；加药罐内加入脱盐水，将磷酸三钠与氯化锌倒入脱盐水中，加入三乙醇胺后搅拌均匀，配置复合阻垢缓蚀剂；
（2）开启加药泵，连续向水冷塔内加入复合阻垢缓蚀剂，通过变频控制流量；
（3）加药后每天分析水冷塔脱盐水pH及磷酸根、锌离子，控制水冷塔脱盐水pH：8-8.5，磷酸根指标5-15mg/L，锌离子指标≤2mg/L，对水冷塔内的脱盐水不断进行置换，直至达到控制指标；
（4）定期对脱盐水取样分析成分，控制脱盐水各成份指标。
2.根据权利要求1所述的减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺，其特征在于，步骤（1）中，所述磷酸三钠和氯化锌的质量比为10:1；所述氯化锌在加药桶中的浓度为4g/L；所述三乙醇胺和氯化锌的质量比为0.08:1。
3.根据权利要求1所述的减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述流量为1.2L/h。
4.根据权利要求1所述的减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺，其特征在于，步骤（3）中，所述水冷塔脱盐水控制pH：8-8.5，磷酸根指标5-15mg/L，锌离子指标≤2mg/L。
5.根据权利要求1所述的减弱空分装置水冷塔底部腐蚀工艺，其特征在于，步骤（4）中，所述脱盐水的成分指标为：pH：7.5-8.5、电导率≤3000us/cm、氯离子≤300mg/L、碱度≤80mg/L、浊度≤10mg/L、磷酸根5-15mg/L、锌离子≤2mg/L。
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