石油化工循環(huán)冷卻水處理設(shè)計

1、石油化工循環(huán)冷卻水處理設(shè)計 陳應(yīng)新 南京揚子石油化工設(shè)計工程有限責任公司（210048）摘 要 循環(huán)冷卻水在循環(huán)使用的過程中，往往在系統(tǒng)中產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥。循環(huán)冷卻水處理的任務(wù)是消除或減少結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥的危害，使系統(tǒng)安全可靠地運行。結(jié)合揚子石化南京溶劑有限責任公司的循環(huán)冷卻水處理設(shè)計的工程實例，具體說明。 關(guān)鍵詞 循環(huán)冷卻水 處理 設(shè)計 一、工程概況 揚子石化南京溶劑有限責任公司是揚子石油化工公司投資建設(shè)的工廠，生產(chǎn)原料為13萬噸/年重整抽余油，工廠由1.6萬噸/年己烷（80正己烷）、0.88萬噸/年90溶劑油、4.8萬噸/年120溶劑油和5.72萬噸/年加氫抽余油裝置以及相應(yīng)的

2、輔助生產(chǎn)設(shè)施和公用工程系統(tǒng)組成。工廠總圖占地3.8公頃，總投資約1.1億元RMB，1999年12月正式投產(chǎn)運行。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)為敞開式，設(shè)計規(guī)模3000m3/h。循環(huán)冷卻給水壓力0.5MPa、溫度33；循環(huán)冷卻回水壓力0.2MPa、溫度43。 二、循環(huán)冷卻水處理流程、工藝參數(shù)及設(shè)備介紹 循環(huán)冷卻水處理流程是根據(jù)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準、補充水水質(zhì)指標、濃縮倍數(shù)、熱交換設(shè)備對污垢熱阻值和腐蝕率的要求，考慮保護環(huán)境、節(jié)約用水、水質(zhì)穩(wěn)定、經(jīng)濟合理，同時吸取成功的運行經(jīng)驗，通過技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)劃分為1個主流程和旁流水處理系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、菌藻處理系統(tǒng)、加酸系統(tǒng)、監(jiān)測換熱系統(tǒng)共5個相關(guān)系統(tǒng)

3、，5個相關(guān)系統(tǒng)即為循環(huán)冷卻水處理內(nèi)容，參見圖1。 圖 1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)工藝流程示意圖 1. 主流程 由生產(chǎn)給水管道供應(yīng)的生產(chǎn)給水通過補充水管道進入冷卻塔集水池，通過循環(huán)水泵加壓后進入循環(huán)冷卻給水管道，供應(yīng)工藝裝置區(qū)、罐區(qū)的生產(chǎn)冷卻用水。循環(huán)冷卻回水則通過循環(huán)冷卻回水管道返回循環(huán)水站，經(jīng)冷卻塔的配水系統(tǒng)均勻分布后，在冷卻塔內(nèi)自上而下進行氣水換熱降溫，冷卻后進入冷卻塔集水池，再通過循環(huán)水泵加壓供出。如此循環(huán)往復。 2. 濃縮倍數(shù)的確定 濃縮倍數(shù)是循環(huán)冷卻水的含鹽濃度與補充水的含鹽濃度之比值。敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運行過程中有蒸發(fā)、風吹、滲漏、排污四種水量損失，這四種水量損失的總和由補充水補給。系

4、統(tǒng)運行平衡時，補充水帶入系統(tǒng)的鹽量等于損失水量帶出系統(tǒng)的鹽量，而且，蒸發(fā)損失并不帶走鹽量，即： 因此，式中 濃縮倍數(shù)； 循環(huán)冷卻水的含鹽濃度()； 補充水的含鹽濃度()； 補充水量()； 蒸發(fā)損失水量()； 風吹損失水量()； 滲漏損失水量()； 排污水量()。 為了控制結(jié)垢，應(yīng)使循環(huán)冷卻水的碳酸鹽硬度小于極限碳酸鹽硬度。當補充水的含鹽濃度不變，如果不加限制地降低濃縮倍數(shù)即通過增加排污水量和補充水量的方式降低循環(huán)冷卻水的含鹽濃度，雖然可以有效地控制結(jié)垢，但是既不經(jīng)濟，也不合理。 以循環(huán)冷卻水量10000m3/h、水溫差10為基準，在濃縮倍數(shù)1.510.0的范圍，分別計算系統(tǒng)的排污水量、補充水量

5、，詳見表1。表1 系統(tǒng)不同濃縮倍數(shù)的排污水量和補充水量表 濃縮倍數(shù)（N） 計算項目1.52.03.04.05.06.07.010.0循環(huán)冷卻水量（m3/h）1000010000100001000010000100001000010000水溫差（Dt）（）1010101010101010排污水量（Qb）（m3/h）343.8169.482.253.138.629.924.114.4補充水量（Qm）（m3/h）523.2348.8261.6232.5218.0209.3203.5193.8排污水量（Qb）占循環(huán)冷卻水量的百分比（）3.41.70.80.50.40.30.20.1補充水量（Qm）占循

6、環(huán)冷卻水量的百分比（）5.23.52.62.32.22.12.01.9 濃縮倍數(shù)在1.53.0的范圍，排污水量、補充水量的減少趨勢明顯，而在3.010.0的范圍則不明顯?？梢姡m當提高濃縮倍數(shù)，可以降低排污水量、補充水量。但是，如果過高地提高濃縮倍數(shù)（>4），不僅節(jié)水效果有限，而且使循環(huán)冷卻水的硬度、堿度、氯離子（Cl）的濃度過高，水的結(jié)垢傾向大大增加，腐蝕性大為增強，極大地提高了水質(zhì)穩(wěn)定處理的難度，阻垢緩蝕劑的投加量亦很大。綜合考慮，濃縮倍數(shù)取值3.0。 3. 旁流水處理系統(tǒng) 循環(huán)冷卻水在循環(huán)過程中，由于受到污染（包括空氣帶入的灰塵、粉塵等懸浮固體物，換熱設(shè)備的滲漏而帶入的污染物如油及

7、其它雜質(zhì)）使水質(zhì)不斷惡化，另外，由于水質(zhì)的濃縮而引起某一項或幾項成份超出允許值。對系統(tǒng)分流出的旁流水進行相應(yīng)處理，可以維持水質(zhì)指標在允許范圍之內(nèi)。旁流水處理還可以適當降低對補充水水質(zhì)的要求，減少排污水量、補充水量，從而保護環(huán)境、節(jié)約用水。旁流水處理的目的是保持循環(huán)冷卻水水質(zhì)，使系統(tǒng)在滿足濃縮倍數(shù)的條件下有效、經(jīng)濟地運行。 (1).旁流水處理內(nèi)容 旁流水處理包括過濾、混凝、沉淀、除油、軟化、除鹽等內(nèi)容。根據(jù)循環(huán)冷卻水水質(zhì)標準，分析循環(huán)過程的環(huán)境和其它污染因素，本系統(tǒng)旁流水處理的目的是去除懸浮物，即過濾。 (2).旁流過濾水量 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的旁流過濾水量計算公式如下：式中 旁流過濾水量()

8、； 補充水量()； 補充水的懸浮物含量()； 懸浮物沉降系數(shù)，通過試驗確定，通常取值0.2； 冷卻塔空氣流量()； 空氣中含塵量()； 風吹損失水量()； 排污水量()； 循環(huán)冷卻水的懸浮物含量()； 旁流過濾后水的懸浮物含量()。 根據(jù)公式計算的結(jié)果，并考慮經(jīng)濟合理，同時吸取成功的運行經(jīng)驗，取2.5（75m3/h）的循環(huán)冷卻回水經(jīng)過旁流過濾設(shè)備過濾后進入冷卻塔集水池。 (3).旁流過濾設(shè)備 1臺鋼制全自動過濾器，過濾能力100m3/h。根據(jù)虹吸原理采用濾后水反沖洗，不設(shè)置反沖洗水泵，濾前進水、濾后出水、反洗供水、反洗排水均依靠水力控制自動工作。 4. 加藥系統(tǒng) 為了控制循環(huán)冷卻水流經(jīng)的管道、

9、換熱設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕，應(yīng)對循環(huán)冷卻水投加阻垢劑、緩蝕劑。另外，在系統(tǒng)正常運行之前，應(yīng)預(yù)先投加預(yù)膜劑，使管道、換熱設(shè)備水側(cè)金屬表面形成一層較薄的、密致的緩蝕保護膜。 阻垢緩蝕劑通過自吸泵吸入藥劑儲存罐，再由自動控制系統(tǒng)動態(tài)控制的加藥計量泵將藥劑送入冷卻塔集水池。 近年來開發(fā)了一些利用物理原理的磁化除垢器、靜電除垢器、電子水處理器等，具有一定的除垢、殺菌滅藻的作用，但效果不穩(wěn)定，適用于循環(huán)冷卻水量較小而且水質(zhì)較清潔的系統(tǒng)。 (1).阻垢緩蝕劑的選擇 在循環(huán)冷卻水處理中使用的藥劑有阻垢劑、緩蝕劑和復合型藥劑三種。 阻垢劑的作用是利用其與水中的金屬離子起絡(luò)合反應(yīng)而產(chǎn)生可溶性絡(luò)合鹽，使金屬離子的結(jié)垢傾向

10、受到抑制，不易結(jié)成堅硬的水垢；同時，阻垢劑作用還在于其吸附作用與分散作用，通過提高結(jié)垢物質(zhì)微粒表面的電荷密度，使微粒間排斥力增大，降低結(jié)晶速度，并使晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變，從而防止結(jié)成硬實的水垢。 緩蝕劑的作用是能在金屬表面形成一層致密而連續(xù)的金屬氧化膜或其它類型的膜，覆蓋在金屬表面，從而與腐蝕介質(zhì)隔絕，控制腐蝕。 循環(huán)冷卻水處理包括對結(jié)垢、污垢、腐蝕和微生物等幾方面的控制，無論是阻垢劑、緩蝕劑或其它藥劑都有其片面的作用范圍。因此，選用具有協(xié)同效應(yīng)而且互為增效的復合配方，即復合型藥劑，不僅可以保持循環(huán)冷卻水的水質(zhì)，而且使系統(tǒng)運行高效、可靠。 選用JC463型阻垢緩蝕劑，為有機磷、共聚物和銅緩蝕劑的復

11、合配方。該配方經(jīng)過長江南京段水質(zhì)多年使用的結(jié)果表明，效果良好，具有阻垢、緩蝕、分散等多種作用。該配方可在堿性條件下使用，不需調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水的pH值，對環(huán)境的污染輕微，在控制碳酸鈣垢、磷酸鈣垢等方面均具有優(yōu)異性能。 (2).加藥量的計算 系統(tǒng)運行過程中的風吹損失、排污損失均會帶走部分藥劑，而進入系統(tǒng)的補充水不含藥劑。因此，應(yīng)不斷向循環(huán)冷卻水中投加藥劑，使藥劑濃度相對恒定，加藥量為：式中 系統(tǒng)正常運行時單位時間內(nèi)的加藥量()； 風吹損失水量()； 排污水量()； 單位體積循環(huán)冷卻水的加藥量()，JC463型阻垢緩蝕劑在長江南京段水質(zhì)的投加量60mg/L； 蒸發(fā)損失水量()，當冷卻塔進水、出水溫差1

12、0，干球溫度32.6時，蒸發(fā)損失水量約占總水量的1.6； 濃縮倍數(shù)，3.0。 (3).自動控制加藥設(shè)備 a. 組成 自動控制加藥設(shè)備由自動控制系統(tǒng)和加藥裝置組成。 (a).自動控制系統(tǒng) 自動控制系統(tǒng)包括各類信號傳感器、數(shù)據(jù)顯示儀表、信號轉(zhuǎn)換儀表、計算機。其中，計算機采用人機對話的方式，列有中文菜單，除了控制加藥量、采集和處理所列的各類相關(guān)工藝參數(shù)之外，還能夠分別以漢字、表格、曲線的形式顯示循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行狀況，例如補充水量（瞬時、累計）、藥劑投加量（瞬時、累計）、pH值、電導率、溫度等。另外，計算機具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計、查詢、打印、報警的功能，為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的操作管理提供幫助。 (b).加藥裝置

13、 加藥裝置包括藥劑儲存罐、加藥計量泵。 .藥劑儲存罐 阻垢緩蝕劑通常采用藥劑直接投加。當氣溫較低時，藥劑粘度增大，為避免管道、設(shè)備的堵塞，需要加入適量的水進行稀釋。設(shè)置12個藥劑儲存罐，儲存大約30天的加藥量。 藥劑儲存罐配置攪拌機，當藥劑沉淀時或者需要稀釋時使用。藥劑儲存罐配置液位計，與控制進水（用作稀釋）的電磁閥聯(lián)鎖，能夠按照設(shè)定的稀釋倍率自動完成稀釋、攪拌的工作。藥劑儲存罐、攪拌機的材質(zhì)均為不銹鋼。 .加藥計量泵 2臺加藥計量泵，1臺工作、1臺備用。加藥計量泵根據(jù)操作情況可以手動或者自動改變?nèi)萘浚貜途雀?，并能夠輸出粘度較大的液體。每臺加藥計量泵配置1臺均流器，將加藥計量泵的脈沖輸出轉(zhuǎn)

14、變?yōu)槠骄従鶆虻闹本€輸出，以便于對流量進行記錄和累計。 b.工作原理 通過監(jiān)測循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充水量，并根據(jù)水質(zhì)穩(wěn)定試驗所選定的藥劑濃度，將循環(huán)冷卻水的電導率與補充水的電導率之比即濃縮倍數(shù)（注：經(jīng)常處于波動）、排污水量作為加藥量的修正值以實現(xiàn)連續(xù)、按比例、自動地投加藥劑。選用能夠輸出頻率信號的顯示儀表，同時轉(zhuǎn)換成420mA標準信號由計算機進行采集并處理，再轉(zhuǎn)換成頻率信號送至加藥計量泵。當頻率信號隨著補充水量的變化而同步變化時，加藥計量泵接受并執(zhí)行的加藥量也隨之同步變化，從而準確地實現(xiàn)自動控制加藥。 自動控制加藥過程采樣PID控制原理參見圖2。圖 2 自動控制加藥過程采樣PID控制原理圖(4).加

15、藥效果比較 詳見表2。表2 加藥效果比較表 加藥方式 比較項目普通加藥方式自動控制加藥方式配置1個藥劑儲存罐、2臺加藥計量泵。1套自動控制系統(tǒng)、1個藥劑儲存罐、2臺加藥計量泵、1套流量計、1套濃縮倍數(shù)儀、1套pH/ORP測試儀。設(shè)備價格3萬元11萬元藥劑投加量總價/年24.5萬元/年13.2萬元/年故障率約20次/年，主要是加藥計量泵堵塞。無。加藥計量泵堵塞后，立即啟動反沖洗程序，5min內(nèi)恢復正常工作。工作效率人工崗位巡檢，12次/日。數(shù)據(jù)遠傳，遠程監(jiān)控系統(tǒng)工作。 5. 加氯系統(tǒng) 控制敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的菌藻繁殖，是循環(huán)冷卻水處理的重要內(nèi)容。藻類通常在冷卻塔和冷卻塔集水池受陽光照射的地方大

16、量繁殖，并附著于塔體和池壁上，干擾空氣和水的流動，降低冷卻效率。脫落的藻類進入管道而沉積，附著在熱交換設(shè)備器壁上形成污垢，降低傳熱效率，增加水頭損失。同時，藻類是細菌的食物，促使細菌繁殖，加劇腐蝕過程，危害很大。 控制菌藻繁殖的方法是投加殺生劑，殺生劑選用液氯。氯氣從氯瓶中蒸發(fā)，依次經(jīng)過氯氣過濾器、真空調(diào)節(jié)器、加氯控制柜，最后通過水射器送入冷卻塔集水池。 (1).殺生劑的選擇 殺生劑按照殺生機理分為氧化型、非氧化型、表面活性型三類。 氧化型殺生劑有液氯、二氧化氯、臭氧、次氯酸鈉。液氯在水中發(fā)生如下水解反應(yīng)： 殺菌作用主要依靠HOCl，OCl殺菌能力只有HOCl的12。用氯殺菌，能夠與較多阻垢、

17、緩蝕劑配合使用，彼此干擾少，殺菌效果好，而且價廉、制取方便。 非氧化型殺生劑有硫酸銅、氯酚類。硫酸銅不能單獨使用，一方面是為了防止Cu2沉淀，需要同時投加銅的螯合劑；另一方面是為了使Cu2能滲進菌藻內(nèi)部，需要同時投加表面活性劑。氯酚類殺生劑雖然可以殺滅多種菌藻，但對水生動物和哺乳動物有危害，不易被其它微生物迅速降解，造成環(huán)境污染。 表面活性型殺生劑也屬于非氧化型殺生劑，以季銨鹽類化合物為代表，有AMT、DBA、DBL。季銨鹽具有殺生力強、毒性低、對污泥有剝離作用、化學穩(wěn)定性好、使用方便等特點。但當水中有機物含量較多時，季銨鹽易被吸附，從而降低藥效，增加藥劑消耗；另外，水中的金屬離子也會使藥效受

18、到影響，季銨鹽類還容易引起發(fā)泡現(xiàn)象，需要配合使用消泡劑。 部分殺生劑對循環(huán)冷卻水中微生物的有效性及其特點詳見表3。表3 部分殺生劑對循環(huán)冷卻水中微生物的有效性及其特點殺生劑細菌真菌藻類特點粘泥形成菌鐵沉積細菌腐蝕性細菌形成芽孢的不形成芽孢的氯一般很好很好無效一般很好氧化性，搬運時有危險，對金屬有腐蝕性，能破壞冷卻塔木結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素，高pH值時殺生性能降低季銨鹽很好很好很好好一般好有泡沫生成，陽離子型表面活性劑有機錫化合物季銨鹽很好很好很好很好好很好有泡沫生成，陽離子型表面活性劑二硫氰基甲烷很好很好好好一般一般pH7.5時無效，非離子型異噻唑啉酮很好很好好好好很好搬運時有危險，非離子型銅鹽一般一般

19、一般無效一般很好將有銅析出在鋼設(shè)備上，引起電偶腐蝕溴的有機化合物很好很好很好好無效一般水解，必須直接從桶中加入有機硫化合物好很好好好好無效排污水有毒，使鉻酸鹽還原，陰離子型 綜合考慮，殺生劑選用液氯。 (2).液氯投加方式 液氯投加方式分為連續(xù)投加和間歇投加。連續(xù)投加殺生效果好，但運行費用高，操作工作量大。間歇投加較為經(jīng)濟，每天投加13次，每次34h。夏季菌藻繁殖旺盛，采用連續(xù)投加，其余季節(jié)間歇投加。 (3).加氯量計算 加氯量計算公式如下：式中 加氯量()； 循環(huán)冷卻水量()； 單位循環(huán)冷卻水的加氯量()。 控制循環(huán)冷卻水的余氯量0.51.0mg/L。余氯量小于0.5mg/L，投加次數(shù)增加，

20、操作管理困難，而且降低了殺滅菌藻的效果。余氯量大于1.0mg/L，雖然增加了耗氯量，卻并沒有明顯提高殺滅菌藻的效果，而且加劇金屬點腐蝕。間歇投加，gc取值24mg/L，加氯量612kg/h；連續(xù)投加，gc取值0.50.8mg/L，加氯量1.52.4kg/h。 (4).自動控制真空加氯設(shè)備 a.組成 自動控制真空加氯設(shè)備由1套控制系統(tǒng)、2組真空加氯機組（1組工作、1組備用）、2臺氯瓶組成，能夠?qū)崿F(xiàn)自動加氯或者人工加氯的切換。設(shè)備的核心為真空加氯機，配置1臺在線余氯分析儀以控制余氯量，同時，在線余氯分析儀與真空加氯機聯(lián)鎖，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)自動加氯。 真空加氯機包括真空調(diào)節(jié)閥、加氯控制柜和水射器三個基本

21、部件。真空調(diào)節(jié)閥安裝在氯瓶間，控制柜安裝在加氯間，水射器安裝在冷卻塔集水池附近。 b.工作原理 當水射器產(chǎn)生的真空通過加氯控制柜傳到真空調(diào)節(jié)閥時，該閥自動開啟，并將壓力氣體調(diào)節(jié)為真空氣體。真空調(diào)節(jié)閥上設(shè)有壓力止回調(diào)節(jié)閥和壓力放泄閥，當真空調(diào)節(jié)閥失靈時，壓力止回調(diào)節(jié)閥起到二級保護作用；當前兩者均關(guān)閉不嚴時，壓力放泄閥自動開啟，將泄漏的氯氣排至室外，確保加氯系統(tǒng)不出現(xiàn)正壓。由于加氯系統(tǒng)為全真空運行，故有效地控制了氯氣泄漏，從而保護環(huán)境和操作人員的健康。 加氯控制柜內(nèi)有一V型槽孔板，槽上有一滑塞可沿密封環(huán)滑動，其滑動的每一個位置對應(yīng)一個孔徑，即對應(yīng)著一定的投加速率。因此，該加氯機可以精確控制加氯量。

22、加氯機和在線余氯分析儀聯(lián)鎖，可以根據(jù)余氯當前值隨時調(diào)整V型槽孔徑，從而實現(xiàn)連續(xù)、自動加氯。而且，也可手動調(diào)整旋鈕，改變V型槽孔孔徑，控制加氯量。 水射器內(nèi)部裝有止回閥，阻止回水進入加氯系統(tǒng)。 c. 技術(shù)特點 （a）真空操作 對操作人員和設(shè)備提供安全保障，系統(tǒng)的負壓部分有任何泄漏都能夠自動關(guān)閉系統(tǒng)。 （b）計量精確 易于調(diào)整的V型槽孔板的結(jié)構(gòu)使加氯量精確到0.2。 （c）無擾動傳輸 在改變控制方式和開、停電源時，控制器自動重新計算技術(shù)參數(shù)，防止執(zhí)行器移動。 （d）備用運行 當控制器因其輸出信號被凍結(jié)而離線時可處于備用方式，控制器可從鍵盤或遠程接入備用，或從備用方式接出。 （e）軟件可控靈敏度 可

23、以調(diào)整靈敏度，因而控制器并不調(diào)節(jié)執(zhí)行器進行改正閥位的微小誤差，這樣可以防止不必要的執(zhí)行振蕩而造成部件磨損。 （f）手動修正 用執(zhí)行器上安裝的旋鈕可以手動調(diào)節(jié)執(zhí)行器閥位和加氯量，并且在控制器的液晶屏幕上指示。 (5).加氯效果比較 詳見表4。表4 加氯效果比較表 加氯方式 比較項目普通加氯方式自動控制加氯方式配置2臺真空加氯機、2個氯瓶、1臺電子秤。1套自動控制系統(tǒng)、1套在線余氯分析儀、1套漏氯報警儀、2臺真空加氯機、2個氯瓶、1臺電子秤。設(shè)備價格30萬元43萬元液氯投加量總價/年8.6萬元/年6.2萬元/年故障率約10次/年，主要是真空加氯機調(diào)節(jié)器、流量計故障。無。發(fā)生故障后立即聯(lián)鎖停止加氯，

24、同時測試空氣中氯氣濃度，并向控制中心發(fā)出報警信號、指示事故位置。安全性較低很高工作效率人工崗位巡檢，12次/日。數(shù)據(jù)遠傳，遠程監(jiān)控系統(tǒng)工作。 6. 二氧化氯投加系統(tǒng) 由于安全生產(chǎn)和操作管理的原因，菌藻處理系統(tǒng)于2001年增加了1個二氧化氯投加系統(tǒng)，殺生劑為二氧化氯（ClO2），該系統(tǒng)與原有的加氯系統(tǒng)交替使用。二氧化氯由穩(wěn)定性二氧化氯溶液和活化劑現(xiàn)場制取，投加方式采用負壓投加，參見圖3。圖 3 二氧化氯投加系統(tǒng)示意圖PID for adding ClO2 (1).二氧化氯的性質(zhì) 二氧化氯（ClO2）在常溫常壓下是黃綠色氣體，沸點11，凝固點59，極不穩(wěn)定，在空氣中濃度大于10或在水中濃度大于30

25、具有爆炸性。使用時必須以水溶液的形式現(xiàn)場制取，立即使用。 二氧化氯易溶于水，不發(fā)生水解反應(yīng)，在10g/L以下沒有爆炸危險。水處理所用的二氧化氯溶液的濃度遠低于此值。 (2).二氧化氯消毒的作用機理 二氧化氯對細胞壁有較強的吸附和穿透能力，與微生物接觸時釋放原子氧及次氯酸分子，可有效地氧化細胞內(nèi)含巰基的酶，還可以快速抑制微生物蛋白質(zhì)的合成來破壞微生物，還能分解殘留的細胞結(jié)構(gòu)。即使存在懸浮物，二氧化氯也能以較小的劑量殺死大腸桿菌類炭疽桿菌。對其他諸多細菌、病毒都有良好的失活效果。 (3).二氧化氯消毒的優(yōu)缺點 優(yōu)點：對細菌、病毒的消毒效果好；在水的pH值為69的范圍內(nèi)消毒效果不受pH值的影響；不與

26、氨反應(yīng)，當水中存在氨時不影響消毒效果；二氧化氯在水中的穩(wěn)定性次于氯胺，高于游離氯，能保存較長時間，起剩余保護作用；二氧化氯既是消毒劑，又是強氧化劑，對水中多種有機物有氧化分解作用。 缺點：費用很高。 (4).穩(wěn)定性二氧化氯溶液 穩(wěn)定性二氧化氯溶液是一種可以保存的化工產(chǎn)品。其生產(chǎn)方法是將生成的二氧化氯氣體通入含有穩(wěn)定劑的液體（如碳酸鈉、硼酸鈉、過氯化物的水溶液）中而制成的二氧化氯溶液，二氧化氯的含量約2，儲存期2年。 二氧化氯存在于以碳酸鈉為穩(wěn)定劑的液體中，存在形式為ClO2。制取穩(wěn)定性二氧化氯溶液的反應(yīng)方程式為： 穩(wěn)定性二氧化氯溶液的消毒分為活化和不活化兩種。不活化的二氧化氯消毒的反應(yīng)方程式為

27、： 盡管ClO2的消毒效果與二氧化氯相當，但作用緩慢。 穩(wěn)定性二氧化氯溶液活化后釋放出二氧化氯氣體。活化的二氧化氯消毒的反應(yīng)方程式為： 故穩(wěn)定性二氧化氯溶液在消毒時應(yīng)以酸活化而達到最佳使用效率?；罨瘎橄∷?，在酸性條件下，二氧化氯游離釋放。制取和活化的過程中，有一部分二氧化氯損失。因此，應(yīng)控制穩(wěn)定性二氧化氯溶液中的ClO2的含量，而該含量的多少與產(chǎn)品的pH值有關(guān)?；罨^程中，應(yīng)適當調(diào)整混合活化劑量。 (5).二氧化氯投加量 穩(wěn)定性二氧化氯溶液與5稀鹽酸體積比為1:1，活化時間1015min，活化后pH值3.04.0，投加濃度0.5mg/L，投加時間12h，投加頻率每周2次。 (6).二氧化氯投

28、加設(shè)備 二氧化氯投加設(shè)備中的二氧化氯儲存罐、活化劑儲存罐、混合活化罐的材質(zhì)均為玻璃鋼，水射器、管道材質(zhì)均為PVC，液位計的材質(zhì)為玻璃。二氧化氯儲存罐有效容積1.0m3，尺寸1000×H1500（mm）；活化劑儲存罐有效容積1.0m3，尺寸1000×H1500（mm）；混合活化罐有效容積2.0m3，尺寸1500×H1500（mm）。 7. 加酸系統(tǒng) 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在每次運行之前，應(yīng)對系統(tǒng)進行酸洗。另外，在系統(tǒng)運行過程中，為了保證阻垢緩蝕劑的處理效果而需要降低系統(tǒng)pH值時，也進行加酸處理。 本系統(tǒng)中，由槽罐車運來的濃硫酸（98）經(jīng)硫酸泵加壓后進入硫酸儲存罐，再通過水射

29、器送入冷卻塔集水池。 三、系統(tǒng)監(jiān)測 1. 水質(zhì)監(jiān)測 為了及時分析、了解循環(huán)冷卻水處理的狀況和效果，設(shè)置水質(zhì)監(jiān)測項目，詳見表5。表5 循環(huán)冷卻水水質(zhì)監(jiān)測項目表監(jiān)測項目監(jiān)測目的監(jiān)測頻率pH值控制循環(huán)冷卻水的加藥效果連續(xù)硬度（Ca2+、Mg2+）控制循環(huán)冷卻水的阻垢、緩蝕效果1次/24小時堿度控制循環(huán)冷卻水的結(jié)垢趨勢1次/24小時K+控制循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)1次/24小時電導率控制循環(huán)冷卻水的含鹽量、濃縮倍數(shù)1次/24小時懸浮物控制循環(huán)冷卻水的污垢、粘泥連續(xù)游離氯控制循環(huán)冷卻水中菌藻繁殖1次/12小時藥劑濃度控制循環(huán)冷卻水的腐蝕、結(jié)垢趨勢1次/48小時PO43控制磷酸鹽的水解度1次/48小時 2.

30、監(jiān)測換熱系統(tǒng) 為了了解循環(huán)冷卻水對換熱設(shè)備的不良影響，檢驗循環(huán)冷卻水處理效果，設(shè)置具有模擬功能的監(jiān)測換熱設(shè)備，可以在熱流密度、壁溫、材質(zhì)、流速、流態(tài)、水溫等方面進行與實際換熱設(shè)備極為接近或相同的模擬。因為監(jiān)測換熱設(shè)備接近實際換熱設(shè)備的工作過程和狀態(tài)，可以檢測污垢熱阻值（或者結(jié)垢速率）、腐蝕速率。 由于循環(huán)冷卻水的水質(zhì)穩(wěn)定劑的配方直接影響的換熱效 (1).智能化監(jiān)測換熱設(shè)備 a.組成 智能化監(jiān)測換熱設(shè)備由控制系統(tǒng)和機械部分組成。控制系統(tǒng)包括控制柜（含UPS穩(wěn)壓電源）、蒸汽控制器（1套）、流量控制器（3路）、A/D數(shù)字監(jiān)控儀、D/A數(shù)字回控儀、組態(tài)編輯器、打印機、雙工作備份處理器、碳鋼流程儀表探頭、不銹鋼流程儀表探頭、銅流程儀表探頭；機械部分包括加熱循環(huán)柜、熱源控制發(fā)生器、3路（碳鋼材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、銅材質(zhì)）水質(zhì)模擬監(jiān)測換熱器。參見圖4。圖4 智能化監(jiān)測換熱設(shè)備示意圖 b.技術(shù)特點 智能化監(jiān)測換熱設(shè)備可以檢測污垢熱阻值，同時分別檢測碳鋼材質(zhì)、不銹鋼材質(zhì)、銅材質(zhì)的換熱設(shè)備的腐蝕速率，能夠準確地反映循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢趨勢。智能化監(jiān)測換熱設(shè)備的熱源為低壓飽和蒸汽。 智能化監(jiān)測換熱設(shè)備采用智能化操作，監(jiān)測準確，性能穩(wěn)定可靠