论文部分内容阅读
【摘 要】 在当化工企业发展之中循环水处理是十分重要的环节，对于推动企业发展来说具有相当重要的作用，本文在论述循环水处理的基础之上分析了如何对其进行处理。
【关键词】 化工企业；循环水处理；问题；措施
引言
我国水资源短缺问题十分突出，如何更好地开发利用现有水资源，最大限度地节约用水，确保企业的可持续性发展，已成为所有化工企业必须重视和面对的一个问题；另一方面，由于资源短缺造成的用水价格持续上涨，也直接导致了用水成本的不断上升，对于企业来讲，做好合理用水、节约用水，也是企业节能降耗、减排增效的一项重要工作。循环水系统在化工企业用水中所占比例较高，一般在50%～70%。循环冷却水系统是化工企业重要的公用工程系统，也是化工企业最大的用水单元。因此，做好化工企业循环水系统的节水运行与管理，则显得尤为重要，也具有明显的紧迫性和现实意义。
1、循环水水处理技术概述
循环水水处理的工艺流程：循环水水处理需要先进行加药处理，在过滤水流进吸水池后，要加入一定的药剂，再通过循环水泵将处理后的水吸入吸水池中进行加压处理，然后送入不同的生产系统装置中，进行热交换处理，其中温度较高的水需要通过管线回流，由逆流抽风冷却塔使其与空气接触后达到降温的效果，水温降低后，再流入吸水池中進行循环利用。循环水在利用的过程中，要保证其水浊度达到相关要求，还有4%的循环水会通过过滤器除去杂质与泥水回吸水池中。为了使循环水达到沉淀膜的效果，避免设备与管道腐蚀或者结垢后出现损坏，相关人员要在循环水吸水池中加入一定适量的除垢剂，还要定期在吸水池中加入杀菌除藻剂，这样可以有效的防止菌藻滋生，保持循环水的清洁。在循环水加工利用的过程中，有时也会因为飞溅或者蒸发失去一部分水资源，所以，工作人员还要定期为吸水池补充水资源，避免其出现干涸等问题。循环水水处理的过程中，其水质会出现变化，水中的钙、镁离子或者悬浮物等杂质会不断增多，循环水与空气接触时，空气中灰尘或者一些可溶气体也会污染水质，长期使用还会造成设备或者管道中出现腐蚀或者结垢等问题。
2、化工企业循环水处理问题
2.1、进行循环水系统设计
循环水冷却系统主要由冷却塔、循环水池、循环水泵、旁滤系统、加药系统、控制仪表系统及管道、阀门等组成。循环水与工艺装置区经热交换后温度升高，然后分别进入冷却水塔，在塔内与空气进行热交换后滴入塔下冷却水池流入集水池，集水池出水经过双层格栅进入吸水井，再经循环水泵加压后送往各装置区。部分循环水回水进入旁滤系统，以降低循环水的悬浮物浓度。为减少循环冷却水对管道及设备产生腐蚀、结垢，系统设置了一套全自动加药设施。自动控制系统的几个关键因素包括温度、压力、排污、补水处理几方面：
2.1.1.温度
循环水的温度通过循环水回水母管上的温度在线检测仪表测量和显示，并通过冷却塔的变频风机和旁通管（根据需要设置）的温度调节阀进行控制；冷却塔风机的速度应该与循环水的要求和气候条件的变化接近，如果循环水回水干管上测出的温度偏高，风机加速，反之则减速，如果循环水回水温度持续下降，而所有的风机均已停止，则部分循环水回水将通过旁通管直接进入集水池，使循环水的温度不至于太低，此循环水的旁通量由温度调节阀进行控制。冬季或检修时循环水可通过温度调节阀直接排入集水池。
2.1.2、压力
循环水的供水压力通过循环水供水干管上的压力在线检测仪表测量和显示。当循环水泵采用定速泵时，可在循环水供水干管处设置装有压力调节阀的旁通管控制循环水供水压力，压力过高时，部分循环水通过旁通管直接回流至循环水池。当循环水泵采用变频泵时，可通过变频电机调节循环水供水压力。如果循环水供水管的压力持续过高，而压力调节阀已达到最大开度或循环水泵的转速已达到最低状态，则可以停止一台至几台循环水泵，直至压力满足系统要求。在循环水泵的出口之处接有一条增湿塔管，在冷却塔停用时可以使塔内填料保持湿润。湿塔线允许的压力不能超过0.2MPa。
2.2、优化工艺，降低蒸发损失
降低蒸发水量主要有以下措施：装置间热联合和热供料技术：热联合是将热量多余的装置输出热给另一套装置作为热源来加热工艺介质，其出发点是在大系统内寻找合适的热匹配，达到能量优化利用的目的。热供料是热联合的一种形式，即上游装置的产品物流不经过冷却或者不完全冷却，直接（或经缓冲罐）引至下游装置作为进料。热联合和热供料由于避免了不必要的冷却，降低了循环冷却水系统的蒸发损失。中国化工洛阳化工分公司通过实施常减压-催化裂化-溶剂脱沥青装置互供料热联合，实现减压渣油部分热料直供溶剂脱沥青装置，热脱沥青油进催化，节约冷却循环水100t/h。空气冷却技术：采用空冷换热器替代部分水冷换热器，利用空气来冷却工艺介质。干湿式冷却塔：在塔内安装具有一定换热面积的空冷器，冷却回水在散热器中与外部冷空气换热，之后再进入塔的淋水区。此种塔型较普通冷却塔可节约蒸发水量。闭式冷却塔：该种塔型是利用轴流风机，将空气从百叶窗吸入，向上掠过换热管束，管束内为闭式循环冷却水，同时管束外为敞开式的循环喷淋水，在管束表面，空气与喷淋水水膜进行换热，使喷淋水得以接近空气湿球温度，强化了传热过程。从管束区域下淋的喷淋水淋入下面的填料区，进一步加强敞开式喷淋系统的换热。海水冷却技术：在有条件的地方，可以采用海水来直接或间接的冷却工艺介质，由于系统无需凉水塔，不存在蒸发损失，但海水对设备材质要求高，投资较大。
2.3、利用不停车清洗预膜技术
不停车清洗预膜技术是处理循环水的重要技术，其可以改善循环水的水质以及运行状况，可以使工厂的运行恢复正常的效率与水平。这项技术在执行的过程中包括两项步骤，其一是化学清洗步骤，其二是预膜步骤，为了更好的分析循环水水处理技术以及生产控制技术，下文对这两项步骤分别进行了论述，以供参考。
2.3.1、化学清洗步骤
化学清洗步骤主要是通过添加化学药品的方法改善循环水的水质，可以添加除油剂、钙铁分散剂、除锈剂以及粘泥剥离剂除去循环水中的杂质，另外，循环水使用一段时间后，也会出现菌藻类杂质，所以还需要添加杀菌灭藻剂等化学药品，从未保证循环水水质的清洁性。此步骤的创新处在于采用温和的非强酸型的药剂处理，对系统的腐蚀性极小，可以保障系统不受二次腐蚀。
2.3.2、预膜步骤
因为本预膜形成的是磷酸钙、磷酸铁膜，首先要调节钙离子，原水中钙离子浓度在50mg/L左右，预膜时钙离子至少要达到120mg/L才能形成膜，因此要向循环水中加入氯化钙400公斤，提高钙离子含量。向循环水中加入缓蚀阻垢剂，高效分散剂。保证循环水中缓蚀阻垢剂浓度控制在200mg/L左右，分散剂浓度控制在60mg/L左右运行3天，在预膜前要在循环水中预置3片碳钢挂片检验预膜效果。7天后通过现场察看挂片，挂片在阳光下发出类似电焊的光晕，说明本次预膜效果很好。
3、结语
总而言之，对于企业而言，循环水处理工作具有相当重要的经济及社会效益。因此，企业只有进一步加强循环水处理技术的创新，制定科学合理的循环水管理体系，方可切实确保循环水处理系统运行过程的可靠性、高效性及其安全性，从而收到良好的水处理效果，推动企业的可持续发展。
参考文献：
[1]王鹏.炼油循环冷却水在线除油试验研究[D].兰州交通大学，2012.
[2]杨卫东.论化工企业循环经济的发展与对策[J].中国市场，2009，15：36-37.
[3]张书春.热电厂循环水处理的问题与对策[J].天津电力技术，1995，03：20-22+15.
[4]张素丽.化工企业安全生产存在的问题与对策研究[A].中国职业安全健康协会.中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C].中国职业安全健康协会：，2007：4.
[5]张俊玲，王堃.浅谈化工企业循环水处理的特点[A].中国精细化工协会水处理化学品行业委员会.中国精细化工协会第一届水处理化学品行业年会论文集[C].中国精细化工协会水处理化学品行业委员会：，2005：4.
【关键词】 化工企业；循环水处理；问题；措施
引言
我国水资源短缺问题十分突出，如何更好地开发利用现有水资源，最大限度地节约用水，确保企业的可持续性发展，已成为所有化工企业必须重视和面对的一个问题；另一方面，由于资源短缺造成的用水价格持续上涨，也直接导致了用水成本的不断上升，对于企业来讲，做好合理用水、节约用水，也是企业节能降耗、减排增效的一项重要工作。循环水系统在化工企业用水中所占比例较高，一般在50%～70%。循环冷却水系统是化工企业重要的公用工程系统，也是化工企业最大的用水单元。因此，做好化工企业循环水系统的节水运行与管理，则显得尤为重要，也具有明显的紧迫性和现实意义。
1、循环水水处理技术概述
循环水水处理的工艺流程：循环水水处理需要先进行加药处理，在过滤水流进吸水池后，要加入一定的药剂，再通过循环水泵将处理后的水吸入吸水池中进行加压处理，然后送入不同的生产系统装置中，进行热交换处理，其中温度较高的水需要通过管线回流，由逆流抽风冷却塔使其与空气接触后达到降温的效果，水温降低后，再流入吸水池中進行循环利用。循环水在利用的过程中，要保证其水浊度达到相关要求，还有4%的循环水会通过过滤器除去杂质与泥水回吸水池中。为了使循环水达到沉淀膜的效果，避免设备与管道腐蚀或者结垢后出现损坏，相关人员要在循环水吸水池中加入一定适量的除垢剂，还要定期在吸水池中加入杀菌除藻剂，这样可以有效的防止菌藻滋生，保持循环水的清洁。在循环水加工利用的过程中，有时也会因为飞溅或者蒸发失去一部分水资源，所以，工作人员还要定期为吸水池补充水资源，避免其出现干涸等问题。循环水水处理的过程中，其水质会出现变化，水中的钙、镁离子或者悬浮物等杂质会不断增多，循环水与空气接触时，空气中灰尘或者一些可溶气体也会污染水质，长期使用还会造成设备或者管道中出现腐蚀或者结垢等问题。
2、化工企业循环水处理问题
2.1、进行循环水系统设计
循环水冷却系统主要由冷却塔、循环水池、循环水泵、旁滤系统、加药系统、控制仪表系统及管道、阀门等组成。循环水与工艺装置区经热交换后温度升高，然后分别进入冷却水塔，在塔内与空气进行热交换后滴入塔下冷却水池流入集水池，集水池出水经过双层格栅进入吸水井，再经循环水泵加压后送往各装置区。部分循环水回水进入旁滤系统，以降低循环水的悬浮物浓度。为减少循环冷却水对管道及设备产生腐蚀、结垢，系统设置了一套全自动加药设施。自动控制系统的几个关键因素包括温度、压力、排污、补水处理几方面：
2.1.1.温度
循环水的温度通过循环水回水母管上的温度在线检测仪表测量和显示，并通过冷却塔的变频风机和旁通管（根据需要设置）的温度调节阀进行控制；冷却塔风机的速度应该与循环水的要求和气候条件的变化接近，如果循环水回水干管上测出的温度偏高，风机加速，反之则减速，如果循环水回水温度持续下降，而所有的风机均已停止，则部分循环水回水将通过旁通管直接进入集水池，使循环水的温度不至于太低，此循环水的旁通量由温度调节阀进行控制。冬季或检修时循环水可通过温度调节阀直接排入集水池。
2.1.2、压力
循环水的供水压力通过循环水供水干管上的压力在线检测仪表测量和显示。当循环水泵采用定速泵时，可在循环水供水干管处设置装有压力调节阀的旁通管控制循环水供水压力，压力过高时，部分循环水通过旁通管直接回流至循环水池。当循环水泵采用变频泵时，可通过变频电机调节循环水供水压力。如果循环水供水管的压力持续过高，而压力调节阀已达到最大开度或循环水泵的转速已达到最低状态，则可以停止一台至几台循环水泵，直至压力满足系统要求。在循环水泵的出口之处接有一条增湿塔管，在冷却塔停用时可以使塔内填料保持湿润。湿塔线允许的压力不能超过0.2MPa。
2.2、优化工艺，降低蒸发损失
降低蒸发水量主要有以下措施：装置间热联合和热供料技术：热联合是将热量多余的装置输出热给另一套装置作为热源来加热工艺介质，其出发点是在大系统内寻找合适的热匹配，达到能量优化利用的目的。热供料是热联合的一种形式，即上游装置的产品物流不经过冷却或者不完全冷却，直接（或经缓冲罐）引至下游装置作为进料。热联合和热供料由于避免了不必要的冷却，降低了循环冷却水系统的蒸发损失。中国化工洛阳化工分公司通过实施常减压-催化裂化-溶剂脱沥青装置互供料热联合，实现减压渣油部分热料直供溶剂脱沥青装置，热脱沥青油进催化，节约冷却循环水100t/h。空气冷却技术：采用空冷换热器替代部分水冷换热器，利用空气来冷却工艺介质。干湿式冷却塔：在塔内安装具有一定换热面积的空冷器，冷却回水在散热器中与外部冷空气换热，之后再进入塔的淋水区。此种塔型较普通冷却塔可节约蒸发水量。闭式冷却塔：该种塔型是利用轴流风机，将空气从百叶窗吸入，向上掠过换热管束，管束内为闭式循环冷却水，同时管束外为敞开式的循环喷淋水，在管束表面，空气与喷淋水水膜进行换热，使喷淋水得以接近空气湿球温度，强化了传热过程。从管束区域下淋的喷淋水淋入下面的填料区，进一步加强敞开式喷淋系统的换热。海水冷却技术：在有条件的地方，可以采用海水来直接或间接的冷却工艺介质，由于系统无需凉水塔，不存在蒸发损失，但海水对设备材质要求高，投资较大。
2.3、利用不停车清洗预膜技术
不停车清洗预膜技术是处理循环水的重要技术，其可以改善循环水的水质以及运行状况，可以使工厂的运行恢复正常的效率与水平。这项技术在执行的过程中包括两项步骤，其一是化学清洗步骤，其二是预膜步骤，为了更好的分析循环水水处理技术以及生产控制技术，下文对这两项步骤分别进行了论述，以供参考。
2.3.1、化学清洗步骤
化学清洗步骤主要是通过添加化学药品的方法改善循环水的水质，可以添加除油剂、钙铁分散剂、除锈剂以及粘泥剥离剂除去循环水中的杂质，另外，循环水使用一段时间后，也会出现菌藻类杂质，所以还需要添加杀菌灭藻剂等化学药品，从未保证循环水水质的清洁性。此步骤的创新处在于采用温和的非强酸型的药剂处理，对系统的腐蚀性极小，可以保障系统不受二次腐蚀。
2.3.2、预膜步骤
因为本预膜形成的是磷酸钙、磷酸铁膜，首先要调节钙离子，原水中钙离子浓度在50mg/L左右，预膜时钙离子至少要达到120mg/L才能形成膜，因此要向循环水中加入氯化钙400公斤，提高钙离子含量。向循环水中加入缓蚀阻垢剂，高效分散剂。保证循环水中缓蚀阻垢剂浓度控制在200mg/L左右，分散剂浓度控制在60mg/L左右运行3天，在预膜前要在循环水中预置3片碳钢挂片检验预膜效果。7天后通过现场察看挂片，挂片在阳光下发出类似电焊的光晕，说明本次预膜效果很好。
3、结语
总而言之，对于企业而言，循环水处理工作具有相当重要的经济及社会效益。因此，企业只有进一步加强循环水处理技术的创新，制定科学合理的循环水管理体系，方可切实确保循环水处理系统运行过程的可靠性、高效性及其安全性，从而收到良好的水处理效果，推动企业的可持续发展。
参考文献：
[1]王鹏.炼油循环冷却水在线除油试验研究[D].兰州交通大学，2012.
[2]杨卫东.论化工企业循环经济的发展与对策[J].中国市场，2009，15：36-37.
[3]张书春.热电厂循环水处理的问题与对策[J].天津电力技术，1995，03：20-22+15.
[4]张素丽.化工企业安全生产存在的问题与对策研究[A].中国职业安全健康协会.中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C].中国职业安全健康协会：，2007：4.
[5]张俊玲，王堃.浅谈化工企业循环水处理的特点[A].中国精细化工协会水处理化学品行业委员会.中国精细化工协会第一届水处理化学品行业年会论文集[C].中国精细化工协会水处理化学品行业委员会：，2005：4.