除铁技术在循环冷却水系统中的应用

崔玉彪 温云 袁凤慧 马辉 段东林(河南心连心化肥有限公司， 河南 新乡 453731)

除铁技术在循环冷却水系统中的应用

崔玉彪 温云 袁凤慧 马辉 段东林(河南心连心化肥有限公司， 河南 新乡 453731)

本文简要叙述了循环冷却水系统流程，循环冷却水除铁原理，系统改造实施情况，对节水减排的影响及实际生产中的应用效果。

循环冷却水；除铁药剂；节水减排；浓缩倍率

0 引言

近年来，随着国内煤化工、盐化工、石油化工、天然气化工等高耗水产业的迅速发展，使得水资源形势更加紧张，甚至已经影响到居民生活用水和农业灌溉用水。政府对水资源的管理日趋严格，对企业的监控与要求越来越严格，节水迫在眉睫。

1 系统改造前存在的问题

1.1 循环冷却水系统

我公司循环冷却水系统采用敞开式循环冷却水工艺，循环水凉水池的水流入吸水池经循环水泵加压至(0．40-0．45MPa)，送往气化、净化、合成、尿素等需要循环水作为冷却介质的岗位，上水还有一部分(3%-5%)经旁滤进入吸水池，回水直接进入凉水塔，经冷却后进入凉水池重复使用。

在冷却塔内，热水与空气之间发生两种传热作用，一是蒸发传热，二是对流传热。蒸发传热是当水在其表面温度的饱和蒸汽压大于空气中水蒸汽分压时，水滴表面的水分子克服液态水分子之间的吸引力而汽化逸入空气中，并带走热量，使水的温度下降。蒸发传热带走的热量约占冷却塔传热量的75%-80%。接触传热带走的热量约占冷却塔传热量的20%-25%。因循环水不断的蒸发和浓缩，为了维持凉水池的液位和保证循环冷却水水质，需要补充大量新鲜水和少量脱盐水，同时间断性排放浓水。

1.2 循环冷却水系统存在问题

循环冷却水系统补充新鲜水中铁含量偏高，平均值在1．3mg/l，最高时达1．8mg/l，生活、工业用水中铁含量标准中铁含量不超过0．30mg/l，经蒸发浓缩后循环冷却水铁离子含量在5mg/l以上，循环冷却水中铁离子容易生成絮凝状胶体，这样造成循环冷却水浓缩后浊度在30NTU以上，最高时可达到60NTU，在换热装置中沉积及形成局部性腐蚀。

表1 一次水补水水质

受铁离子浓度较高限制，生产系统目前循环水浓缩倍数仅为3．5(循环冷却水浓缩倍率以电导为基准计算)，循环水排污量较大，中水回用负荷较高，同时一次水和脱盐水补充量较大，整体生产成本较高。

2 技术方案

在循环冷却水岗位砂滤器进口增加一台隔膜加药泵，投加除铁药剂KLARAID PC1192，添加计量0．2-0．5mg/l。PC1192是一种阳离子混凝剂，对水溶液介质中的铁离子悬浮微粒有极强的絮凝沉降效能，通过电中和使带负电的悬浮微粒失去分散稳定性与带负电荷的溶解物反应，生成不溶物沉淀。通过“架桥”作用使悬浮微粒聚集成大颗粒而加速其沉降，且形成的聚集体较无机絮凝剂所形成的絮凝聚集体更加紧密牢固。经过砂滤器过滤掉沉淀物，从而降低循环冷却水中的铁离子含量。

3 项目实施及效果分析

3.1 项目实施

2015年1月-2015年5月我公司循环冷却水系统进行除铁改造。改造完成后进行除铁效果测试，循环冷却水铁含量从5．3mg/l降到0．84mg/l；浊度从30NTU 下降到15NTU，除铁后节水效果明显。

项目试运行2个月于2015年7月20日-7月27日进行运行效果测试，测试结果与2014年同期运行数据进行对比。

表2 除铁前后循环水运行效果对比

3.2 效益分析

消耗：装置费用为隔膜加药泵装置3套，约3000元/套，共9000元。药剂消耗为按照0．5mg/l投加，每天最大投加量为19kg，混凝剂单价为48．31元/kg，每月消耗药剂费用2．75万元。

经济效益：每天可以节约一次水1295吨，节约脱盐水200吨，预计每月可以节省一次水38850吨(一次水按1．5元计算，月节约成本58275元，节省脱盐水6000吨(按一吨脱盐水3．26元计算，每月节省19560元)，总计可节约用水成本7．84万元/月，节约药剂费用1．5万元/月。

通过项目实施，节水效果明显，同时换热单元换热效果改善明显，因设备腐蚀造成的生产系统停车状况显著减少。

[1]李本高．现代工业水处理技术与应用[M]．北京：中国石化出版社，2004 ：37-45．

[2]周本省．工业水处理技术[M]．北京：化学工业出版社，2002 ：38-39．

[3]李圭白,刘超.地下水除铁除锰[ M].北京:中国建筑工业出版社,1999.