Якість охолоджуючої води та можливості її поліпшення

Вербина В.А., Тройникова Е.С., Айзікова П.С.

В останні роки роботи багатьох дослідників спрямовані на поліпшення якості охолоджуючої води для запобігання накипформування в теплообмінної апаратурі. У коксохімічної промисловості ця проблема дуже актуальна, оскільки вона пов'язана з розкриттям одного з головних резервів збільшення виробництва цінних хімічних продуктів коксування.

У зв'язку з цим опублікування обговорюваної статті має велике значення: наведені в ній результати дослідних робіт підтверджують простоту і дієвість запропонованого методу запобігання накипних відкладень в теплообмінної апаратурі.

Найбільш водопотребляющімі системами на коксохімічних заводах є, як відомо, первинні газові холодильники (ПГС). Аналіз їх роботи на більшості заводів України показує, що температура коксового газу після охолодження значно вища від необхідної величину, і це, безумовно, позначається на втратах хімічних продуктів.

Температура охолоджуваного газу залежить від характеристики самого коксового газу (у тому числі від вмісту в ньому нафталіну), поверхні теплообміну, якості охолоджуваної води і продуктивності охолоджувачів оборотної води.

За характеристикою коксового газу, питомої поверхні теплообміну та продуктивності охолоджувачів оборотної води коксохімічні підприємства знаходяться приблизно в однакових условіях.Основная причина високої температура коксового газу після первинних газових холодильників полягає в освіту накипних відкладень на поверхні трубок теплообмінників. Дніпропетровський коксохімічний завод і цех № 2 Криворізького коксохімічного заводу досягають необхідних температур тільки за рахунок збільшення питомої витрати оборотної води на 1 000 м3 газу, але вважати цей шлях прийнятним не можна, тому що збільшення витрат оборотної води призводить до завищених витрат електроенергії та дефіцитної технічної води. Єдиною можливістю нормалізації умов теплообміну є поліпшення якості охолоджуючої води шляхом її обробки.

На жаль, як видно з таблиці, на багатьох коксохімічних підприємствах споруди хімічної водопідготовки відсутні, хоча якість води, що подається з природних водойм часто не відповідає вимогам, що пред'являються до охолоджуючої води, зокрема з карбонатної жорсткості.

У той же час застосовуються на окремих заводах звичайні реагентниє методи пом'якшення (підкислення на Авдіївському коксохімічному заводі, фосфатований гексаметафосфатом в цеху № 2 Жданівського і підкислення з фосфатіроваііем в цеху № 2 Комунарського коксохімічних заводів) не призводять до необхідним результатами - накипні відкладення в теплообмінної апаратурі залишаються значними.

Більшою ефективністю відрізняється метод іонітних обробки води. На прикладі Кадіївського коксохімічного заводу, де підготовку води здійснюють двоступінчастим Na-катіонірованнем, можна бачити, що цей спосіб забезпечує майже повна відсутність накипних відкладень, завдяки чому температура коксового газу після охолодження досягає 28-30 ° С. Однак для повсюдного впровадження іонітних обробки технічної води потрібні значні капітальні витрати.

До позитивних результатів приводять також добавки в технічні води сульфату амонію. Це підтверджують результати проведених авторами обговорюваної статті досліджень та досвід роботи Єнакіївського коксохімічного заводу.

До недоліків методу аммонірованія оборотних вод слід віднести зростаючі експлуатаційні витрати і збільшення вмісту в воді іонів SO4, які сприяють підвищенню їх корозійної активності. У зв'язку з цим більш перспективним заходом для пом'якшення технічної води можна вважати досвід роботи Жданівського коксохімічного заводу. На I блоці цеху уловлювання тут в цикл первинних газових холодильників подають стічну воду після обесфенолівающего скрубера в кількості 25-30% від загальної підживлення оборотного циклу технічною водою. При цьому, як і при обробці технічної води сульфатом амонію, відбувається переклад тимчасової жорсткості в постійну за рахунок обмінної реакції між солями кальцію технічної води і солями амонію стічної:

Ca (HC03) 2 +2 NH4Cl = CaCl2 2 NH4HC03;

Ca (HC03) 2 + (NH4) 2S04 = CaS04 + 2NH4HC03;

Ca (HC03) 2 +2 NH4GNS = Ca (CNS) 2 + 2NH4HC03.

Концентрація пов'язаного аміаку в стічних водах коксохімічних підприємств складає 0,5-1,3 г/л, що цілком достатньо для протікання зазначених реакцій навіть при співвідношенні стічних вод з технічної, рівному 1:3. (Це співвідношення характерно для кількості утворюються стічних вод на коксохімічних підприємствах і кількості споживаної ними технічної води для поповнення оборотних систем водопостачання.)

Підвищений солевміст, що викликає збільшення корозійної активності вод, у такому випадку компенсується присутністю в стічній воді речовин (фенолів, роданиду, сумішей піридинових підстав тощо), які гальмують процеси корозії шляхом пасивації металу. На нашу думку, цей метод більш перспективний ще й тому, що він вирішує завдання поліпшення роботи охолоджувальних систем оборотного водопостачання і раціонального використання стічних вод.

Слід також зазначити, що використання стічних вод в оборотних циклах водопостачання набуває особливого значення і в зв'язку з впровадженням установок сухого гасіння коксу.

Як і будь-який інший метод, запропонований нелішен недоліків, які полягають в основному в труднощах його реалізації. У першу чергу він пов'язаний із зміною ставлення підприємств до власних стоків. Фенольна каналізація і очисні споруди повинні ввійти в ряд найважливіших технологічних об'єктів коксохімічних заводів. Необхідно також провести ряд заходів, забезпечують встановлення стабільного складу стічних вод, і категорично заборонити залпові скидання в каналізацію.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://masters.donntu.edu.ua