Використання надсмольной води в якості інгібітора накипформування

Ю. В. Карпович, І. Г. Крутько

Донецький національний технічний університет

Зниження накипформування в теплообмінної апаратурі - Першочергове завдання для технологічних процесів коксохімічного виробництва. При порушенні теплообміну важко охолодження коксового газу в первинних газових холодильниках, що призводить до втрат хімічних продуктів і перевитрати електроенергії для витрати газу.

Природні води, що використовуються як охолоджуючого агента в теплообмінної апаратурі, викликають утворення на поверхні нагрівання сольових відкладень, що складаються переважно з карбонату кальцію. Це обумовлено розпадом солей карбонатної жорсткості при нагріванні води з втратою вуглекислоти і випаданням в осад карбонату кальцію. Інтенсивність утворення осаду залежить від температури нагрівання і кількості бікарбонатів у воді.

Для попередження відкладень карбонату кальцію на коксохімічних підприємствах випробувано багато різних способів обробки охолоджуючої води: підкислення сірчаною кислотою; фосфатування; обробка фенольними водами, які містять хлорид і сульфат амонію. В даний час для запобігання накипформування в оборотних системах водопостачання все більше застосування знаходять фосфорорганічні сполуки. Ефективним з'єднанням даного класу є оксіетілідендіфосфоновая кислота.

Для забезпечення ефективного управління кристалізацією малорозчинний солей у водній системі оксіетілідендіфосфоновой кислотою пропонується проводити попереднє пом'якшення підживлюючий води. У як реагенти для пом'якшення води рекомендують різні речовини: соляну кислоту, сірчану кислоту, сульфат амонію, хлорид амонію та ін

Однак усі ці способи не забезпечують безнакіпного режиму роботи теплообмінної апаратури.

Освіта карбонатних відкладень важко запобігти тому, що в умовах виробництва технічна вода, що надходить на поповнення циклів, характеризується високою загальною (8-15 мг-екв/л) і карбонатної (5-7 мг-екв/л) жорсткістю.

Надсмольная вода газосборнікового циклу є одним з найбільш шкідливих скидів у фенольних каналізацію. Високий вміст в ній органічних і мінеральних домішок ускладнює роботу біохімустановкі (БХУ). Тому ця вода, минаючи БХУ, надходить на гасіння коксу.

При взаємодії компонентів води з розпеченим коксом в атмосферу викидаються шкідливі речовини у вигляді пари і продуктів розкладання солей пов'язаного аміаку та інших домішок (аміак, хлористий водень, роданиду, ціаніди, феноли тощо), коксотушільное обладнання піддається інтенсивної корозії.

Тим часом, надсмольная вода завдяки присутності в ній мінеральних і органічних сполук може бути використана для стабілізаційної обробки оборотної охолоджуючої води. Надсмольная вода являє собою концентрований розчин хлористого амонію (до 50 г/л), в ній присутні також органічні підстави, феноли та ін

Внаслідок наявності в надсмольной воді органічних речовин вона має здатність знижувати корозійну активність водної системи.

Попередження утворення карбонатних відкладень при використанні суміші технічної та надсмольной води пояснюється в основному протіканням обмінної реакції між бікарбонатом кальцію і солями амонію з освітою хлориду кальцію. Взаємодією пов'язаних солей амонію з бікарбонатом кальцію солі тимчасової жорсткості переводяться в солі постійної жорсткості, не кристалізується в теплообмінної апаратурі.

У той же час присутність в оборотній системі пов'язаних солей аміаку сприяє розчинення старих карбонатних відкладень.

Оцінку стійкості двокарбонатний водних розчинів і визначення ефективності обробки технічної води надсмольной водою проводили в лабораторних умовах. Певний обсяг технічної води з добавкою надсмольной води і без неї випарювали при 80 ° С до досягнення необхідної кратності упарювання. Далі систему аналізували на вміст іонів кальцію і магнію, після чого розраховували кількість кальцію, що випав в осад.

Методика експерименту полягає в наступному. У кілька склянок приливає по 400 мл технічної води. Вміст перший склянки випарювали без будь-якої обробки. В інших стаканах воду попередньо зм'якшувати надсмольной водою в кількості 5, 10, 15% від обсягу взятої технічної води.

Результати лабораторних досліджень представлені в таблиці.

Таблиця - Результати стабілізаційної обробки технічної води        

№ досвіду         

Коефіцієнт упарювання         

Кількість надсмольной води,% від обсягу технічної   води         

Випадання (+) Са, розчинення (-) Са, мг-екв/л             

1         

1,8         

0         

3,0             

2         

1,5         

5         

-2,5             

3         

1,4         

10         

-4,7             

4         

3,7         

0         

14,0             

5         

3,9         

5         

4             

6         

3,8         

10         

-0,6             

7         

3,8         

15         

-2,1     

Як видно з таблиці, висока жорсткість технічної води (8 мг-екв/дм