H2S等工艺气体泄漏对循环水系统的影响及对策分析

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[摘 要]：介绍h2s、CO2、NH3、CH4工艺气体漏入循环水系统后对水质的影响及对策。酸性气体泄漏，细菌数增多，最突出反映在耗氯量上，过多的黑色泡沫及粘泥会沉积在换热器折板等流速较慢的地方，影响换热效果，且易造成局部腐蚀。通过将pH值控制范围由7.9～8.4，提高至8.2～ 8.6，并合理提高水中PO43- 的含量，改良杀菌剂和水质稳定剂配方，基本控制了细菌的生长，尤其是真菌的生长，测定循环水监测换热器试管腐蚀速率国标范围内。

[关键词]：循环水 腐蚀速率 酸性气体 pH 水质控制 细菌

1. 引言

某煤化工厂有四套循环水系统，其中第一循环水场负责向气化、净化和硫回收等装置供水，自2010年7月份以来，受各种因素影响，水质指标经常发生异常波动。

2. 水质变化的特点

2.1 循环水PH突然大幅降低，人工加碱量增大，系统偏腐蚀

第一循环水系统采用MS6209和AZ8104缓蚀配方，一般情况下循环水pH值控制范围为8.0～8.6，在此范围内，各监测点分析化验结果显示系统的腐蚀和结垢均可以控制在令人满意的水平，结果一般显示为优等。从2010年冬季以来pH值分析结果看， 2010年6～9月份平均值为8.3，而2010年10月以来份平均值为7.98。pH值的偏低，必将造成系统偏腐蚀，监测结果显示2010年10月份以来，朗格利尔格指数平均合格率仅为11.86%，正常值50个百分点，且均超低限，显示水质处于极不稳定状态，换热器管壁上不能形成CaCO3垢膜，设备易受腐蚀。

2.2加氯量大幅增加，而余氯值较低

自2010年12月25日起至2011年4月份期间，在余氯值控制基本相同的条件下，由于一循受环境影响其加氯量始终高于其它循环水系统3倍左右，多加入的液氯全部转化为氯离子，而氯离子超标会明显增加系统的腐蚀倾向。

由图1和中数据可以看出。一三循的余氯值控制的基本相同，但是一循平均加氯量为249kg/d，三循为79kg/d，一循的日加氯量是三循的3倍多。

2.3 细菌量增多，水质发黑，有黑色泡沫产生

细菌数增多，最突出反映在耗氯量上，过多的黑色泡沫及粘泥会沉积在换热器折板等流速较慢的地方，影响换热效果，且易造成局部腐蚀，它们的来源一是环境灰尘；二是细菌尸体残留；三是腐蚀产物。从目前状况来看，细菌尸体残留和腐蚀产物的可能性最大。

引起以上两大明显变化的因素很多，但是根本原因还是装置中介质漏入水中，而可能串入循环水系统的介质主要有H2S、CO2、NH3和CH4等。各种介质的漏入，必将在水质

在水质指标中反映出来，最终对生产造成影响。

2.4 水质变化的原因分析

2.4.1 H2S漏入系统，可溶于水发生一系列可逆反映：（有臭鸡蛋气味）

2.4.2 CO2漏入系统，在水中产生碳酸平衡：

CO2 和H2S漏入越多，产生的H+ 就越多，水的PH就越低，从而引起碳钢腐蚀。

水中的藻类还可通过碳的同化作用，借助阳光，使水中的CO2和HCO3-进行光合作用，吸收碳作营养并放出氧，藻类的大量繁殖，会使水中溶解氧增多，加剧腐蚀。CO2还成为多种细菌的营养品，加重细菌的繁殖，形成恶性循环。

2.4.3 NH3漏入系统，在水中产生：NH3+H2ONH4++OH- 氨最初泄露的时候，pH会升高。

但是在亚硝酸菌的作用下，NH4+被转换成NO2- ，在氯和硝化细菌的的作用下， NO2-转化成NO3-，这个过程同时也消耗的大量的氯，并且生成HCl，从而使水体pH下降。

所以，氨发生大量泄露时，会消耗水体中的氯，造成余氯值低，从而促进微生物的繁殖，使水质发生恶化。同时生成酸性物质，使水体pH下降，造成系统的腐蚀。

2.4.4 CH4不溶于水，但CH4在光照的情况下可以与水中的游离氯气产生反映。

生成的少量HCl仍可使水的pH有所下降，由于CH4不溶于水，它产生的气泡在换热器及管道中产生挠动， 使水中的粘泥、细菌尸体等微小颗粒不能沉积下来。我们曾在循环水回水管处发现有明显的气泡， 分析发现CH4 含量> 30% 。CH4 作为有机物，完全可能成为利用有机物进行氧化发酵得到细胞所需营养物的异养菌的养份。

细菌和藻类的增多必将耗费更多的杀菌剂， 并造成杀菌困难， 硝化细菌也同样增多， 加氯量也翻倍上升。由于细菌的作用， 曾造成水中氯离子明显升高， 最高达到1369.14mg/ L， pH 下降严重， 仅靠少量加碱不能解决问题，后采用瞬间加大，待pH 上升后再用少量碱将水的pH 维持住。经过一段时间的观察、分析、查找， 发现合成CH4 漏入水中， 采取一些临时措施对其进行了处理， 但仍未解决根本问题。

3 .控制水质的措施

为保证公司生产的正常运行，中心针对循环水水质的变化采取了一系列措施和方法：

3.1 加强管理， 加强监测

要求班组认真作好各项例行工作， 如指标控制，旁滤运行等， 尽量降低腐蚀率，降低水中粘泥量。

3.2合理调整药剂配方

针对系统偏腐蚀的情况， 中心和药剂厂家对MS6209和AZ8104的配制作了一些调整，加入了高效的碳钢和铜的缓蚀剂。在日常的控制中，缓蚀剂的投加量偏上限控制，增加了缓蚀剂的用量，降低了pH降低对系统的腐蚀。日常的监测换热器和挂片的腐蚀率均在国家标准范围内。

装置于2011年1月15日在监测换热器内装入试管，在2月22日完成监测换热器内试管的拆除，并联系分析检测中心处理后干燥、称重、分析。

测得的一循腐蚀率，碳钢为0.0022mm/a（国标≤0.075 mm/a）；铜及不锈钢均为未检出。

3.3合理调整指标控制范围

将pH值控制范围由7.9～8.4，提高至8.2～ 8.6，并要求合理提高水中PO43- 的含量。

3.4投加各种杀菌剂

为避免细菌产生抗药性， 药剂厂家先后投加了非氧性杀菌剂（型号NX1100）、杀菌增效剂（型号BD1501E），强力溴等杀菌剂，基本控制了细菌的生长， 尤其是真菌的生长。

4 .结论

中心和药剂厂家通过一系列的工作和努力， 取得了一定的效果和经验。能够在这种情况下维持生产， 但从水质管理的要求来说， 解决问题的最终办法是治本， 只有将泄漏消除了才能使水质彻底好转， 良好的水质又可以保证换热设备的安全运行， 二者相辅相存， 形成良性循环， 进而保证长周期运行， 降低水处理成本。

参考文献

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