專利名稱：一種高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，特別是濁度為10-30mg/L、鐵含量為0.5-1.5mg/L循環(huán)冷卻水的處理方法。
背景技術(shù)：
循環(huán)水處理工藝主要分為兩種一種是不加酸自然pH運(yùn)行工藝，一種是加酸調(diào)pH工藝。
對(duì)于不加酸自然pH運(yùn)行工藝，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不加酸調(diào)節(jié)pH值，循環(huán)水的pH值自然平衡在9左右，一般適合中低硬度、中低堿度水質(zhì)，循環(huán)水中控制鈣硬度與總堿度之和小于950mg·L-1。此工藝的基本思路為通過堿性狀態(tài)下的高pH值、再輔助一些緩蝕劑來抑制設(shè)備的腐蝕，通過加入高效的阻垢分散劑來抑制系統(tǒng)的結(jié)垢。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是腐蝕較容易控制，缺點(diǎn)是濃縮倍數(shù)不能太高，目前國內(nèi)外的水平為循環(huán)水的鈣硬度總堿度之和一般小于950mg·L-1，否則系統(tǒng)結(jié)垢就會(huì)超標(biāo)，這樣對(duì)于鈣離子和堿度較高的補(bǔ)充水來說就非常費(fèi)水。這種工藝條件下緩蝕阻垢劑配方主要為有機(jī)膦酸、鋅鹽和含羧酸基的共聚物等，稱之為堿性運(yùn)行配方。
對(duì)于加酸調(diào)pH工藝，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中加酸調(diào)節(jié)pH值，此工藝適合高硬度、高堿度水質(zhì)，根據(jù)我們對(duì)國內(nèi)循環(huán)水處理情況的了解，此工藝對(duì)補(bǔ)水Ca2+大于250mg·L-1的水質(zhì)條件，濃縮倍數(shù)一般在3～5倍。該工藝的基本思路是用加入H2SO4的方法來控制循環(huán)水的pH值，降低循環(huán)水中的堿度，進(jìn)而防止系統(tǒng)結(jié)垢；同時(shí)增加配方中的緩蝕劑和分散劑的用量，重點(diǎn)解決系統(tǒng)的腐蝕問題。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)垢較容易控制，濃縮倍數(shù)較高，循環(huán)水的Ca2+能達(dá)到1400mg·L-1，節(jié)水效果好，缺點(diǎn)是腐蝕較難控制，循環(huán)水中的鈣離子不能太低，需要使用無機(jī)磷、鋅鹽等緩蝕劑，否則系統(tǒng)腐蝕就會(huì)超標(biāo)。針對(duì)工藝條件的緩蝕阻垢劑配方主要為有機(jī)膦酸、無機(jī)磷酸鹽、鋅鹽以及抑制磷酸鹽和鋅鹽沉積效果好的含羧酸基和磺酸基的共聚物，稱之為加酸運(yùn)行配方。
目前，國內(nèi)的各個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)根據(jù)各自水質(zhì)的特點(diǎn)，或者使用不加酸自然pH運(yùn)行工藝及相應(yīng)的藥劑配方，或者使用加酸調(diào)pH工藝及相應(yīng)的配方。循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，如發(fā)生濁度與總鐵較高時(shí)，循環(huán)水系統(tǒng)通常采取大排大補(bǔ)的方法，即先加入粘泥剝離劑，剝離后，大量排水，再加入緩蝕阻垢劑。該方法不但需大量排水，還需再消耗大量緩蝕阻垢劑，而且需要幾天甚至十幾天。
中國專利申請(qǐng)CN1193609A公開了一種循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)用于清洗系統(tǒng)中微生物垢等污物的清洗預(yù)膜劑及清洗預(yù)膜方法，清洗預(yù)膜劑由生物酶類凈化劑、生物抑制劑、無機(jī)鹽復(fù)合劑和由緩蝕劑和分散劑組成的常規(guī)水質(zhì)穩(wěn)定劑構(gòu)成，其中無機(jī)鹽復(fù)合劑由硅酸鹽、錳酸鹽、碳酸鹽、正磷酸鹽組成。清洗預(yù)膜方法是在循環(huán)水系統(tǒng)帶熱負(fù)荷的正常運(yùn)行狀態(tài)下，將生物酶類凈化劑、生物抑制劑、無機(jī)鹽復(fù)合劑和常規(guī)水質(zhì)穩(wěn)定劑分別按總保有水量的特定濃度加入到循環(huán)水中，并維持該濃度15-60天。該方法可實(shí)現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)熱態(tài)不停車清洗預(yù)膜一次完成。該方法與本發(fā)明的高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，使用本發(fā)明的方法對(duì)高濁高鐵的循環(huán)冷卻水進(jìn)行處理可有效控制循環(huán)冷卻水的濁度與鐵含量。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其特點(diǎn)在于向高濁高鐵循環(huán)冷卻水中加入由聚氯化-2-羥丙基-1，1-N-二甲銨(簡稱聚季銨鹽)與至少一種季銨鹽組成的復(fù)合殺菌劑。所述季銨鹽具有殺菌剝離作用，聚氯化-2-羥丙基-1，1-N-二甲銨兼具殺菌和絮凝作用，所加入的復(fù)合殺菌劑配合循環(huán)冷卻水中已有的聚合物分散劑，及循環(huán)水的旁流處理，可使水中的懸浮物通過復(fù)合殺菌劑的殺菌與絮凝作用，同時(shí)配合共聚物的分散作用，形成大的絮團(tuán)但不粘附于冷卻器，絮團(tuán)隨后通過旁流處理的旁路過濾器過濾即可達(dá)到降低循環(huán)冷卻水的濁度與鐵含量的目的。本發(fā)明的方法不但可以使高濁高鐵循環(huán)冷卻水得到快速處理，且無需大量水對(duì)系統(tǒng)中的水進(jìn)行置換，此方法腐蝕速率小，安全可靠，適合高濁高鐵循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水的處理。
本發(fā)明所述聚氯化-2-羥丙基-1，1-N-二甲銨與季銨鹽重量比為50-95∶5-40。優(yōu)選為80-95∶5-20。
本發(fā)明所述季銨鹽優(yōu)選通式為R1(R3)2NR2X的季銨鹽，其中R1與R2相同或者不同，R1為十二烷基、十四烷基或十六烷基，R2為辛烷基或癸烷基或芐基，R3為碳原子數(shù)為1-4的烷基，X為氯或溴。更優(yōu)選為氯化十四烷基二甲基芐基銨、氯化十二烷基二甲基芐基銨、氯化十二烷基辛基二甲基銨、氯化十四烷基辛基二甲基銨。
本發(fā)明所述聚氯化-2-羥丙基-1，1-N-二甲銨在25℃時(shí)濃度為40重量％的粘度至少為10mpa/s。其可由二甲胺和環(huán)氧氯丙烷為原料、以水為溶劑進(jìn)行溶液聚合得到。
本發(fā)明所述復(fù)合殺菌劑的加入量為20-80mg復(fù)合殺菌劑/L水。優(yōu)選為30-40mg復(fù)合殺菌劑/L水。
用本發(fā)明的方法可以有效控制循環(huán)冷卻水的濁度、鐵含量，本發(fā)明的方法不但可以使高濁高鐵循環(huán)冷卻水得到快速處理，且無需大量水對(duì)系統(tǒng)中的水進(jìn)行置換，此方法腐蝕速率小，安全可靠，適合高濁、高鐵循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水的處理。
具體實(shí)施例方式
下面的實(shí)施例將有助于說明本發(fā)明，但不局限其范圍。
下面的實(shí)施例的水質(zhì)分析與監(jiān)測換熱器粘附速率測定實(shí)驗(yàn)方法均按照中國石油化工總公司生產(chǎn)部和發(fā)展部編寫的《冷卻水分析和試驗(yàn)方法》(1993年，安慶石油化工總廠信息中心出版)實(shí)施例1循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度527mg/L，堿度123mg/L，總鐵0.61mg/L，濁度15mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA(丙烯酸/2-甲基-2′-丙烯酰胺基丙烷磺酸/丙烯酸羥丙酯)共聚物。
加入復(fù)合殺菌劑520kg，其中40重量％的聚季銨鹽468kg(25℃時(shí)粘度為120mpa/s)，40重量％的氯化十四烷基二甲基芐基銨殺菌劑52kg，二者有效含量的比例(即二者有效成分的重量比，下同)為90∶10，總的加入量為32mg/L，水質(zhì)變化如下表1

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為7.0mcm。
實(shí)施例2循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH9.0，鈣硬度327mg/L，堿度423mg/L，總鐵0.83mg/L，濁度23mg/L，循環(huán)冷卻水采用自然運(yùn)行工藝，水處理配方采用2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、羥基乙叉二膦酸(HEDP)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入復(fù)合殺菌劑650kg，其中40重量％的聚季銨鹽(25℃時(shí)粘度為120mpa/s)520kg，40重量％的氯化十四烷基辛基二甲基銨殺菌劑130kg，二者有效含量的比例為80∶20，總的加入量為40mg/L，水質(zhì)變化如下表2

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率11.0mcm，與正常情況下的11.5mcm沒有明顯的變化。
實(shí)施例3循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度627mg/L，堿度113mg/L，總鐵0.71mg/L，濁度25mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入復(fù)合殺菌劑520kg，其中40重量％的聚季銨鹽(25℃時(shí)粘度為120mpa/s)494kg，40重量％的氯化十二烷基辛基二甲基銨殺菌劑26kg，二者有效含量的比例為95∶5，總的加入量為32mg/L，水質(zhì)變化如下表3

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為9.7mcm。
實(shí)施例4循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度527mg/L，堿度123mg/L，總鐵0.61mg/L，濁度18mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入聚季銨鹽復(fù)合殺菌劑520kg，其中40重量％的聚季銨鹽(25℃時(shí)粘度為120mpa/s)468kg，40重量％的氯化十四烷基辛基二甲基銨殺菌劑52kg，二者有效含量的比例為90∶10，總的加入量為32mg/L，水質(zhì)變化如下表4

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為11.7mcm。
實(shí)施例5循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度572mg/L，堿度114mg/L，總鐵0.69mg/L，濁度18mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入聚季銨鹽復(fù)合殺菌劑520kg，其中40重量％的聚季銨鹽(25℃時(shí)粘度為120mpa/s)364kg，40重量％的氯化十二烷基二甲基芐基銨殺菌劑156kg，二者有效含量的比例為70∶30，總的加入量為32mg/L，水質(zhì)變化如下表5

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為12.7mcm。
實(shí)施例6循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度537mg/L，堿度132mg/L，總鐵0.71mg/L，濁度28mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入聚季銨鹽復(fù)合殺菌劑406kg，其中40重量％的聚季銨鹽284kg，40重量％的氯化十二烷基二甲基芐基銨殺菌劑122kg，二者有效含量的比例為70∶30，總的加入量為25mg/L，水質(zhì)變化如下表6

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為13.4mcm。
實(shí)施例7循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度534mg/L，堿度122mg/L，總鐵0.70mg/L，濁度28mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入聚季銨鹽復(fù)合殺菌劑975kg，其中40重量％的聚季銨鹽682kg，40重量％的氯化十二烷基二甲基芐基銨殺菌劑293kg，二者有效含量的比例為70∶30，總的加入量為60mg/L，水質(zhì)變化如下表7

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為14.1mcm。
對(duì)比例1循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度527mg/L，堿度123mg/L，總鐵0.64mg/L，濁度15mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入40重量％的氯化十四烷基二甲基芐基銨殺菌劑520kg，加入量為32mg/L，水質(zhì)變化如下表8

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率6.9mcm，與實(shí)施例2的粘附速率沒有明顯的變化。
對(duì)比例2循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH9.0，鈣硬度327mg/L，堿度423mg/L，總鐵0.81mg/L，濁度23mg/L，循環(huán)冷卻水采用自然運(yùn)行工藝，水處理配方采用2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、羥基乙叉二膦酸(HEDP)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入40重量％的氯化十四烷基辛基二甲基銨殺菌劑650kg，加入量為40mg/L，水質(zhì)變化如下表9

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率11.4mcm。
對(duì)比例3循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度627mg/L，堿度113mg/L，總鐵0.69mg/L，濁度25mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入40重量％的氯化十二烷基辛基二甲基銨520kg，加入量為32mg/L，水質(zhì)變化如下表10

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為9.9mcm對(duì)比例4循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水水質(zhì)pH8.0，鈣硬度527mg/L，堿度123mg/L，總鐵0.61mg/L，濁度18mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入40重量％的氯化十四烷基辛基二甲基銨殺菌劑520kg，加入量為32mg/L，水質(zhì)變化如下表11

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為12.0mcm對(duì)比例5循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)量13000m3/hr，系統(tǒng)容量6500m3/hr，循環(huán)水的水質(zhì)pH8.0，鈣硬度527mg/L，堿度123mg/L，總鐵0.63mg/L，濁度18mg/L，循環(huán)冷卻水采用加硫酸控制pH值工藝，水處理配方采用六偏磷酸鈉，氯化鋅，2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、AA/AMPS/HPA共聚物。
加入40重量％的聚季銨鹽(25℃粘度120mpa/s)520kg，加入量為32mg/L，水質(zhì)變化如下表12

旁路監(jiān)測冷卻器的粘附速率為15.3mcm。
綜上所述，實(shí)施例的處理效果如下表13


由上述實(shí)施例和對(duì)比例的數(shù)據(jù)可以看出采用本發(fā)明的方法可同時(shí)降低水的濁度和鐵的含量，且粘附速率與對(duì)比例的相當(dāng)、符合監(jiān)測換熱器的粘附速率標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其特征在于向高濁高鐵循環(huán)冷卻水中加入由聚氯化-2-羥丙基-1，1-N-二甲銨與至少一種季銨鹽組成的復(fù)合殺菌劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其特征在于所述聚氯化-2-羥丙基-1，1-N-二甲銨與季銨鹽的重量比為50-95∶5-40。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其特征在于所述聚氯化-2-羥丙基-1，1-N-二甲銨與季銨鹽重量比為80-95∶5-20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其特征在于所述季銨鹽選自通式為R1(R3)2NR2X的季銨鹽，其中R1與R2相同或者不同，R1為十二烷基、十四烷基或十六烷基，R2為辛烷基、癸烷基或芐基，R3為碳原子數(shù)為1-4的烷基，X為氯或溴。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其特征在于所述季銨鹽為氯化十四烷基二甲基芐基銨、氯化十二烷基二甲基芐基銨、氯化十二烷基辛基二甲基銨、氯化十四烷基辛基二甲基銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其特征在于所述復(fù)合殺菌劑的加入量為20-80mg復(fù)合殺菌劑/L水。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其特征在于所述復(fù)合殺菌劑的加入量為30-40mg復(fù)合殺菌劑/L水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高濁高鐵循環(huán)冷卻水的處理方法，其包括向高濁高鐵循環(huán)冷卻水中加入由聚氯化－2－羥丙基－1，1－N－二甲銨與至少一種季銨鹽組成的復(fù)合殺菌劑。所述季銨鹽具有殺菌剝離作用，聚氯化－2－羥丙基－1，1－N－二甲銨兼具殺菌和絮凝作用，所加入的復(fù)合殺菌劑配合循環(huán)冷卻水中已有的聚合物分散劑及循環(huán)水的旁流處理，可使水中的懸浮物通過復(fù)合殺菌劑的殺菌與絮凝作用，同時(shí)配合共聚物的分散作用，形成大的絮團(tuán)但不粘附于冷卻器，絮團(tuán)隨后通過旁流處理的旁路過濾器過濾即可達(dá)到降低循環(huán)冷卻水的濁度與鐵含量的目的。本發(fā)明的方法不但可以使高濁高鐵循環(huán)冷卻水得到快速處理，且無需大量水對(duì)系統(tǒng)中的水進(jìn)行置換。
文檔編號(hào)C02F1/54GK1830831SQ200510053468
公開日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者閆巖, 任志峰, 魯有清, 酈和生, 陳奎正, 郝向黎, 王成 申請(qǐng)人:中國石化北京燕化石油化工股份有限公司