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NaSCN泄漏对循环冷却水系统的影响及对策点击：2049 日期：[ 2014-04-26 21:39:39 ] |
| NaSCN泄漏对循环冷却水系统的影响及对策 江常红1，霍莉莉2 （1.蓝星（天津）化工有限公司，天津345200；2.大庆炼化公司动力厂，黑龙江大庆163411） 摘要：通过对腈纶厂换热器泄漏NaSCN对循环水水质影响的问题进行探讨，找出预防及处理NaSCN泄漏的方法，优化水质，以便更好地为腈纶装置提供合格的循环水，保证装置的长周期运行。 关键词：NaSCN；泄漏；循环冷却水；预防措施 中图分类号：X783.4；TQ085+.2文献标识码：B文章编号：%1009－2455（2010）05－0063－03 1·概况 某腈纶厂采取以硫氰酸钠为溶剂的湿法腈纶生产工艺，在生产中硫氰酸钠用量较大。该企业第四循环水站主要负责向腈纶厂各装置提供冷却循环用水，系统中金属材质主要是碳钢和不锈钢（材质为304）。腈纶循环冷却水系统中硫氰酸钠溶液为强腐蚀性介质，极易造成管线和换热设备穿孔，使硫氰酸钠溶液进入循环冷却水中。该公司腈纶循环冷却水系统先后发生多次硫氰酸钠溶液泄漏，给循环冷却水系统带来了很大的危害，影响了生产的正常运行。本文介绍了换热器泄漏硫氰酸钠对循环冷却水水质影响及泄漏硫氰酸钠溶液后循环水冷却水系统所采取的处理方法和预防措施。 2 ·NaSCN对设备腐蚀的危害 2．1 NaSCN的腐蚀性 硫氰酸钠的分子式为NaSCN，为强碱弱酸盐，略显碱性，白色结晶体，有毒、溶于水及乙醇中。NaSCN溶液具有很强的腐蚀性，当NaSCN溶液中某些阴离子含量足够多或某种氧化剂（通常为氧气或循环水中日常加入的氯气）存在时，会加速对设备的腐蚀，腐蚀形态多为孔蚀和缝隙腐蚀。这是因为溶液中的活性阴离子被吸附在金属表面某些点上，取代了与金属结合的氧，使金属局部氧化膜受到破坏成为阳极，形成原电池，从而使金属不断被溶解，这是造成设备腐蚀的主要原因［1］。其反应式如下： 硫氰酸根和氯离子一样是一种腐蚀促进剂，它将移向刚生成的阳极，并且在缝隙处比在其它地方更容易累积。SCN－排挤并取代了氧化膜中的氧离子，产生金属的可溶性硫氰酸盐，这就使得设备中某些敏感点的钝化膜遭到无法修复的破坏，造成点蚀穿孔［2］。 腈纶厂原液车间1922－H02换热器为管壳式换热器，材质为304，壳程为NaSCN溶液，0．7 MPa，65℃，管程为循环水，0．4 MPa，28℃。该换热器发生泄漏时，管束及缝隙处共发现5处点蚀穿孔，呈不规则型，NaSCN一侧腐蚀孔较大，循环水一侧腐蚀孔较小。 2．2 NaSCN的吸附性 硫氰酸钠具有较强的吸附性，一旦泄漏，一部分NaSCN会吸附在设备表面，难以清除，对设备进行持续腐蚀，使得腐蚀加剧并且难以控制。 3· NaSCN泄漏对循环水水质的影响 3．1 NaSCN大量泄漏后水质的变化： 第四循环冷却水系统水质控制采用的是有机膦配方。NaSCN大量泄漏后，有机膦突然降低，水的电导率突然大幅增加，同时腐蚀速率及粘附速率增加，细菌总数在较长时间内持续不合格。以四循泄漏NaSCN后（硫氰酸钠泄漏质量浓度为9 720mg／L）一些水质指标变化为例，电导率由前一天的1 620μS／cm突升至4 910μS／cm，浓缩倍数并没有变化；有机膦的质量浓度由前一天的8．30 mg／L突降至1．84 mg／L，粘附速率严重超标达到19mcm，细菌总数更是严重超标，一直维持在106个／mL以上，经采取应急措施处理3个月后粘附速率才重新恢复到10 mcm左右，细菌总数恢复至103个／mL的正常水平。 硫氰酸钠泄漏后腐蚀速率增加。由于硫氰酸钠是一种强电解质，水溶性好，因此对浊度没有太大影响，但大量泄漏后会导致循环水的电导率大幅增加；同时硫氰酸钠又可以与水中的菌藻相互作用，使细菌总数持续较高的水平。硫氰酸盐可以被生物分解，即使有其它的污染物（如氰化物、酚、硫化物等）存在的条件下，也可以被降解。能降解硫氰酸盐的微生物有两类：一类是自养菌，另一类是异氧菌，其分解产物中有甲醛，是一种碳氢化合物，是微生物良好的营养源，微生物利用硫氰酸钠中的碳、氮、硫元素及水稳配方中的有机膦作为生长繁殖的养分，促进自身生长，进而促进硫氰酸盐的分解，周而复始，恶性循环，导致采取多种杀菌措施后仍无法阻止循环水中细菌总数超标，粘泥增加，形成软垢，使水质进一步恶化，进而导致粘附速率超标［3］。 3．2 NaSCN小剂量泄漏后水质的变化 该企业曾发生过2次小剂量NaSCN泄漏（质量浓度为14 mg／L左右），与大规模泄漏不同的是这2次系统表现为电导率大幅增加，有机膦则没有突降。由于NaSCN的生物降解性，在经过一段时间后，仅在增加水质稳定剂投加量的情况下，NaSCN被逐步分解，浓度降为正常值以下。 NaSCN大量泄漏与小剂量泄漏后水质变化不同，其原因主要在于：大量泄漏后系统中细菌大量繁殖，迅速消耗了水中的磷，使有机膦浓度降低，而NaSCN是强电解质，在水中以离子形式存在，这直接导致了电导率的突然升高；当小剂量泄漏时，投加正常剂量的杀菌剂就可以抑制细菌繁殖，所以对有机膦的影响就小，只是表现为电导率突升，但其危害性仍然不可小视。 4 ·NaSCN泄漏后的处理措施 NaSCN一旦泄漏，必须立即采取措施，减少由于其泄漏对水质及循环水管线和换热设备造成不良影响。在硫氰酸钠泄漏后可采取以下几点措施： 4．1查清泄漏点 对含NaSCN介质的换热器逐台检查，在换热器循环水初入口端分别采样化验并比较，NaSCN浓度差大的即为泄漏点。 4．2循环水系统排污置换 大剂量泄漏NaSCN时应及时切除泄漏的换热器，并立即对系统大量排污和大量补水，以便迅速降低NaSCN的浓度，减少对设备的腐蚀。当水中硫氰酸钠的质量浓度低于5 mg／L时，可以结束置换。 4．3加大缓蚀阻垢剂的投加量 硫氰酸钠的水溶液对碳钢具有极强的腐蚀性，不锈钢材质在硫氰酸钠溶液中极易点蚀穿孔，低浓度的硫氰酸钠对金属的腐蚀性也很强，同时硫氰酸钠的强吸附性也会增大腐蚀作用。增加缓蚀阻垢剂的投加量将减缓对碳钢及不锈钢材质的腐蚀，在硫氰酸钠泄漏期间应保持有机膦的质量浓度大于等于8 mg／L，直至整个处理过程结束。 4．4暂停或减少氯气投加量 由于硫氰酸钠与氯气能够发生反应，破坏金属表面的钝化膜，易形成点蚀。因此硫氰酸钠泄漏期间应停止或减少加氯量。 4．5更换杀菌剂，加大投加量 由于硫氰酸钠泄漏后菌藻大量繁殖，粘泥量增加，因此需要投加粘泥剥离剂，同时采取氧化型、非氧化型杀菌剂交替使用，冲击投加的方法，迅速控制菌藻。非氧化型杀菌剂有两种：一种为817，是季铵盐类且具剥离作用，另一种为831，是异塞唑啉酮类，投加频率1次∕5d，相间投加，每次400 kg；氧化型杀菌剂采用三氯异氰尿酸，用吊篮悬吊在循环水中，使其缓慢溶解。四循泄漏硫氰酸钠后一度菌藻无法控制，采用该方法后，菌藻迅速得到了控制。 4．6投加金属钝化剂 由于硫氰酸钠的强腐蚀性且吸附性强，不易被完全清除，设备表面的钝化膜被破坏，金属表面被活化，即便硫氰酸钠被置换至允许浓度以下，循环冷却水中的一些活性因子也会很容易接触到金属表面，并对其造成腐蚀。因此大剂量泄漏硫氰酸钠后，应一次性投加钝化剂，使钝化剂的质量浓度达到400 mg／L。投加钝化剂后将使金属表面被钝化，重新形成保护膜，增加设备及管道抗腐蚀的能力。 5·硫氰酸钠泄漏的预防措施 硫氰酸钠一旦泄漏，无论对设备、对水质都有很坏的影响；同时增加水处理成本，浪费水资源，也增加污水处理的负担。因此，有效防止硫氰酸钠泄漏是极为重要的。 5．1换热器及管线材质 由于硫氰酸钠对碳钢及不锈钢的强腐蚀性，接触硫氰酸钠的设备均应采取特殊材质的不锈钢材料，例如316或316L材质。发生泄漏后腈纶厂所有接触该物质的换热设备均采用316L材质。 5．2监测硫氰酸钠含量 每天对循环水中硫氰酸钠含量进行一次检测，以便及时发现异常，将泄漏消除在初始阶段。 5．3加强换热设备的管理 将腈纶厂所有循环水冷换设备建立台帐，定期检查，尤其对含有硫氰酸钠介质的换热器要重点检查，掌握其运行状况，时时关注水质数据，一旦出现异常，能够迅速采取措施解决问题。 6·结语 作为给腈纶装置供水的循环水场，减少硫氰酸钠的泄漏、及时有效处理泄漏，对保证水质，提高循环水场运行的经济性以及对保证装置的长周期运行有重要意义。 参考文献： ［1］周本省.工业水处理技术［M］．北京：化学工业出版社，1997. ［2］张洪喜.硫氰酸钠对循环水腐蚀性影响［J］．全面腐蚀控制，2006，（6）：18－19. ［3］周相林.生物接触氧化法处理腈纶废水中硫氰酸钠［J］．化工环保，1982，（4）：23－25． 作者简介：江常红（1968-），男，安徽黟县人，工程师，大学学历，现为蓝星（天津）化工有限公司项目部装置经理，（电子信箱）dqjiangch＠126．com。 |
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