成膜藥劑在甲醇裝置節(jié)能減排中應(yīng)用

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摘要:為保障廢熱鍋爐的正常運行，傳統(tǒng)爐水處理工藝加入磷酸鹽，并通過定排、連排，控制爐水達(dá)到一定的指標(biāo)，存在排污量較大、熱能損失較高的缺陷。通過論證分析，引入成膜多胺藥劑對爐水進(jìn)行處理。結(jié)果表明:采用成膜多胺藥劑對爐水進(jìn)行處理后，廢熱鍋爐產(chǎn)汽率提升了1．8百分點，排污率降低了84．6%，節(jié)能減排效果顯著。

關(guān)鍵詞:廢熱鍋爐;磷酸鹽;成膜多胺藥劑

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，資源利用與發(fā)展之間的矛盾日益突出，節(jié)能減排越來越受到國家和企業(yè)的重視［1］。甲醇生產(chǎn)企業(yè)作為傳統(tǒng)的用水用能大戶，普遍存在能源利用率低、水耗高的問題。甲醇生產(chǎn)過程中的余熱大都采用廢熱鍋爐進(jìn)行回收，爐水的處理是廢熱鍋爐穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的爐水處理工藝是加入磷酸鹽，并通過定排、連排，控制爐水水質(zhì)達(dá)到一定的指標(biāo)，以防止廢熱鍋爐結(jié)垢、保證蒸汽品質(zhì)、防止汽水共沸等［2］。但該工藝排污率一般在3%以上，存在排污量較大、熱能損失較高的缺陷。

1余熱廢熱鍋爐運行現(xiàn)狀

某公司甲醇裝置現(xiàn)有廢熱鍋爐4臺，設(shè)計蒸發(fā)質(zhì)量流量合計350t/h，具體參數(shù)見表1。甲醇2．5MPa廢熱鍋爐(S15503)正常運行過程中為連排狀態(tài)，排放質(zhì)量流量約為6．5t/h，其余廢熱鍋爐為定排，無連排。定排為8h排放1次，每次約10min。鍋爐排污不僅僅是水的損失，還由于爐水含有大量的熱量而造成能源的浪費。因此，鍋爐排污量直接影響余熱蒸汽回收的經(jīng)濟(jì)性。從環(huán)保的角度來說，還會對環(huán)境造成噪聲污染和水污染［3］。鍋爐排污的主要目的是控制爐水含鹽量，以避免結(jié)垢和爐內(nèi)腐蝕風(fēng)險［4］。而爐水含鹽量除了受到給水含鹽量的影響外，還與爐內(nèi)加藥有關(guān)。傳統(tǒng)的磷酸鹽處理工藝增加了爐水含鹽量，并由此導(dǎo)致爐水電導(dǎo)率指標(biāo)的上升，是進(jìn)一步降低鍋爐排污率的重要障礙。

2采取的措施和應(yīng)用效果

2．1采取的措施

為進(jìn)一步做好節(jié)能節(jié)水工作，降低系統(tǒng)排污率，減少熱量損失。2020年6月，經(jīng)多次考察、論證，公司引進(jìn)了南京某公司的“HELAMIN”無磷爐水處理新技術(shù)。為配合新型藥劑的使用，公司新增了1套加藥控制系統(tǒng)，確保加入量精準(zhǔn)、合理。2020年8月開始在甲醇余熱廢熱鍋爐使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑。

2．2應(yīng)用效果

“HELAMIN”成膜多胺藥劑使用至今裝置運行平穩(wěn)，排污率顯著下降，產(chǎn)汽量明顯增加，爐水各項指標(biāo)穩(wěn)定。使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑前和使用2個月后爐水水質(zhì)控制參數(shù)見表2。由表2可以看出:使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑前各廢熱鍋爐電導(dǎo)率、pH和PO3－4質(zhì)量濃度波動相對較大。其中，E15104爐水電導(dǎo)率、PO3－4質(zhì)量濃度異常偏高，S15503、E15102和E15104爐水pH超出控制范圍。使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑后，各廢熱鍋爐電導(dǎo)率、pH和PO3－4質(zhì)量濃度波動趨于平穩(wěn)。E15104爐水電導(dǎo)率由296～662μS/cm降至20～30μS/cm;PO3－4質(zhì)量濃度由37～86mg/L降至0．03～3．00mg/L。S15503、E15102和E15104爐水pH達(dá)到9．0～9．7。各廢熱鍋爐電導(dǎo)率、pH的穩(wěn)定有利于降低廢熱鍋爐結(jié)垢風(fēng)險，提高廢熱鍋爐的穩(wěn)定性。此外，PO3－4質(zhì)量濃度的降低，有效減少了污水處理裝置磷元素的處理壓力。隨著后期藥劑的持續(xù)加入和裝置的連續(xù)運行，廢熱鍋爐內(nèi)的PO3－4還會不斷地排出，直至最后質(zhì)量濃度趨于0。雖然現(xiàn)有系統(tǒng)汽側(cè)積鹽現(xiàn)象改善很多，但根據(jù)指標(biāo)顯示，汽側(cè)沉積物仍在置換過程中。使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑前后余熱廢熱鍋爐排污率見表3。排污率是評價鍋爐水藥劑性能的關(guān)鍵性指標(biāo)。在使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑后調(diào)試階段，通過逐步關(guān)小S15503排污閥，連排排污率逐步下降;按照少量多次原則，逐步提高廢熱鍋爐E15102、E15103、E15104定排周期，在每次排放時間不變的情況下，由原來的8h1次降至7d1次。從表3可以看出:使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑后，廢熱鍋爐產(chǎn)汽率由96．7%提高至98．5%，提升了1．8百分點;排污率由2．02%降至0．31%，降低了84．6%。分析原因為:(1)“HELAMIN”成膜多胺藥劑能夠提高余熱鍋爐換熱能力。該藥劑由全揮發(fā)性有機物組成，其投加不會增加水中總?cè)芙夤绦挝?TDS)含量，不影響爐水電導(dǎo)率。因此與傳統(tǒng)磷酸鹽處理工況相比，即使維持相同的電導(dǎo)率，爐水的濃縮倍數(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前者，這意味著應(yīng)用該藥劑時鍋爐排污率更低，從而大大降低鍋爐排污率，節(jié)水的同時節(jié)約熱能，提高鍋爐熱效率。(2)該藥劑能夠?qū)t內(nèi)本已存在的沉積/垢層逐步清除，并形成穩(wěn)定的20～50μm的保護(hù)膜，因清垢護(hù)壁成膜后其各部件受熱均勻，從而提高系統(tǒng)熱效率。

3經(jīng)濟(jì)效益

按照甲醇裝置年運行330d，除鹽水成本為10元/t計算，原鍋爐補除鹽水質(zhì)量流量約為264萬t/a，則使用“HELAMIN”成膜多胺藥劑后，全年節(jié)省除鹽水費用45．14萬元;蒸汽按照100元/t計算，則全年多產(chǎn)蒸汽效益約475．2萬元。調(diào)試期使用藥劑相對較多，后期用量逐步下降，按照年增加費用60萬元計算，則年產(chǎn)生效益為460．34萬元。

4結(jié)語

成膜多胺藥劑的成功應(yīng)用，不僅使?fàn)t水各項指標(biāo)更加穩(wěn)定，同時大幅度減少了熱量損失，節(jié)省了除鹽水，提高了蒸汽產(chǎn)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。該技術(shù)徹底解決了傳統(tǒng)水處理技術(shù)的不足，33實現(xiàn)了鍋爐水系統(tǒng)安全高效、節(jié)能減排的目標(biāo)，節(jié)能潛力巨大，具有良好的推廣價值。

參考文獻(xiàn)

［1］韓秋月，沈紅新，王仲賢．新型鍋爐水處理技術(shù)在煉油廠鍋爐系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］．水電技術(shù)，2011(15):499-501．

［2］陸慷，劉敏．HELAMIN多胺成膜技術(shù)的實際應(yīng)用［J］．企業(yè)技術(shù)開發(fā)(下半月)，2016，35(15):53-55．

［3］鄭軒．HELAMIN多胺成膜技術(shù)在水垢和腐蝕預(yù)防上的應(yīng)用研究［J］．化工管理，2014(20):143．

［4］張偉．工業(yè)鍋爐節(jié)能減排應(yīng)用技術(shù)［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2009．

作者:蔡可慶 馮玉祥 單位:江蘇索普化工股份有限公司