Ингибирование солеотложений в теплообменной аппаратуре Крутько И.Г., Боецкая С.П. Мариупольский коксохимический завод
    Снижение накипеобразования в теплообменной аппаратуре - первостепенная задача для технологических процессов коксохимического производства. При нарушении теплообмена затрудняется охлаждение коксового газа в первичных газовых холодильниках, что приводит к потерям химических продуктов и перерасходу электроэнергии для его отсоса. Длительная эксплуатация системы оборотного водоснабжения цикла первичных газовых холодильников первого и второго блоков цеха улавливания Мариупольского коксохимического завода показала, что использование подкисления, фосфатирования и омагничивания оборотной воды не обеспечивает безнакипный режим работы теплообменной аппаратуры.
    В настоящее время для предотвращения накипеобразования в оборотных системах охлаждения в нашей стране и за рубежом все большее применение находят фосфорорганические соединения. Эффективным соединением данного класса является оксиэтилидендифосфоновая кислота.
    Образование карбонатных отложений трудно предотвратить потому, что в условиях производства техническая вода, поступающая на пополнение циклов, характеризуется высокой общей (14- 20 мг-экв/дм3) и карбонатной (5-7 мг-экв/дм3) жесткостью. Напряженность водного баланса сточных вод завода требует уменьшения количества продувок, а следовательно, приводит к необходимости эксплуатировать оборотные циклы первичных газовых холодильников при высоких значениях коэффициента упаривания Ку=3-4. В таких условиях добавка оксиэтилидендифосфоновой кислоты не может обеспечить полного предотвращения отложений карбонатных солей на поверхности теплообменной аппаратуры.
    Для обеспечения эффективного управления кристаллизацией малорастворимых солей в водной системе оксиэтилидендифосфоновой кислотой предлагается производить предварительное умягчение подпиточной воды. В качестве реагентов для умягчения воды рекомендуют различные вещества: соляную кислоту, серную кислоту, сульфат аммония, хлорид аммония и др. В аммиачной воде газосборникового цикла (далее газосборниковая вода) содержатся аммонийные соли, в основном хлорид аммония (до 50 г/дм3), что позволяет применять эту воду для умягчения технической воды.
    Оценку устойчивости бикарбонатных водных растворов и определение эффективности обработки воды провели предварительно в лабораторных условиях. Определенный объем технической воды, обработанный различными способами, выпаривали при 80-90 °С до достижения необходимой кратности упаривания. Далее систему анализировали на содержание ионов кальция и магния, после чего рассчитывали количество кальция, выпавшего в осадок или растворившегося.
    Методика эксперимента заключалась в следующем. В четыре стакана приливали по 1 дм3 технической воды. Содержимое первого стакана выпаривали без какой-либо предварительной обработки. Во втором стакане воду предварительно умягчали газосборниковой водой в количестве, рассчитанном по формуле (3-5 мл/дм3), после чего в качестве ингибитора накипеобразования добавляли оксиэтилидендифосфоновую кислоту (1 - 5 мг/дм3). В третьем стакане для предотвращения солеотложений присутствовала только оксиэтилидендифосфоновая кислота, в четвертом упаривали воду, умягченную газосборниковой водой.
    Результаты лабораторных исследований представлены в таблице. Стакан Ку Количество ингибитора, мг/л Умягчение газосборниковой водой Выпадение (+), растворение (-) солей кальция, мг-экв/л 1 2 3 1,3 0 2 2 - + - +2,2 +0,1 +0,2 1 2 3 2,1 0 2 2 - + - +6,8 -2,4 +3,8 1 2 3 3,4 0 2 2 - + - +11,7 -0,3 +8,7 1 2 3 4 1,2 0 3 3 0 - + - + +2,5 -0,1 -0,1 -0,7 1 2 3 4 1,8 0 3 3 0 - + - + +5,8 -1,8 +2,2 -3,4 1 2 3 4 2,3 0 3 3 0 - + - + +6,7 -0,1 +4,7 +1,2 1 2 3 4 4,2 0 3 3 0 - + - + +7,2 -0,1 -3,5 +2,0 1 2 3 1,8 0 5 5 - + - +6,0 -0,6 +3,0 1 2 3 2,0 0 5 5 - + - +7,0 -0,1 +2,8 1 2 3 2,5 0 5 5 - + - +8,2 +0,2 +4,5 1 2 3 3,1 0 5 5 - + - +11,0 +0,8 +5,9 1 2 3 3,5 1 3 5 + + + -0,1 -0,1 +0,9 Как видно из таблицы, высокая жесткость технической воды обусловила интенсивное накипеобразование в первом и третьем стаканах, несмотря на стабилизационную обработку оксиэтилидендифосфоновой кислотой. ............