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渣油型氮肥廠硫化物泄漏危害與防治

摘要:對(duì)硫化物物料泄漏引起循環(huán)水水質(zhì)惡化進(jìn)行了分析,渣油治就如何抑制系統(tǒng)的型氮腐蝕,提出了采取的肥廠相應(yīng)措施,針對(duì)化肥廠循環(huán)水物料泄漏引發(fā)的硫化漏危后遺癥,提出了藥劑的物泄選用問(wèn)題。

渣油型氮肥廠硫化物泄漏危害與防治

關(guān)鍵詞:硫化物 腐蝕 危害 防治

 

前言

2000年,害防渣油型化肥企業(yè)由于原料價(jià)格的渣油治連續(xù)上揚(yáng)和尿素市場(chǎng)的持續(xù)低迷,九江大化肥在8月15日被迫停產(chǎn),型氮2001年2月份恢復(fù)生產(chǎn)。肥廠大多數(shù)冷換設(shè)備處于長(zhǎng)期停車(chē)狀態(tài),硫化漏危由于缺乏統(tǒng)一的物泄管理,一些工藝側(cè)走酸性硫化物的害防冷換設(shè)備腐蝕相當(dāng)厲害,加之自2001年6月份以來(lái),渣油治高含硫渣油原料在加工過(guò)程中更加劇了冷換設(shè)備的型氮腐蝕,造成酸性硫化物往循環(huán)水系統(tǒng)泄漏,肥廠硫化物的泄漏加劇了循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕,破壞了水穩(wěn)劑的原有成分,水穩(wěn)劑失去了原有的阻垢緩蝕作用,如若處理不當(dāng),勢(shì)必會(huì)加速其它冷換設(shè)備的腐蝕。因此如何面對(duì)化肥廠長(zhǎng)期停車(chē)的設(shè)備腐蝕問(wèn)題,硫化物泄漏時(shí)如何正確處理水質(zhì),抑制系統(tǒng)腐蝕的惡化趨勢(shì),以及如何處理泄漏后出現(xiàn)的后遺癥,這是工業(yè)水處理技術(shù)人員面臨的一個(gè)新課題。  

1.硫化物泄漏癥狀

測(cè)不出來(lái)(<0.1)

②PH值下降

③總磷升高

④泄漏初期水質(zhì)發(fā)白

⑤泄漏后期生物粘泥繁殖迅速

⑥SO42-含量升高

前①②表明系統(tǒng)泄漏入還原性的物質(zhì),硫化物在硫細(xì)菌和硝化細(xì)菌的作用下,最終被氧化成硫酸和硝酸,并且氨和硫化物消耗液氯,致使測(cè)不出來(lái),但根據(jù)④點(diǎn)現(xiàn)象來(lái)看,水穩(wěn)劑配方是以有機(jī)膦酸鹽、多元共聚物、鋅鹽為主,緩蝕薄膜主要由Ca、Zn和P所構(gòu)成,由于長(zhǎng)期不合格,系統(tǒng)加大了殺菌劑的投加力度,此舉就好比系統(tǒng)不停車(chē)清洗,將覆蓋在金屬表面的緩蝕膜清洗下來(lái),系統(tǒng)中Zn離子含量增加,此時(shí)水中只要存在少量的硫化物,就極易形成難溶的白色沉淀硫化物ZnS,此是水質(zhì)發(fā)白的主要原因,因此可以排除系統(tǒng)漏氨的可能性,為有針對(duì)性的查找硫化物的泄漏來(lái)源,將合成氨裝置的EA103作為主要監(jiān)測(cè)對(duì)象,對(duì)其進(jìn)出口的PH、濁度、硫化物進(jìn)行分析,主要分析指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1:EA103進(jìn)出口水質(zhì)及循環(huán)水水質(zhì)變化表

序號(hào)

PH

濁度mg/l

硫化物mg/l

循環(huán)水

進(jìn)口

出口

進(jìn)口

出口

進(jìn)口

出口

硫化物

SO42-

1

8.56

7.58

10.41

14.58

0.749

3.164

0.81

132.6

2

8.69

7.65

6.66

4.16

0.104

2.01

0.223

112

從表1分析數(shù)據(jù)來(lái)看,EA103出口PH值比進(jìn)口下降近1個(gè)單位,出口硫化物比進(jìn)口約大近20倍,由于EA103的泄漏致使循環(huán)水系統(tǒng)硫化物、SO42-含量上升,SO42-含量平時(shí)只由補(bǔ)充水帶入,最高只達(dá)80mg/l,SO42-含量升高為硫酸鹽還原菌提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)源。

以下結(jié)合圖1來(lái)說(shuō)明酸性硫化物泄漏后(2001年7月份)PH值、濁度和總磷的變化關(guān)系,在堿性全有機(jī)配方系統(tǒng)中,PH值正常控制范圍在8.5~9之間,而隨著酸性硫化物的泄漏,PH值下降幅度較大,由圖1可以看出,PH值下降最低為7.10,同時(shí)濁度上升至7.50 mg/l,總無(wú)機(jī)磷上升至6.92mg/l。

圖1:硫化物泄漏PH、濁度、總無(wú)機(jī)磷變化曲線(xiàn)圖

主要原因(1)、酸性硫化物的泄漏,將原沉積的磷酸鹽垢清洗下來(lái);(2)、由于PH值下降,加速了原水穩(wěn)劑配方中的聚磷酸鹽的水解。從圖1中還可以看出,在泄漏初期,濁度控制比較好,可能原因是碳黑物料的泄漏,由于碳黑的吸附性極強(qiáng),吸附在冷卻塔的填料上,整個(gè)冷卻塔成了一個(gè)天然的過(guò)濾器,同時(shí)粘泥也極易吸附在碳黑上,沉積在冷換器的表面,因此濁度偏低。而在后期,由于碳黑量的積累,同時(shí)積聚在碳黑上的微生物繁殖迅速,粘泥量高達(dá)100ml/m3,整個(gè)水質(zhì)全面惡化。后通過(guò)加大置換量和旁濾池反洗力度,將濁度控制在一定的范圍內(nèi)。

2.硫化物泄漏的危害
      硫化物泄漏后,循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕速率和粘附速率急劇上升,比泄漏前平均分別上升了196%和86.6%,從表2垢樣分析結(jié)果來(lái)看,550℃灼燒減量平均為20%以上,表明沉淀物由菌膠團(tuán)、藻類(lèi)、軟泥、原生動(dòng)物以及由微生物分泌物所粘附的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、化學(xué)污染物等組成。 由于在泄漏后加大了殺菌力度和旁濾池反洗頻率,很好地控制了循環(huán)水系統(tǒng)的細(xì)菌數(shù)目。灼燒減量在泄漏前后變化不大。

表2:垢樣分析結(jié)果

 

日期

550℃灼燒減量

950℃灼燒減量

CaO

MgO

Fe2O3

Al2O3

ZnO

P2O5

酸不溶物

粘附速率

mcm

腐蝕速率mm/a

2001年5月

24.24%

11.47%

26.07%

6.14%

12.16%

4.55%

6.09%

3.69%

1.20%

12.69

0.103

2001年6月

20.40%

10.74%

15.70%

4.04%

25.50%

4.98%

7.17%

4.68%

1.23%

19.84

0.131

2001年7月

14.13%

5.88%

11.40%

2.73%

54.13%

1.85%

1.99%

3.78%

1.40%

23.38

0.222

2001年8月

22.58%

12.38%

21.75%

3.25%

20.66%

2.06%

2.61%

3.76%

0.65%

16.91

0.123

2001年9月

23.3%

14.88%

11.73%

2.55%

1.97%

4.8%

7.53%

5.27%

1.33%

11.63

0.07

2000年4月

23.69%

8.62%

15.56%

6.98%

13.42%

8.04%

12.53%

13.20%

——

10.62

0.07

2000年5月

27.42%

11.2%

19.74%

7.41%

3.40%

8.09%

12.56%

14.19%

——

9.78

0.038

2000年6月

25.25%

10.94%

20.64%

6.86%

7.80%

7.67%

11.03%

12.72%

——

8.89

0.039

但表2中2001年7月的Fe2O3含量最高達(dá)54.13%,泄漏期間(6、7、8月份) Fe2O3含量平均含量為33.43%,比2000年5、6月份平均含量5.6%上升了27.63%。主要原因是由于酸性硫化物泄漏后,粘泥繁殖迅猛,沉積在金屬表面的粘泥會(huì)引起嚴(yán)重的垢下腐蝕,同時(shí)還隔絕了藥劑與金屬的作用,使其不能正常發(fā)揮應(yīng)有的緩蝕性能,硫化物在通氯的情況下或氧化性殺菌劑的氧化作用下 ,將硫化物氧化成SO42-,使PH在局部區(qū)域內(nèi)下降至1.0~1.4,而大量硫酸鹽還原菌繁殖生長(zhǎng)時(shí),硫酸鹽還原菌將SO42-還原生成H2S腐蝕設(shè)備,形成有臭味的黑色硫化鐵的腐蝕產(chǎn)物。P2O5含量比泄漏前減少了70%,表明沉積在金屬表面的磷酸鹽垢被酸性物質(zhì)溶解,使得循環(huán)水中總無(wú)機(jī)磷含量升高,ZnO含量也比泄漏前減少了62.9%,也表明覆蓋在金屬表面的緩蝕膜被硫化物破壞,Zn與硫化物生成酸不溶物ZnS,當(dāng)硫化物泄漏后,破壞了金屬表面的緩蝕膜,使循環(huán)水整個(gè)系統(tǒng)趨向腐蝕,結(jié)垢因子P2O5、CaO、MgO三者之和比泄漏前減少,因此,對(duì)于硫化物泄漏重點(diǎn)對(duì)象是控制腐蝕,在2001年9月,EA103切出檢修后,沉積在設(shè)備上的緩蝕膜得到了修復(fù),P2O5ZnO含量在逐步增加,系統(tǒng)的粘附速率和腐蝕速率均達(dá)標(biāo)。

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