电石生产企业水质监测与评价

罗玉萍

摘要:电石炉运行多年后，发现循环冷却水中有大量泥砂，与铁锈、有机物(藻类、细菌等)一起。)和水垢，造成循环水质恶化。水垢造成电石炉变压器冷却系统、短网系统、电极导电系统、shield、水冷夹套、炉盖等部件水道堵塞、烧损。停水烧损造成设备停产，严重影响电石生产企业；水质监测和评价

关键词:电石生产；循环水系统；优化

引言

水乃万物之源，人离开了水则不能生存，要想保证人们的生活质量，首先要降低水资源的污染程度。因此，优化电石生产循环水系统，在工业水资源循环中显得尤为重要。在电石生产循环水系统的优化过程中，除了要避免水垢对电石生产的影响，还需要对生产循环水系统的整个过程进行优化，并想办法采取合理的措施降低优化过程的成本。

1电石生产循环水系统的重要性

电石生产循环水系统实际上是一种工业水循环系统，又称冷却水系统，已经被广泛应用到我国的各行各业中，与较传统的直流水系统相比，循环水系统将使用过的水进行处理，从而起到回收利用的效果，不仅节约了水资源，而且将可持续发展战略贯彻到了水系统循环系统的优化中。由于电石生产循环水系统大多用于工业生产，因此工业循环水剩水中存在大量的杂质，而在电石生产循环水系统过程中有诸多循环水升温和冷却的环节，如果不能及时去除工业循环水中的杂质，则在运行过程中会使得回水管以及冷却管内形成大量的水垢，从而降低电石生产循环水系统的换热效率，并降低水循环所用设备的使用年限。因此，相关工作人员务必要处理工业循环用水，从而保证我国电石生产循环水系统的质量以及运行效率。

2电石循环水管理存在的问题及原因

循环冷却水系统的连续运行和水的浓缩导致水中各种离子的增加，相应的腐蚀、结垢等问题也随之产生。中国盐业公司电石炉循环冷却水系统在生产中主要存在以下问题：

2.1较多的泥沙和粉尘进入开式循环水系统，造成循环水浊度高，泥沙沉积。

根据GB 50050-2007 《中华人民共和国国家标准工业循环冷却水处理设计规范》，工业循环水浊度小于20NTU，而中盐吉兰泰电石循环水系统浊度长期高于40mg/L。浊度过高会造成设备堵塞、微生物滋生、结垢、腐蚀、污水排放量增加等一系列问题。水中的悬浮固体(如灰尘、沉积物、腐蚀产物、微生物残留物等。)慢慢沉积在流速慢或者温度高的地方形成污垢，大量泥沙和粉尘被带入循环水中(开放式冷却系统)。冷却塔设施中水泥块的腐蚀和剥落进入系统。

2.2电石炉循环水系统腐蚀产物剥落进入系统影响循环水的浊度。

自2012年6月起，循环水系统使用软水和中水。由于软水和再生水的供应，仍需补充大量一次水。如果不加缓蚀阻垢剂，系统设备会被腐蚀，大量系统铁锈剥落后进入循环水，影响水质。

2.3循环水系统中细菌和藻类的快速繁殖影响循环水的浊度

当温度升高时，特别是在夏季，藻类和细菌在循环水中大量繁殖，细菌和藻类分泌的粘液粘附在沉积物的细小颗粒、灰尘、不溶性盐、碎屑、腐蚀产物、油污以及细菌和藻类的体内，形成污垢。

3电石循环水质的危害

3.1设备内部结垢会降低换热效率，严重时会堵塞管道，带来安全隐患

在电石炉炉盖和铜冷却系统的清洗过程中，发现系统结垢严重。炉盖产生的热量不能及时被循环水带走，导致炉盖无水烧坏。铜件冷却水系统结垢也很严重，经常发生堵塞、漏水，造成非计划停机事故，进而影响生产。一般来说，结垢会降低冷却器的换热效率，缩短设备的使用寿命，降低设备的启动率。循环水中溶解的固体由于温度变化等因素在系统中沉淀或结晶，称为水垢。溶解离子，如(Ca++，Mg++)等。)中的补给水进入冷却水系统。蒸发浓缩后，水中离子浓度增加，pH值、温度等因素发生变化，导致离子过饱和而结垢，如CaCO3、CaSO4、MgCO3、MgSiO3等。影响水垢形成的主要因素是冷却水的pH值、Ca、总碱度、水温和流速。

其类型和原因如下：

碳酸钙(CaCO3)

碳酸钙溶解度低，容易在换热器表面形成碳酸钙沉淀。

Ca22hc O3-CaCO3H2O CO2

硫酸钙

硫酸钙的溶解度比碳酸钙高100倍左右，但硫酸钙垢沉积物一旦形成，就不容易清除。

氧化铁

腐蚀产物或d

腐蚀是一种化学或电化学过程，金属在水中的腐蚀类型包括均匀腐蚀、电偶腐蚀、微生物腐蚀和垢下腐蚀。

均匀腐蚀

均匀腐蚀的特点是化学反应发生在整个暴露表面或相当大的区域，腐蚀以均匀的速度进行，金属越来越薄。均匀腐蚀的主要原因是溶解氧的阴极去极化。

Fe→Fe2+＋2e－（阳极反应）

O2＋2H2O＋4e－→4OH－（阴极反应）

在水中，阴极、阳极的产物结合生成氢氧化亚铁沉淀：

Fe2＋＋2OH－→ Fe(OH)2

氢氧化亚铁进一步氧化为二次产物氢氧化铁：

4 Fe(OH)2＋O2＋2H2O→4Fe(OH)3

3.2.2电偶腐蚀

铜材质和碳钢材质两种不同的金属浸在导电性水溶液中存在电位差，电位差会驱使电子在他们之间流动，形成原电池。电位较低的金属在接触（导电）后腐蚀速度通常会显著增加，而电位较高的金属在接触后腐蚀速度将下降。

阳极（Fe）：Fe→Fe2＋＋2e－

阴极（Cu）：Cu2＋＋2e－→Cu

3.2.3垢下腐蚀

由于各种原因在金属表面形成的粘泥沉积会导致垢下腐蚀，一些微生物(如硫酸盐菌)的新陈代谢也会影响电化学腐蚀过程，加速腐蚀。

电石循环水系统的补充水硬度和碱度较高，水中含有一些腐蚀性离子。随着系统水温和pH值的升高，浓缩倍数的增加，结垢趋势会越来越严重，腐蚀也会受到一定程度的阻垢作用的影响，对系统产生垢下腐蚀。

3.3 微生物危害

循环冷却水系统中存在相当数量的微生物，包括好氧异养菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、藻类、真菌、原生动物等。微生物产生有机酸来腐蚀金属。除了腐蚀设备之外，冷却水的化学物质被消耗，从而有机磷被转化为正磷酸盐；产生大量的粘液(大量细菌分泌的粘液像粘合剂一样，可以使细颗粒的淤泥、灰尘、不溶性盐的泥、胶体氢氧化物、碎屑、腐蚀产物、油污、细菌和藻类的尸体粘附在一起)，形成粘性沉积物，粘附在换热器的传热表面，降低换热器的冷却效率。

4 电石循环水水质管理措施

为防止循环水冷却系统结垢堵塞电石炉冷却设备，漏水影响生产，采用水处理剂严格控制结垢，兼顾缓蚀，控制菌藻生长。

4.1 合理添加水处理药品（阻垢缓蚀剂）对垢、腐蚀、酸碱度的控制

根据一次水、软水、中水添加现状，设计添加了适用于电石厂冷却设备系统的缓蚀剂和阻垢剂，通过添加药剂减缓了设备的腐蚀速度和水垢的生成。

4.2 菌藻的控制

考虑到菌藻的耐药性，采用氧化型和非氧化型杀菌剂与除藻剂相结合的处理方法，根据系统情况决定煤泥剥离剂和微生物分散剂。

4.3 浊度控

定期(目前一周一次)，人工清理循环水冷却池底沉淀物，同时排出池底大量污水。

定期用药物杀灭藻类和细菌，夏季15天一次，气温低时30天一次。

结语

电石循环水质受到结垢、腐蚀、微生物粘泥的严重破坏，导致冷却器换热效率低。通过选择减少设备腐蚀和结垢的化学品，可以控制细菌和藻类的结垢、腐蚀抑制和生长。电石循环水浊度高是由于沉积物、系统腐蚀产物、细菌和藻类繁殖进入系统造成的。可采取定期清砂、灭藻等措施降低循环水浊度。

参考文献

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