天然气净化厂电解水处理技术的优化使用分析研究 化学专业VIP免费

一、研究的目的、意义电解水处理技术(ECT)是一种目前运用较为成熟的新型水处理技术。本文介绍了ECT的工作原理、工作流程及其在长寿天然气净化厂循环水系统的运用情况。对运行后的参数进行总结分析，在实际操作中摸索出最佳参数，保证循环水系统优质高效运行。在天然气净化厂的生产运行中很多设备均采用敞开式循环水进行冷却，在运行过程中，各种无机盐离子和有机物随着水分的蒸发而浓缩，再加上灰尘杂质的不断混人，容易产生沉积附着物，且滋生微生物，导致设备被腐蚀，管路被粘泥污垢堵塞，还会降低换热效率、增大能耗，从而影响企业的安全稳定运行，造成严重的经济损失。为了解决以上问题，企业通常采用在水中添加药剂的方式控制腐蚀、结垢及粘泥这三大类问题，然而在冷却水中加人阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂等药剂后，虽然节约了用水量，但又带来了环保排放等方面的问题。随着国家节能节水政策的推进以及环保要求的进一步收紧，探寻一种经济可行的，能够有效降低循环水系统结垢和腐蚀，显著提高循环水浓缩倍数，降低补给水量和排放量的新技术、新设备，对于众多工业企业，乃至整个经济社会的健康发展都具有重要的意义。我厂(西南油气田公司重庆天然气净化总厂长寿分厂)的循环水装置即为敞开式循环冷却水系统，热水经冷却塔分散与空气接触降低水温，冷却后的水通过泵送往换热设备循环使用，设计循环量为400m3/h2016年1月，长寿分厂安装一套25m3/h的ECT设备以控制循环水水质，取代了原有的化学药剂处理。二、国内外研究现状ECT设备根据电解原理运行，通过循环水返回水旁路与循环水池相连，循环水进人ECT处理后回到循环水池，循环处理。ECT系统是在一个受控的反应室中提供一个受控的电解过程，用以除去循环水系统的钙镁离子，从而阻止系统管线和设备结垢，并同时控制细菌和藻类的滋生。反应器内部的钦基氧化镍涂层电极为阳极，反应器壁为阴极，反应过程中，水中的钙镁离子在阴极发生反应形成软质水垢附着在反应器壁上，并定时启动内置刮刀刮去后排出反应器。通过直流电流的作用，在反应室内壁附近形成一个碱性环境，使水垢更容易结晶析出，而不适合军团菌等微生物的存活。在阳极附近，高达30%的氯离子转变成游离氯或次氯酸，游离氯的含量在0.2到2ppm之间，既能消毒还没有腐蚀危害，在阳极附近生成的氧自由基、臭氧和双氧水，进一步强化消毒效果。水蒸发浓缩过程中，将碳酸钙控制在过饱和状态，在管道和设备内壁形成很薄的一层保护层，从而保护管道和设备不和冷却水中的溶解氧接触，防止腐蚀现象的发生。整个电解过程都是利用本源物质，不产生污染，属于环境友好型的处理方法。ECT设备电解原理:(阴极)在阴极(反应室内壁)附近形成高浓度的氢氧根，这种升高的pH环境(pH高达14)反应室中维持的工作电流大概为直流10～25安培。结果是，在阴极（反应室内壁）附近形成高浓度的氢氧根，这种升高的pH环境（pH高达14），让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出。实际上阴极附近局部的高氢氧根浓度所形成的化学环境，和用石灰处理形成的冷石灰软化环境类似。2H2O(l)+2e-H2(g)+2OH-(aq)CO2(aq)+OH-(aq)HCO3-(aq)HCO3-(aq)+OH-(aq)CO32-(aq)+H2O(l)Ca2+(aq)钙离子可能形成氢氧化钙Ca(OH)2(垢)和碳酸钙CaCO3(垢)在阳极，电流将一部分的氯离子转化成氯气，在冷却水中形成持续杀菌效果的次氯酸。同时也产生臭氧、氧自由基、氢氧根自由基和双氧水。这一系列得产物提供了杀生效应，结合安培电流及局部高的和低的（阳极）pH区域，维持了ECT内部一个实时的消毒环境。生成氧气:4HO-O2(g)+2H2O+4e-游离氯:Cl-–e-Cl0氯气:2Cl-(aq)Cl2(g)+2e-臭氧:O2+2HO-–2e-O3(g)+H2OOH0自由基:OH-–e-OH0过氧化氢:2H2O–2e-H2O2+2H+氧自由基:2H2O–2e-O0+2H+ECT处理冷却循环水时pH总体值控制范围在8.5到9.0之间，控制方式为自动添加柠檬酸。如前文提到的，阴极附近会形成高浓度的氢氧根，从而在反应室内壁附近维持较高的碱性环境。相反，在阳极附近维持较低pH的酸性环境。由于循环水是切向进入和离开反应室，从而运行中能反复地将水中细菌置于低pH值区和高pH值区，使得细菌每次通过反应室时都经历了多次pH值环境的变化...