毕业论文_邢台职业技术学院_环境监测与治理技术

1、 目录摘 要1ABSTRACT2引 言31 循环水介绍41.1 循环水处理系统介绍41.2 循环水处理系统介绍42 循环水的运行与管理72.1 煤气净化循环水系统72.1.1 循环冷却水控制指标及分析频率92.1.2 各种控制指标控制的机理92.1.3 药剂投加92.1.4 杀菌剂投加102.2 制冷循环水系统102.2.1 循环冷却水控制指标及分析频率102.2.2 药剂投加112.2.3 杀菌剂投加方案112.3 低温供水系统112.4 工作中应急措施132.4.1 停水132.4.2 水泵不出水132.4.3 大面积跑水132.4.4 药品（Hcl）泄漏的处理方法132.5 运行中常见的

2、问题及解决方法132.5.1 常见的问题132.5.2 解决方法143 循环水的检测及注意事项163.1 循环水的检测163.1.1 检测项目163.1.2 检测方法163.2 注意事项19结 论20致 谢21参考文献22Microsoft邢台职业技术学院毕业论文 摘要摘 要本文以河北力马燃气有限公司年产燃气4.6亿m3的循环水处理系统为例，针对循环水的特点、运行管理及用途，对循环水处理系统做了全面的简介；对运行中遇到的一些问题，进行了必要的分析，如工作中突然停水、水泵不出水、大面积跑水等的处理措施；对检测中的注意事项，做了一些总结，如测定钙离子时的滴定速度和测定碱度时的颜色变化等；通过对循环

3、水系统的实验检测、运行管理，达到了稳定控制循环水系统的出水要求，满足了用户的水温度。关键词:循环水；检测；运行；管理ABSTRACTTaking hebei force of gas Co., LTD horse gas 4.6 billion m3 of seawater treatment system for example, in connection with the characteristics, operation management of circulating water and applications of seawater treatment system, doi

4、ng a comprehensive introduction; For some of the problems in operation, the necessary analysis, such as water, water pumps work suddenly running water, not large treatment measures such as water; The detection of precautions to summarize some, such as the determination of calcium ions speed and dete

5、rmination when titration basicity color change of etc; Through the experiments of water circulating system test, operation management, reached the stability control effluent water circulating system requirements to meet the users water temperature. Keywords: Circulating water; Detection; Operation;

6、management 23邢台职业技术学院毕业论文 引言引 言为了减少水源的浪费，强化循环水的管理，防治环境污染，而有效利用水资源，减少对水资源的不必要浪费，落实国家的环保政策。要求对煤气的降温采用循环水降温，降温后的水经过处理，可被再次用于降温，经处理后钙离子、总硬、氯离子、总磷等均达到标准要求，以保证煤气降温可以正常运行。循环水的用途原理很简单，可是对环境的保护，水资源的合理利用却有很大的研究价值。邢台职业技术学院 毕业论文1 循环水介绍1.1 循环水处理系统介绍 循环冷却水系统（recirculating cooling water system）冷却水换热并经降温，再循环使用的给水系统

7、，包括敞开式和密闭式两种类型。主要由冷却设备、水泵和管道组成。冷水流过需要降温的生产设备（常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器）后，温度上升，如果即行排放，冷水只用一次（称直流冷却水系统）。使升温冷水流过冷却设备则水温回降，除换热设备的物料泄漏外，可用泵送回生产设备再次使用，管外通常用风散热。冷水的用量大大降低，常可节约95以上。冷却水占工业用水量的70左右，循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。1.2 循环水处理系统介绍河北力马燃气有限公司是一个煤改燃气工程，主要设备为：260孔4.3米焦炉及化产回收设施，该项目年产燃气4.6亿m3其中氢气3.25亿m3，一级冶金焦90万吨，焦油4.8

8、3万吨，硫膏0.29万吨，硫铵1.13万吨，粗苯1.35万吨。该项目的循环水情况：循环水系统设计包括煤气净化循环水系统，制冷循环水系统，低温水系统，焦炉除尘地面站循环水系统，夏季喷淋冷却水系统和浊环水系统等六部分内容。其中煤气净化循环水系统，制冷循环水系统需要进行加药处理。1. 煤气净化循环水系统：煤气净化车间设备冷却用水，由机械抽风冷却塔、煤气净化循环水泵、旁滤装置、水质稳定装置及循环水管道等组成。循环水回水靠余压进入机械抽风冷却塔进行降温冷却，冷却后水流至煤气净化循环水吸水井中，经煤气净化循环水泵加压后供设备冷却使用。2. 制冷循环水系统：制冷机冷却用水，由机械抽风冷却塔、制冷循环水泵、旁

9、滤装置、水质稳定装置及制冷循环水管道等组成。循环水回水靠余压进入机械抽风冷却塔进行降温冷却，冷却后水流至制冷机循环水吸水井中，经制冷循环水泵加压后供制冷机使用。 循环水供水示意图，如图1表1循环水系统工艺参数参数煤气净化制冷循环水循环水量 m3/h3521-42001512-1800保有水量 m31600-2000500-700供水温度 3232回水温度 4540蒸发量 m3/h61-9026-31补水量 m3/h160-240120-160排污量 m3/h20-289-12设备材料碳钢、铜、不锈钢管壁温度 50-60制冷机组工作原理：溶液泵将吸收器中的稀溶液抽出，经低温热交换器和高温热交换器

10、升温后进入高压发生器，在高压发生器中被燃烧产生的高温烟气继续加热，浓缩成中间溶液，同时产生高温冷剂蒸汽。中间溶液经高温热交换器传热管间，加热管内流向高压发生器的稀溶液后，温度降低，进入低压发生器，在低压发生器中被来自高压发生器的高温冷剂蒸汽再次加热，分离出冷剂蒸汽，浓缩成浓溶液。浓溶液经低温热交换器传热管间，加热管内稀溶液，温度降低后回到吸收器。高压发生器产生的高温冷剂蒸汽在低发传热管内因加热管外的溶液而冷凝成冷剂水，经节流后进入冷凝器，低压发生器中产生的冷剂蒸汽也进入冷凝器内，被流经冷凝器传热管内的冷却水冷凝成冷剂水，热量被带入大气中。两股冷剂水经U形管节流后进入蒸发器，在蒸发器内闪发降温后

11、流入蒸发器冷剂水盘和冷剂水液囊。进入蒸发器冷剂水液囊的冷剂水被冷剂泵抽出喷淋在蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内冷水的热量而沸腾蒸发，成为冷剂蒸汽。产生的冷剂蒸汽进入吸收器，被回到吸收器中的浓溶液吸收。吸收过程放出的吸收热被流经吸收器传热内的冷却水带走，被带入大气中。冷水则在热量被冷剂水带走后温度降低，流出机组，返回用户系统。浓溶液在吸收了冷剂蒸汽后，浓度降低，成为稀溶液后被溶液泵再次送往高，低压发生器加热浓缩。这个过程不断循环进行，蒸发器就连续不断地制取所需求温度的冷水。冷却塔降温的原理：本厂采用循环水系统，需将冷却设备中排出的水加以冷却以供再用。冷却的方法是使热水在冷却塔内向下喷洒成滴，水

12、成水膜状与向上或水平方向在塔内流动的不饱和空气密切接触，使空气增湿而水温下降。2 循环水的运行与管理2.1 煤气净化循环水系统循环水供水示意图，如图22.1.1 循环冷却水控制指标及分析频率表2循环冷却水控制指标及分析频率项目单位指标超标操作检测方法检测周期PH值7.09.0超标排水电位法GB/T15893.2-1995次/24h总硬mg/L700超标排水GB/T15429-95次/24hCl-mg/L65超标排水GB/T15429FS-95次/24h全碱度（以CaCO3计）mg/L500超标排水酸碱滴定法GB/T15451-95次/24hCa2+（以CaCO3计）mg/L500超标排水EDT

13、A滴定法GB/T15452-95次/24h总磷（以PO43-计）mg/L4-6增减加药量分光光度法ZBG76002-90次/24h2.1.2 各种控制指标控制的机理循环水所检测的指标有：碱度 总硬 钙离子 氯离子 总磷 PH值 电导。循环水的去向是用于熄焦，当熄焦段需要水时，就会把循环水运送过去，而每天均需要一定量的循环水用来熄焦，所以所检测指标的浓度会有所增加，但不会浓度特别大。当把循环水运到熄焦段后，会对循环水进行补水，因为补水中各个指标的含量都比较低，所以就相当于稀释了循环水中碱度、总硬 、钙离子、氯离子、总磷、PH值、电导等，而浓度就下降了。磷的浓度过高后会腐蚀管道，所以需要进行及时处

14、理，即进行补水。磷的浓度太低时，由于水中磷的含量低，而保护膜的磷含量高，会出现浓度差，以致会破坏管道中保护膜，所以应多加阻垢缓蚀剂，来增高磷的含量。2.1.3 药剂投加1.首次投加阻垢缓蚀剂400Kg于循环水池中，运行24小时，然后调节水中的加药量到正常运行范围。2.日常投加时将一天的用药量阻垢缓蚀剂50Kg，在22-24小时内连续投加到循环水池中或人工一次性冲击投加，并调节到指标范围。3.严格按运行分析控制项目及频率，监测循环水中各项控制指标，并调节达到各项控制范围。4.可通过循环水中的总磷控制阻垢缓蚀剂加药量，使总磷为46mg/L。2.1.4 杀菌剂投加氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂每周交替

15、投加。药剂投加量为： 药剂投加量（Kg/次）=保有水量（m3）药剂投加浓度/1000以上适用于系统比较正常的情况，也可根据系统内菌藻繁殖情况适当调整，当水质恶化造成细菌大量繁殖时，应提高加药浓度和加药频率。2.2 制冷循环水系统制冷循环水供水示意图，如图32.2.1 循环冷却水控制指标及分析频率表3 循环冷却水控制指标及分析频率项目单位指标超标操作检测方法检测周期PH值7.09.0超标排水电位法GB/T15893.2-1995次/24h总硬mg/L700超标排水GB/T15429-95次/24hCl-mg/L65超标排水GB/T15429FS-95次/24h全碱度（以CaCO3计）mg/L50

16、0超标排水酸碱滴定法GB/T15451-95次/24hCa2+（以CaCO3计）mg/L500超标排水EDTA滴定法GB/T15452-95次/24h总磷（以PO43-计）mg/L4-6增减加药量分光光度法ZBG76002-90次/24h2.2.2 药剂投加1.首次投加阻垢缓冲剂150Kg于循环水池中，运行24小时，然后调节水中的加药量到正常运行范围。2.日常投加时将一天的用药阻垢缓蚀剂25Kg后在2224小时内连续投加到循环水池中或人工一次性冲击投加，并调节到指标范围。3.严格按运行分析控制项目及频率，监测循环水中各项控制指标，并调解达到各项控制范围。4.可通过循环水中的总磷控制阻垢缓蚀剂加

17、药量，使总磷为46mg/L。2.2.3 杀菌剂投加方案氧化型杀菌剂和非氧化型杀菌剂每周交替投加。药剂投加量为： 药剂投加量（Kg/次）=保有水量（m3）药剂投加浓度/1000以上适用于系统比较正常的情况，也可根据系统内菌藻繁殖情况适当调整，当水质恶化造成细菌大量繁殖时，应提高加药浓度和加药频率。2.3 低温供水系统低温供水示意图，如图42.4 工作中应急措施2.4.1 停水1.当水池液位太低，而深井不能补水时为停水。2.可以调节泵出口，降低供水压力流量。3.如水池液位即将达到下限值，泵即将抽空时，可以停泵。4.待水池可以补水时，先补水，当液位达到泵的最低要求水位时，按泵的正常启动顺序启动泵。2

18、.4.2 水泵不出水1.排除水泵与管道内的空气。2.消除泄漏并灌满水。3.检查并调整电机转速转向。4.检查清除污物。5.更换水管，重新安装水泵。2.4.3 大面积跑水 1.如果发生大面积跑水，及时通知调度，根据水的具体位置进行处理。2.以最大限度的保证生产，停水区域越少越好的原则为前提，首先通知消防水全开深井循环水最大量进行补水，通知调度要求其他岗位减少用水，循环水用户停止一切排水。3.如果在非主通道处发生跑水，联系调度，然后停止该区域的循环水。2.4.4 药品（Hcl）泄漏的处理方法1.迅速穿戴好防护用品，打开通风装置，加强通风2.迅速的切断泄漏源，并用大量的水冲洗现场3.如果Hcl喷洒在身

19、体和面部，立即用大量流动的清水冲洗2.5 运行中常见的问题及解决方法2.5.1 常见的问题1.水垢：由于循环水在冷却过程中不断地蒸发，使水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙，磷酸钙，硅酸镁等垢。水垢的质地比较致密，大大的降低了传热效率，0.6毫米的厚垢就使传热系数降低了20%。2.污垢:污垢主要由水中的有机物，微生物菌落和分泌物，泥沙，粉尘等构成，垢的质地松软，不仅降低传热效率而还引起垢下腐蚀，缩短设备使用寿命。3.腐蚀：循环水对换热设备的腐蚀，主要是电化腐蚀，产生的原因有设备制造缺陷，水中充足的氧气，水中腐蚀性离子（cl-，Fe2+，Cu2+）以及微生物分泌的黏液

20、所生成的污垢等因素，腐蚀的后果十分严重，不加控制极短的时间即使换热器，输水管路设备报废。4.微生物粘泥：因为循环水中容有充足的氧气，合适的温度及富养条件，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制将迅速导致水质恶化，发臭，变黑，冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞，冷却散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。因此循环水处理必须控制微生物的繁殖。微生物的危害:循环冷却水中的微生物来自两个方面。一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气，微生物也随空气进入冷却水中，二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物，这些微生物也随补充水进入冷却水系统中。藻类在日光的照射下，会与水中的二氧化碳，碳酸氢根等碳源起光合作用，吸收碳素

21、作营养放出氧，因此，当藻类大量繁殖时，会增加水中溶解氧含量，有利于氧的去极化作用，腐蚀过程因此而加速。微生物在循环水系统中的大量繁殖，会使循环水颜色变黑，发生恶臭，污染环境。同时会形成大量黏泥使冷却塔的冷却效率降低，木材变质腐烂。黏泥沉积在换热器内，是传热效率降低和水头损失增加，沉积在金属表面的黏泥会引起严重的垢下腐蚀，同时它还隔绝了缓蚀阻垢剂对金属的作用，使药剂不能发挥应有的缓蚀阻垢功效。2.5.2 解决方法1.结垢的控制1）使用软水。因为软水中含较少的可溶性钙、镁化合物的水；软水减少热水器维修维护，提高热效率；软水降低管道的维修维护。由于我们平时用的水中含有一定浓度的钙离子、镁离子等，而且

22、经过一定时间水的蒸发，离子的浓度会增高，而导致水垢的出现。2）加酸或碱，控制PH。各种原水中均含有一定浓度的悬浮物和溶解性物质。悬浮物主要是无机盐、胶体和微生物藻类等生物性颗粒。溶解性物质主要是易溶盐（如氯化物）和难容盐（如碳酸盐，硫酸盐，硅酸盐等）、金属氧化物等。在水蒸发过程中，悬浮颗粒和溶解性物质的浓度在增加。所以要控制PH，而改变某些沉淀物的溶解度或是存在形式，以致不会出现结构现象。3）加有机磷化合物。有机磷化合物作为一种阻垢剂，它能抑制碳酸钙 水合氧化铁或硫酸钙的析出或沉淀有很好的效果。2.腐蚀的控制1）更换材质。有些材料容易被氧化或是化学性质比较活泼，只要在稍微适当的环境下就会发生反

23、应，所以如果在运行中发现管道等被腐蚀，可能是因为这种材质不好，可以考虑更换材质。2）预膜。利用有机物质在系统设备管道上形成一种有效地保护层，保护层可以阻断管道和水的接触，以达到防腐蚀阻垢的作用。3)除氧。氧化性物质会氧化一些有还原性的材料，而如果氧气充足和水分足够的情况下，会加剧管道等的腐蚀（氧化）速度，所以要除去氧气，来减慢腐蚀管道或仪器的速率。4)加入腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂能够抑制或是减缓腐蚀的速率，所以可以加入腐蚀抑制剂。3.菌藻的抑制1)控制温度，PH，除氧等。大部分微生物适合的生长温度为25摄氏度左右，PH为7左右，如果循环水的温度为此温度和PH，则有利于微生物的生长繁殖，如不及时控

24、制将迅速导致水质恶化，发臭，变黑，冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞，冷却散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。因此在一定情况下可以控制水的温度。2)光照。藻类在日光的照射下，会与水中的二氧化碳，碳酸氢根等碳源起光合作用，吸收碳素作营养放出氧，因此，当藻类大量繁殖时，会增加水中溶解氧含量，有利于氧的去极化作用，腐蚀过程因此而加速。所以应该适当控制光照强度。3 循环水的检测及注意事项3.1 循环水的检测3.1.1 检测项目检测项目：碱度 总硬 钙离子 氯离子 总磷 PH值 电导3.1.2 检测方法1.碱度的测定1)碱度：水的碱度是指水能与强酸即H+发生中和作用的物质总量。组成水的碱度的物质有：碳酸盐，碳酸氢盐

25、，硅酸盐，磷酸盐等弱酸性盐类，其中以碳酸盐和碳酸氢盐为主，其次为氢氧化物和氨等。2)方法提要：以酚酞和溴甲酚绿-甲基红为指示剂，用盐酸标准滴定溶液滴定水样，测得酚酞碱度及甲基橙碱度（又称总碱度）。3)分析步骤：移取25.00ml的水样于250ml的锥形瓶中，加入10滴溴甲酚绿-甲基红指示液，用盐酸标准滴定液滴定至溶液有绿色变为暗红色。煮沸2分钟，冷却后继续滴定值暗红色，即为终点。4)分析结果表述：以mg/L(以CaCO3计)表示水样中甲基橙碱度P碱度按下式计算：P碱度=（V1C0.1001106）/2V.(1)式中：V1滴定甲基橙碱度时，消耗的盐酸标准滴定溶液的体积，mLC盐酸标准滴定溶液的浓

26、度，mol/LV水样的体积，mL0.1001与1.00mL盐酸标准滴定溶液相当的以克表示的碳酸钙的质量2.硬度、钙离子的测定1)方法提要：钙离子和镁离子都能和EDTA形成稳定的络合物，其稳定络合物稳定常数分别为1010.7和108.7。考虑到EDTA受到酸效应的影响，将溶液的PH值控制为10时钙、镁离子都于EDTA完全络合，因此在此条件下测定的为两者的总量，即总硬度。钙离子的测定是在pH 12-13 条件下以钙羧酸为指示剂，用 EDTA 溶液络合滴定水样中钙离子的含量。滴定是EDTA与溶液中游离的钙离子反应形成络合物，溶液由紫红色转为亮蓝色时为终点。当溶液pH大于等于12是，水样中镁离子沉淀为

27、Mg(OH)2,这时用EDTA滴定，测定的为钙离子的含量。总硬度和钙离子浓度的差值为镁离子的浓度。2)分析步骤 ：总硬度的测定用移液管吸取 25.00mL 试样于250mL 锥形瓶中加，加2mL三乙醇胺溶液，5mL 氨-氯化铵缓冲溶液和50100mg 铬黑T干粉，此时溶液应呈紫红或紫色，为防止产生沉淀，应立即在不断振摇下自滴定管加入EDTA 标准溶液。溶液的颜色由紫红或紫色逐渐转为蓝色，在最后一点紫的色调消失刚出现天蓝色时即为终点。记录消耗EDTA 标准溶液体积的毫升数。钙离子的测定用移液管吸取 25.00mL 试样于250mL 锥形瓶中并加入55mL蒸馏水，加2mL三乙醇胺溶液，加5mL 氢

28、氧化钾溶液和约0.2g 钙羧酸指示剂干粉，溶液混合后立即滴定，在不断振摇下自滴定管加入 EDTA 二钠溶液。至溶液由紫红色变为亮蓝色，即为终点记录消耗 EDTA 二钠溶液体积的毫升数。3)分析结果表述：水的总硬度总硬度（以CaCO3计）=CV1100.091000/V.(2)式中：CEDTA标准溶液的浓度，mol/LV1EDTA标准溶液消耗的体积，mlV所取水样的体积，ml100.09CaCO3的摩尔质量水中钙离子钙离子（以CaCO3计）=（CV2100.091000）/V.(3)式中：CEDTA标准溶液的浓度，mol/LV2EDTA标准溶液消耗的体积，mlV所取水样的体积，ml100.09C

29、aCO3的摩尔质量水中镁离子镁离子（以CaCO3计）=总离子 - 钙离子.(4)3.氯离子含量的测定1)方法提要;本方法以铬酸钾为指示剂，在pH值为5-9的范围内用硝酸银标准滴定溶液直接滴定。硝酸银与氯化物作用生成白色氯化银沉淀，当有过量的氯化银沉淀存在时，则与铬酸钾指示剂反应，生成砖红色铬酸银，表示反应达到终点。反应式为：Ag+ + Cl-AgCl(白色沉淀) 2Ag+ + CrO42-AgCRo4(砖红色沉淀)2)分析步骤:用移液管移取25.00mL水样于250mL锥形瓶中，加入2滴酚酞指示液，用氢氧化钠溶液和硝酸溶液调节水样的pH值，使红色刚好褪去。加入1.00mL铬酸钾溶液，在不断摇动

30、情况下，用硝酸银标准滴定溶液滴定，直至出现砖红色为止。记录消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积(V1)，同时做空白实验，记下消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积(V2)。分析结果表述:以mg/L表示的氯离子含量P按式计算: P=(V1-V0)C0.03545106/V.(5)式中: V1滴定水样实验消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积,mlV0空白实验时消耗的硝酸银标准滴定溶液的体积,mlV水样的体积,mlC硝酸银标准滴定溶液的浓度,mol/L0.03545与1.00mL硝酸银标准溶液相当的以克表示的氯的质量4.总磷的测定1)总磷:正磷酸盐和聚磷酸盐和有机磷酸盐之和的含量2)方法提要:在酸性溶液中，用过硫酸钾做

31、分解剂，将聚磷酸盐和有机磷酸盐转化为正磷酸盐，正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸，在用抗坏血酸还原成磷钼蓝，于710nm最大波长处测定吸光度。3)分析步骤:工作曲线的绘制：分别取0.00mL1.00 mL 2.00 mL 3.00 mL 4.00 mL 5.00 mL 6.00 mL0.02mg/mL的磷标准溶液于7个50mL比色管中，依次向各管中加入月25mL水，2.0mL钼酸铵溶液，3.0mL抗坏血酸溶液，定容。室温下放置10min。在分光光度计710nm处，用1cm比色皿，以空白调零测吸光度。利用分光光度计将其绘成标准曲线并储存。取5.00mL水样于100mL锥形瓶中，加入1mL

32、(1+35)的硫酸溶液，5mL过硫酸钾溶液，用14mL水调节锥形瓶中的溶液体积为25mL，至于可调电炉上缓缓煮沸15min，至溶液近蒸干为止。取出后流水冷却至室温，定量转移至50mL比色管中，加入2.0mL钼酸铵，3.0mL抗坏血酸，用水稀释至刻度，摇匀，室温下放置10min。在分光光度计波长710nm处，以未加水样的空白调零，用1cm比色皿测定水样的总磷含量（通过标准曲线即可测得）。3.2 注意事项钙离子和总硬开始滴定时速度宜稍快，接近终点时应稍慢 ，并充分振摇 , 最好每滴间隔23s 整个滴定过程应在 5min 内完成。碱度开始滴定时速度宜稍快,接近终点时应稍慢,并充分振摇,注意终点的颜色变化(由绿色变为暗红色)。氯离子由于用硝酸银的量比较少,所以滴定时速度应