sb_met2011

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

выходе из инжекционных копий. Для этого непосредственно перед входом материала в копья, с помощью износоустойчивых струйных диффузоров, добавляется ускоряющий воздух. В зависимости от разрежения в канале отходящего газа воздух можно подать либо путем естественного подсоса, либо дополняя воздействием вентилятора. Позиционирование инжекционных копий производится через приваренные к каналу отходящего газа соединительные штуцеры, в соответствии с ожидаемой схемой потока в канале. Скорость на выходе копий определяется геометрией сопел.

ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ «ESCHSORB»

Экономические преимущества:

•Не требующая значительных затрат модернизация существующих газовыводящих систем, даже если

враспоряжении имеется мало свободного монтажного объема

•Накопительный бункер может быть установлен возле канала отходящего газа

•Модернизация без ущерба для производства

Технические и технологические преимущества:

•Оптимальная настройка скоростей транспортировки на отдельных участках в соответствии с техническими требованиями и учетом износа

•Непрерывная, автоматизированная и дозируемая инжекция адсорбента

•Бункер и дозирующая установка не требуют значительных площадей

•Применение пневматической технологии транспортировки, в то числе инжектора со статическим струйным распределителем (в потоке транспортируемого материала отсутствуют подвижные детали)

•Равномерная загрузка инжекционных копий адсорбентом при помощи струйных диффузоров и оптимальное распределение адсорбента в канале отходящего газа

•Высокая эксплуатационная готовность установки - порядка 100%

•Возможность дальнейшего регулирования массового расхода адсорбента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ На сегодняшний день в Германии, Испании, Бельгии, Австрии, Венгрии, Италии, Великобритании,

Китае, Голландии и Франции построены около 20 установок «ESCHSORB». Благодаря этому накоплен большой опыт не только по технической реализации, но и по эффективности экологической безопасности.

В таблице 2 указаны значения, которые были достигнуты на различных установках.

Другими факторами, от которых зависит эффективность и тем самым, расчет параметров установки «ESCHSORB», могут быть, например, реактивность пыли в отходящем газе и ее гранулометрический состав. Поэтому, перед сооружением установки «ESCHSORB» рекомендуется изучение всех возможных влияний.

РЕЗЮМЕ. Чтобы уменьшить выбросы диоксинов, ртути и др. токсикантов с отходящими газами агломерационных установок, дуговых электропечей, вращающихся трубчатых печей и т.п., в поток отходящих газов, посредством пневматического транспорта производится инжекция помолотого активированного кокса. В результате взаимодействия между частицами кокса и отходящим газом, токсиканты адсорбируются частицами кокса и осаждаются с частицами кокса на фильтре установки.

E.S.C.H. Engineering Service Center und Handel GmbH (Германия) Maxhüttenstraße 19, 07333 Unterwellenborn, Germany

т.: +49 (3671) 674 014, ф: +49 (3671) 674 080 info@esch-online.de www.esch-online.de

Варенцов Александр Анатольевич +7 (905) 632-84-17 varentsov@esch-v.ru

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

Газоочистное оборудование ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка»

ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка», Самардак Сергей Анатольевич, Заместитель директора по маркетингу

ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка» более 40 лет работает в области защиты воздушного бассейна от загрязнения вредными промышленными выбросами.

Инженерный центр был основан на базе Специализированного треста «Уралцветметгазоочистка», созданного в системе Министерства цветной металлургии СССР в 1967 году. С 2005 года ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка» работает как самостоятельное предприятие.

Наши Заказчики - предприятия черной и цветной металлургии, машиностроения, теплоэнергетики, производства строительных и огнеупорных материалов, горно-обогатительные, деревообрабатывающие и другие производства. За все время работы по проектам ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка» было построено множество газоочистных установок.

Мы выполняем следующие виды работ:

- разработка во всех частях рабочих проектов систем очистки промышленных газов, аспирации и вентиляции, в том числе реконструкция существующих газоочистных установок;

-разработка пылегазоочистных аппаратов и нестандартизированного оборудования;

-изготовление и поставка пылегазоочистного оборудования;

-разработка и изготовление каркасов фильтровальных рукавов для любых типов рукавных фильтров;

-изготовление и поставка запасных частей и расходных материалов для пылегазоочистного оборудования;

-авторский надзор;

-шефмонтаж;

-вывод газоочистного оборудования на проектный режим работы.

ОООИЦ «Уралцветметгазоочистка» входит в некоммерческое партнерство «Союз проектных организаций Южного Урала» (свидетельство № 74-49-09-П от 08.09.2009 года) и имеет свидетельство № 0396.03-2010-7447079204-П-123 от 22.12.2010 года о допуске к работам, которые оказывают влияние на безопасность особо опасных, технически сложных и уникальных объектов капитального строительства.

Более 10 лет назад ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка» была разработана конструкция рукавного фильтра ФРИК (фильтр рукавный импульсный, каркасный), которая постоянно совершенствуется. За эти годы рукавные фильтры ФРИК построены и успешно эксплуатируются на десятках предприятий за различными агрегатами: ковш-печь, электроплавильные печи, ферросплавные печи, отражательные печи, электролизеры, башенные распылительные сушила, шахтные печи, вращающиеся печи и т.д.

Рукавные фильтры ФРИК оснащаются фильтровальными рукавами, изготовленными из композиционных нетканых материалов ведущих мировых производителей. Данные материалы способны осуществлять очистку запыленных газов до остаточной запыленности 5 мг/м3.

Рукавный фильтр ФРИК имеет сертификат соответствия № РОСС RU.АЯ04.В18917 с 06.07.2010

года по 06.07.2013 года.

За последние годы по проектам ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка» и с применением нашего газоочистного оборудования построены пылеулавливающие установки на таких предприятиях как:

-ЗАО «Механоремонтный комплекс» ОАО «ММК».

-ООО «Шлаксервис» ОАО «ММК».

-ЗАО «Челябвторцветмет» и многих других.

В настоящее время по проекту ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка» идет строительство газоочистной установки на ОАО «Серовский завод ферросплавов» общей производительностью более 1,5 млн.м3/час. В качестве пылегазоочистных аппаратов применены искрогасители и рукавные фильтры ФРИК8700, конструкции и поставки ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка».

ООО ИЦ «Уралцветметгазоочистка» 454008, г. Челябинск, ул. Автодорожная, 15

Телефон/факс: (351) 740-29-24, 792-90-56 ec_ucmgo@mail.ru www.ec-ucmgo.ru

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

Раздел №4 Водоподготовка, водопользование и водоочистка в металлургии.

Технические и экологические аспекты при выборе электрохимического способа коррекционной обработки сетевой воды оборотного водопользования. (ООО «Азов»)

ООО«Азов», Казимиров Евгений Константинович, Директор по НТВ, к.х.н. ОАО «Дизель», Генеральный директор ,Казимиров О.Е., к.т.н.,

Одним из существенных элементов рационального отношения к водным ресурсам является использование водооборотных систем. Приоритет оборотного водопользования в 1970-1990гг. позволил сократить водопотребление из природных источников промышленным сектором экономики более чем на 80%, при этом на отдельных предприятиях прошли опытно-промышленную отработку системы бессточного водопользования.

В развитие действующих в настоящее время технологий оборотного водопользования появилось множество новых технических предложений, связанных с решением проблем накипеобразования, коррозии и биообрастания. Не претендуя на полный их обзор, оценим актуальность решения данных проблем и проведем сравнительный анализ нового электрохимического способа коррекции сетевой воды на базе экосистемного подхода и технических показателей.

Проблема накипеобразования и коррозии Водооборотные системы в основном используются для охлаждения теплопередающих поверхностей

промышленных установок. Наличие накипи на теплопередающих поверхностях приводит к резкому уменьшению коэффициента теплопроводности и, как следствие, к перерасходу тепловой энергии. Различные авторы для толщины накипи в 1 мм прогнозируют перерасход топлива 3-10%.

Рост накипи и, как следствие, уменьшение коэффициента теплопередачи приводит к постоянному увеличению расхода охлаждающей воды в пределе до максимальной производительности сетевых насосов. При достижении максимальной производительности необходима остановка теплообменного оборудования и его чистка.

Помимо уменьшения объема производства из-за остановок, затратна и сама чистка оборудования. Так на действующей водооборотной системе производительностью 1000 м3/ч, обслуживающей компрессорную станцию, затраты на чистку теплообменного оборудования составляют 2016 чел/ч в год или примерно 180 000 руб.

Допустимая скорость накипеообразования для сетевой воды оборотных систем – не более 0,3

г/м2*час (0,1 мм/месяц) [1, стр. 47].

Согласно десятибалльной шкалы коррозионная активность сетевой воды охлаждения не должна превышать 0,09 г/м2*час (0,1 мм/год) [1, стр. 48], для тепловых сетей не более 0,085 мм/год [2].

Очень важно при выборе способов коррозионной защиты рассматривать эффект как подавление равномерной коррозии, так и локальной.

Способы ингибирования накипеобразования и коррозии Способы ингибирования можно подразделить на 2 класса:

1.Химические, с использованием реагентов.

2.Нехимические, основанные на физико-химических процессах.

Традиционный способ водоподготовки с использованием ионообменных фильтров в техникоэкономическом отношении сложен и затратен, а в экологическом плане несовершенен, так как допускает значительный сброс ионов хлора и взвеси со сточными водами.

Исторически первые альтернативные разработки для предотвращения накипеобразования и коррозии связаны так же с использованием химических реагентов. Такие способы снижения накипеобразования как известкование, подкисление, обработка дымовыми газами, добавка неорганических фосфатов и некоторые другие не прошли опытно-промышленный отбор в основном из-за громоздкости оборудования и сложности поддержания технологических регламентов.

В более поздних работах содержатся предложения об использовании фосфорорганических реагентов (антинакипинов). В настоящее время имеются коммерческие предложения об использовании более 200 наименований антинакипинов, выпускаемых промышленностью разных стран.

Особый интерес представляют разработки и предложения по использованию реагентов и составов бинарного действия. Например, рекомендуются цинковые комплексы 1-гидрооксиэтилидендифосфоновой кислоты (Zn-ОЭДФ) и метилиминобисметилфосфоновой кислоты (ИОМС-Zn) как ингибиторы двойного действия нормативно уменьшающих накипеообразование и коррозию [3,4].

Стабильность реагента и его оптимальная доза для сетевых вод теплоагрегатов зависит от целого ряда физико-химических параметров. Например, влияние на стабильность и дозу реагента могут оказывать следующие параметры:

-температура

-наличие и концентрация ионов металлов (железа, кальция, магния, цинка и др.)

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

-концентрация ионов Cl- и SO2-4 и кислорода

-вид и концентрация органических веществ

-величина тепловой нагрузки

-гидродинамика

Именно зависимость дозы реагента от физико-химических и технологических параметров предопределяет необходимость предварительных исследований на реальной воде конкретной оборотной системы и организации ежедневного аналитического контроля действующей установки [5].

Ингибирование коррозионной активности сетевой воды реагентом Zn-ОЭДФ требует дозы реагента в рабочем температурном интервале 20-400С более 10 мг/л, причем для мягкой воды возможна форма локальной коррозии [3].

В цинковом комплексе антинакипина в среднем 50% основного вещества (в пересчете на РО2-4) и 20% цинка. Если принять для водооборотных систем дозу реагента 5 мг/л (5 г/м3), а количество стоков – 5%, то легко просчитать годовой сброс реагента в канализационный коллектор или поверхностный водоем (таблица 1)

Таблица 1. Количество сброса реагента

Использование распылительных градирен охлаждения оборотной воды допускает сброс гидроаэрозолей (каплеунос) на территорию промплощадки или селитебную зону. В таблице 1 приведены расчетные данные о сбросе реагента в атмосферу с учетом того, что объем каплеуноса составляет 0,25% от общей производительности водооборотной системы.

Так как реагенты являются органическими веществами, то их влияние на водоемы может оцениваться и показателем БПК (биологическое потребление кислорода). Расчетный показатель БПК реагента ОЭДФ-Zn позволяет определить, что при дозе 5 мг/л значение БПК сетевой воды оборотной системы увеличивается примерно на 10% относительно значения данного показателя в исходной воде. Сброс фосфорсодержащего органического вещества не только загрязняет поверхностные воды, но и способствует цветению водоемов.

Загрязнение и цветение водоемов активируют и азотосодержащие фосфорорганические реагенты, так как азот аммонийный так же является биогенным элементом.

Загрязненность бассейновых рек по рассмотренным выше ингредиентам уже превышает нормативные показатели (таблица 2), поэтому экологическая обоснованность использования реагентных составов, содержащих органические вещества, фосфор, цинк, азот аммонийный, только на базе их ПДК сомнительна[6].

По экологическим, а часто и по технико-экономическим показателям более перспективными представляются физико-химические способы.

Электродиализные и мембранные способы обычно рассматриваются при объемах водопользования значительно меньших, чем имеющиеся в водооборотных системах.

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

Значительный вал технических предложений относится к магнитной, ультразвуковой, электромагнитной (радиочастотной) обработке воды.

В течение последних десяти лет появился целый ряд новых типов магнитных аппаратов – ГМС, МПВ, MWS, МАВР, Накип OFF и др.

Известны ограничения по использованию аппаратов магнитной обработки (СНиП 11-35-76). Однако в проспектных материалах и статьях нет ссылок на их соблюдение или отмену. Не вдаваясь в строгий анализ сфер пользования магнитных аппаратов, механизма действия, условий и параметров эффективной работы, отметим лишь следующие знаковые особенности:

1.Имеется зависимость эффективности работы мангитных аппаратов от скорости потока.

2.Отсутствует регламентируемая связь между качеством сетевой воды (рН, солесодержание и т.д.), концентрацией, составом накипеобразующих солей и выбором типовой модификации аппарата.

3.Постулируется образование и рост взвеси накипеобразующих солей в объеме оборотной сетевой воды и не уточняется где эти взвеси утилизируются.

4.Потеря эффекта воздействия (релаксация) во времени и расстоянии, которое может дополнительно инициироваться различными факторами, например, работой сетевых насосов, наличием разрыва потока и т.д.

5.Возможность потери активности за счет осаждения солей на трубной поверхности в зоне приложения энергетического воздействия.

По п.1 можно заметить, что на действующих установках возможен разброс скоростей потока в трубных сечениях от 0,025 м/с до 2,0 м/с .

По п. 1 и 2 становится крайне странным рекомендуемый выбор типа магнитного аппарата по диаметру сетевой трубы без учета физико-химических характеристик и времени обработки.

По п.3 разработчиками в основном лишь констатируется, что в зоне действия магнитного аппарата образуются кристаллы накипеобразующей соли, которые уносятся током воды. В единичном случае предлагается в оборотных схемах до и после магнитного аппарата устанавливать фильтр-грязевик. При этом авторами не уточняется тип фильтра и его возможности улова дисперсных частиц размерами порядка 50 микрон.

В оборотных системах водопользования имеет место разрыв струи, а оборот воды через сетевые насосы составляет 15-25 раз в сутки. Влияние данного фактора на релаксацию и в целом на эффективность работы магнитных аппаратов не прогнозируется, как не прогнозируются и интервалы между чистками трубных поверхностей в зоне приложения энергетического воздействия.

Близки по механизму действия к магнитным аппаратам и электромагнитные (акустические, радиочастотные). В последнее десятилетие предложены к использованию целый ряд аппаратов: «Water King», «Термит», «Конвекторы воды – КВ», «Anti Ca++», «Максимир», «Аквадер», «Hidro Flow» и др.

Рассматриваемые выше технические особенности работы магнитных аппаратов актуальны и для класса электромагнитных аппаратов.

Так, для электромагнитного аппарата «Термит» противонакипной эффект увеличивается с повышением щелочности воды и уменьшением концентрации в воде углекислого газа и общего солесодержания.

Рациональный вариант использования аппаратов типа «Anti Ca++» в циркуляционных системах предлагает использование трех аппаратов и двух фильтров, располагаемых в определенных точках технологической цепи.

Возможности аппарата «Hidro Flow» позицируются как самые совершенные в мире [7]. Однако авторы отмечают, что действие аппарата «Hidro Flow» лимитировано расстоянием до 1400 м (по 700 м по и против движения воды), упоминают слабую зависимость от скорости потока, и оставляют необходимость периодической чистки теплопередающих поверхностей , правда интервал между чистками увеличивается в 3-8 раз . Заявленная возможность аппарата «Hidro Flow» удалять целый ряд инородных загрязнителей осуществима, на наш взгляд, только при наличии дополнительной стадии – отстоя, сепарации или фильтрации.

Ультразвуковой способ представлен аппаратами «Волна», «ПМСН-ЗМ», «АПУ» и др. Важная конструктивная особенность – многоточечное присоединение (приварка) непосредственно к корпусу теплоагрегатов, а так же отсутствие возможности варьирования параметров ультразвукового воздействия в зависимости от изменений термодинамических и качественных показателей системы ограничивает зону и эффективность противонакипного и антикоррозионного действия.

При большом многообразии предлагаемых рынком физико-химических аппаратов, функционирующих без использования химических реагентов, особенно важным является их сравнительный анализ по спектру действия, капитальным и эксплуатационным затратам и, особенно, по эффективности работы.

Информация о сравнительном анализе в технической литературе крайне бедна. Представляется важным cообщение о том, что в Германии используется стандарт W512, позволяющий тестировать эффективность различных аппаратов. Проходным критерием отбора является показатель снижения

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

накипеобразования не менее чем на 80%. Показательно, что из нескольких десятков протестированных аппаратов этому критерию соответствуют лишь единицы и, что данный барьер эффективности намного превысили электрохимические аппараты [7].

Интересна информация о сравнительных показателях скорости накипеобразования при использовании магнитного, ультразвукового и электрохимического воздействия на раствор сульфата кальция при различных режимах упаривания. Наибольший эффект снижения скорости накипеообразования достигается при использовании электрохимического метода, причем при коэффициенте упаривания равном 1,8 эффект снижения накипеобразования составляет 85,1%, а при величине упаривания 2,5 несколько ниже –

75,2% [8].

Электрохимические антинакипные аппараты в Германии начали использовать несколько лет назад ,

вто время как ООО «Азов» имеет опыт их разработки и внедрения (аппараты типа АЭА) более 15 лет.

Внастоящее время выпускается 5 модификаций электрохимического аппарата закрытого типа АЭА (рисунок 1) производительностью 25, 80, 120, 200, 350 м3/час и 3 модификации открытого типа (рисунок 2) производительностью 1000, 1500, 5000 м3/час. Практика использования аппаратов показывает возможность реализации блочного варианта монтажа с увеличением общей производительности до необходимой величины.

Технологические характеристики основных модификаций, механизм электрохимического действия, некоторые практические аспекты работы изложены в более ранних публикациях [9].

На действующих объектах оборотного водоснабжения на базе аналитического контроля (показатель

карбонатной жесткости сетевой – Жск мг*экв/л и подпиточной – Жпк мг*экв/л с учетом величины подпитки – V, м3/час) можно подсчитать количество выделившихся солей накипи в сетевой воде – G, г/ч по формуле:

G = (Жпк – Жск) * V * 20 * 2,5

где 20 и 2,5 – соответственно коэффициенты пересчета г*экв/м3 в г/м3 и количество Ca2+ в СаСО3

Так на одном из реальных объектов оборотного водоснабжения производительностью 1000 м3/час величины Жпк = 4,9 мг*экв/л, а Жск = 3,5 мг*экв/л. Количество подпитки V´ = 30 м3/час. По приведенной формуле общее количество выпадающих накипеобразующих солей составляет – 2100 г/час (63 кг/мес, 756 кг/год).

Ни один из рассматриваемых выше магнитных, электромагнитных и ультразвуковых способов не отвечает на вопрос – а куда деваются эти соли? Могут ли они укрупнившись вызвать вторичное загрязнение теплопередающих поверхностей или сетевых зон?

При наличии электрохимических аппаратов помимо достижения нормативного накипеобразования на теплопередающих поверхностях обеспечивается удаление выпадающих солей жесткости на электродных пластинах, выполняющих роль электрофильтра. Важно отметить, что чистка пластин от уловленных солей накипи проводится без остановки водооборотной системы, а сам процесс чистки составляет 3-8 часов в зависимости от типа и производительности аппарата.

Рис. 1. Основные элементы аппарата закрытого типа 1. Электродная кассета; 2. Графитированный анод; 3. Ограничитель потока; 4. Стальной

катод; 5. Корпус аппарата; 6. Фланец входа; 7. Фланец выхода; 8. Фланец крышки

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

Рис. 2 Основные элементы аппарата открытого типа.

1. Графитированный анод; 2. Стальной катод; 3. Разводка проводов; 4. Корпус аппарата

Как показывает практика, количество выгружаемых из аппарата солей почти полностью соответствует расчетному.

На действующей оборотной системе производительностью 3500 м3/час и карбонатной жесткостью подпиточной воды 3,9 мг*экв/л из антинакипных электрохимических аппаратов выгружается при чистках 6- 7 тонн в год влажных солей, потенциальных загрязнителей теплопередающих поверхностей.

Для оценки состояния теплонапряженных стальных труб при использовании электрохимического аппарата (режим 1) в сравнении с работой их без аппарата (режим 2) использовали портативный универсальный коррозиметр «Эксперт-004» и рентгеноспектральный микроанализатор «КАМЕБАКС» [10]. На основании полученных данных можно сделать следующие выводы:

-по режиму 2 зафиксировано образование большого количества бугров диаметром 3-5 мм и

высотой 2-3 мм (рисунок 3). После зачистки до поверхности металла обнаруживаются глубокие язвы диаметром 2-6 мм и глубиной 1,5-2,5 мм при толщине стенки 5 мм. Количество язв около 0,5 шт/см2. Остальная поверхность покрыта мелкими питтингами диаметром 0,3—0,5 мм (около 10 пит/см2).

Средняя скорость коррозии составила 0,3 мкм/год.

-по режиму 1 имеет место ровный и плотный слой продуктов коррозии (рисунок 3). Количество питтингов составляет ~ 8 пит/см2, глубиной 0,1-0,2 мм при среднем диаметре 1,5 мм.

Язвы совершенно отсутствуют. Средняя скорость коррозии 0,1мкм/год.

Рис. 3. Внутренняя поверхность труб, эксплуатировавшихся по режиму 1 с применением электрохимического аппарата (слева) и при обычном режиме водоподготовки (справа).

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

Очистка от взвешенных веществ

Сетевая вода оборотных систем содержит грубодисперсные загрязнения, вносимые извне (атмосферная пыль) или поступающие с необработанной технической водой (речная вода).

Вклад данных загрязнителей на повышение величины накипеобразования может составлять значительную величину.

Так анализ отложений, уловленных электрохимическим аппаратом (рисунок 6) показал, что если содержание накипеобразующих солей кальция и магния составляет 82,9%, то содержание инородной взвеси

– 14,3% (таблица 3).

Рис. 4. Кассета аппарата типа АЭА с уловленными солями жесткости

Опыт работы антинакипных аппаратов показывает, что количество «инородной» взвеси может варьироваться в широком интервале 2-30% в зависимости от качества подпиточной воды технологических и конструктивных параметров системы, а состав – содержать оксидные соединения железа, кремния, ил, коллоидные частицы и др.

При использовании электрохимических аппаратов в действующей водооборотной системе производительностью 3500 м3/час средний показатель содержания взвешенных веществ в сетевой воде в течение 2010г. составил 12,5 мг/л.

Данные промышленного использования электрохимического аппарата типа АЭА показали, что он выполняет функцию электрофильтра не только для традиционных накипеобразующих солей, но и взвешенных веществ в целом.

Эффект биообрастания

Содержание в подпиточной воде оборотных систем органических веществ, биогенных элементов (азота, фосфора), наличие постоянного насыщения среды кислородом воздуха и благоприятные температурные условия приводят к интенсивному биологическому обрастанию сооружений и трубной системы теплоагрегатов.

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

Биоотложения в трубных системах не только приводят к резкому снижению теплопередачи, но и при определенных условиях к развитию точечной (язвенной) коррозии.

Допустимая скорость биологических обрастаний не должна превышать 0,07 г/м2 * ч. Традиционные способы борьбы с биообрастанием основаны на применении биоцидов – хлора,

гипохлорида, цинк-хром-фосфатной смеси и др. В последнее десятилетие появился целый ряд биоцидов, рекламируемых в основном названием торговой марки: «Waterdos CET48», «АКВАХИМИКЛ-2», «ИФХАН43», Atren-bio и др.

Экологическая составляющая использования биоцидов более острая, чем при использовании антинакипинов. Если в валовом сбросе в окружающую среду биоциды примерно равны с антинакипинами (таблица 1), то в токсикологическом отношении они более опасны. Имеются исследования о токсичности гидроаэрозолей оборотных систем, содержащих биоциды и ухудшающих состояние воздушной среды [11].

Следует отметить такую особенность использования биоцидов как привыкание (адаптацию) биоценоза оборотной системы к используемым дозам. Так, согласно данным обследования оборотных систем предприятий нефтеобрабатывающего и нефтехимического профиля за 40 лет расход хлора для обработки сетевой воды увеличился более чем в 3 раза [12,стр. 458]. В той же публикации [12,стр. 459] по теме настоящей статьи важно отметить еще 2 вывода.

Первый касается данных о том, что соединения фосфора (РО3-4) стимулируют рост сульфатредуцирущих бактерий, которые в свою очередь могут инициировать точечную (язвенную) коррозию. Этот фактор дополняет вышеизложенный материал об фосфорорганических антинакипинах.

Второй отмечает, что с появлением в водной среде простейших – «хищников», рост бактерий сокращается. То есть речь идет о «самоочищении» сетевой воды биопленкой градирни.

Нам представляется крайне нерациональным для решения вопросов эффективного использования оборотных систем ставить в качестве первоочередной задачу подавления развития биоценоза с использованием биоцидов, т.е. ингибирования «самоочищающей» способности системы. К сожалению работ по «самоочищающей» способности оборотных систем крайне мало, тем более работ, рассматривающих данный эффект в технологической цепочке оптимизации работы водооборотных систем.

В этом плане крайне полезна информация по исследованию работы биопленки градирен в оборотных систем ряда крупных предприятий нефтехимического комплекса [12]. Согласно полученных авторами данных, степень очистки оборотной воды на градирнях от органических веществ (по ХПК и БПК) составляет 35-45%, а содержание взвешенных веществ уменьшается на 23%. Отмечается возможность деструкции даже таких специфических загрязнителей, как нефтепродукты.

Спрашивается, зачем губить «самоочищающий» биоэффект градирни дозированием биоцидов. Более правильным представляется учесть наличие цикличности в работе биоценоза, при которой перидически через 20-30 суток идет саморегенерация активной биопленки, в процессе которой часть ее отторгается и смывается в бассейн градирни. Учесть – это значит поставить барьер возможному заносу более мелких частиц отработанного ила и частиц биоценоза в трубную систему теплоагрегатов. Для этой цели предлагается использовать блок электрохимических аппаратов (рисунок 5 и 6) или другие технические приемы.

Рис. 5. Схема подключения аппаратов АЭА закрытого типа в оборотной системе водопользования

1. Градирня испарения; 2. Сетевые насосы; 3. Аппараты АЭА; 4. Потребители оборотной воды; Р1 – продувочные воды; Р2 – испарение; Р3 – брызгоунос; П – подпитка.

СБОРНИК ДОКЛАДОВ ЧЕТВЕРТОЙ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «МЕТАЛЛУРГИЯ-ИНТЕХЭКО-2011»

Рис. 6. Схема подключения аппаратов АЭА открытого типа в оборотной системе водопользования

1.Градирня охлаждения; 2. Насосное отделение; 3. Зоны смешения отделения водоподготовки; 4.

Зона установки аппаратов АЭА-О; 5. Производственные потребители оборотной воды; Р1 – продувочные воды; Р2 – испарение; Р3 – брызгоунос; П – подпитка.

В данных технологических вариантах помимо нормативного снижения накипеобразования и коррозии будут реализованы следующие процессы:

1.Коагуляция частиц в электрическом поле, соосаждение иловых частиц с накипеобразующими солями на катоде.

2.Инактивация и прямая электрохимическая деструкция клеточного материала биоценоза на поверхности электродов.

Процесс соосаждения иловых частиц с накипеобразующими солями подтверждается данными по анализу катодного осадка (весовая доля сухой и прокаленной пробы).

Механизм электролитической инактивации бактерий изучен рядом исследователей [14]. Определен перспективный диапазон основного параметра электрообработки – плотность тока на электродах 9-40 А/м2 и влияние гидродинамических и физико-химических параметров в прямоточных режимах и, естественно, необходимые показатели электролитической активации в циклических схемах. Полученные данные позволяют сделать вывод о перспективности работ по предложенной схеме с использованием электрохимических аппаратов, а техническое и экологическое обоснование такого направления не вызывает сомнения.

Казимиров Евгений Константинович

– кандидат химических наук ; - директор ООО «Азов» по научно-техническим вопросам;

- 606002, г. Дзержинск Нижегородской области, ул. Красноармейская, 17А ; - тел./8313/ 36-08-29, тел/факс /8313/ 36-20-84.

Казимиров Олег Евгеньевич

– кандидат технических наук ; -генеральный директор ОАО «Дизель»;

- 606002, г. Дзержинск Нижегородской области, ул. Красноармейская, 17А ; - тел/факс /8313/ 36-72-43