探究二氧化氯在合成氨廠循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用

冷德成(大慶石化公司化肥廠，黑龍江 大慶 163714)

循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是工業(yè)合成氨生產(chǎn)過程中一個(gè)非常重要的組成部分，但在這一過程中經(jīng)常會(huì)泄露產(chǎn)生一些氨進(jìn)入到冷卻水中，為工業(yè)生產(chǎn)帶來極大的影響。采用二氧化氯對(duì)冷卻水進(jìn)行消毒是近些年來針對(duì)上述情況提出的一個(gè)方法，對(duì)于水中產(chǎn)生的細(xì)菌具有很好的殺菌效果，同時(shí)也具有很好的清潔性，逐漸得到廣泛應(yīng)用，本文就針對(duì)這些問題進(jìn)行如下的論述。

1 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中多余氨的來源

1.1 熱交換器中泄漏出的氨

在許多合成氨的工廠中，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中存在的氨大多都是來自于熱交換器中，這些從中泄露出的氨可能會(huì)隨著管壁中存在的一些穿孔進(jìn)入到冷卻水中。

1.2 生產(chǎn)裝置中泄露出的氨

合成氨的生產(chǎn)過程含有許多生產(chǎn)氨的裝置，如:涼水塔等。一部分的氨會(huì)從這些設(shè)備中泄露出來，進(jìn)入到冷卻水中，造成污染。

1.3 補(bǔ)充水源中產(chǎn)生的氨

循環(huán)冷卻水不可能永遠(yuǎn)重復(fù)使用，還需要時(shí)不時(shí)的補(bǔ)充一部分水，如果不對(duì)補(bǔ)充的水源進(jìn)行處理，這些水中的銨根離子和有機(jī)質(zhì)就可能會(huì)在微生物的作用下發(fā)生氨化反應(yīng)生成一部分的氨。

2 多余的氨給循環(huán)冷卻水系統(tǒng)帶來的影響

2.1 對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕

由于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中存在各種各樣的管道，這些管道大部分都是由銅或是一些銅合金的材質(zhì)制造而成的，而氨會(huì)對(duì)含銅的金屬進(jìn)行選擇性的腐蝕，反應(yīng)生成銅-氨的絡(luò)合物，這些絡(luò)合物非常容易對(duì)各種設(shè)備和管道進(jìn)行腐蝕。

2.2 為微生物細(xì)菌提供了良好的生長(zhǎng)條件

氨的存在在很大程度上為冷卻水中的亞硝化細(xì)菌提供了良好的生長(zhǎng)條件，這種細(xì)菌是化能自養(yǎng)菌的一種，可以將水中的氨吸收轉(zhuǎn)化生成亞硝酸，在這一過程中會(huì)釋放出大量的能量，轉(zhuǎn)化過程中需要的碳源主要來自于水中的二氧化碳。同時(shí)，冷卻水中可能還含有一些硝化細(xì)菌，這些微生物又會(huì)將亞硝酸氧化成硝酸，這在一定程度上大大提高了水中的酸性。另一方面，水中存在的反硝化菌又會(huì)將這部分硝酸還原成氨，這又使水中的酸性大幅度的減小。從總體上來看，水中的pH值在這些細(xì)菌的作用下頻繁的發(fā)生變化，這對(duì)于保持整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定性非常不利。

2.3 降低了換熱器的效率

冷卻水中還含有一部分的中碳酸鈣，這些物質(zhì)會(huì)和水中的氨發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀，這些沉淀會(huì)慢慢附著到換熱器上的器壁上，大大降低換熱器的工作效率。

3 二氧化氯應(yīng)用于冷卻水中的殺菌特點(diǎn)

3.1 高效性

由于氨的存在會(huì)使系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的微生物和細(xì)菌，這些細(xì)菌在很大程度上造成了系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢。二氧化氯本身是一種氧化性極強(qiáng)的藥劑，具有非常好的殺菌效果，同時(shí)作用的時(shí)間也非常長(zhǎng)，在水中的化學(xué)形態(tài)非常穩(wěn)定，溶水性很好，相比于其他的殺菌消毒藥劑，二氧化氯更具高效性，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)用水和生活用水的消毒過程中。

二氧化氯的高效性不僅體現(xiàn)在氧化性強(qiáng)、作用時(shí)間長(zhǎng)等方面，還體現(xiàn)在殺菌的高效性上，和單一的氯氣消毒相比，采用二氧化氯不僅能殺死一般的細(xì)菌，還能夠殺死水中的真菌、藻類、病毒和孢子，同時(shí)藥效的持續(xù)時(shí)間非常長(zhǎng)。

3.2 用藥量少

由于二氧化氯本身的高效性，這就使得采用這種藥劑相比于其他消毒劑用藥量更少，這對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來說非常重要，大大地降低了生產(chǎn)的成本。通過實(shí)驗(yàn)表明，采用二氧化氯進(jìn)行消毒，其消毒效果是普通氯氣殺菌效果的5倍，是次氯酸鈉殺菌效果的50倍。

3.3 不與水中的氨和其他氨化合物發(fā)生反應(yīng)

這是在循環(huán)冷卻水中應(yīng)用二氧化氯消毒主要的原因之一，一般的消毒劑或多或少都會(huì)和氨發(fā)生反應(yīng)，造成殺菌效果的降低，而循環(huán)冷卻水中含有相當(dāng)一部分的氨，這些氨的出現(xiàn)會(huì)對(duì)消毒效果產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。因此，二氧化氯的這種特性對(duì)于循環(huán)冷卻水中的殺菌非常重要。

3.4 無污染

由于氯氣本身的氧化作用沒有選擇性，都是通過置換反應(yīng)還是先污染物的去除，這在一定程度上就會(huì)產(chǎn)生大量的氯化物質(zhì)，當(dāng)氯氣用來處理有機(jī)物時(shí)就會(huì)產(chǎn)生大量的氯化有機(jī)物，而這種物質(zhì)本身是具有毒性的，會(huì)對(duì)冷卻水系統(tǒng)造成很大程度的污染。而采用二氧化氯消毒不會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，具有很好的環(huán)保性。

4 二氧化氯在循環(huán)冷卻水處理中的發(fā)展前景

相比于傳統(tǒng)氯氣消毒會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害的物質(zhì)，采用二氧化氯消毒一方面不會(huì)產(chǎn)生多余的污染物，另一方面具有很強(qiáng)的高效性。除此之外，采用二氧化氯消毒對(duì)于殺死水中的藻類和細(xì)菌、控制微生物的粘泥作用都具有很好的效果，對(duì)于處理循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的飄氨、漏氨問題更是體現(xiàn)出別的方法所不具備的優(yōu)越性。在生產(chǎn)工藝上，二氧化氯的生產(chǎn)過程非常簡(jiǎn)單，同時(shí)投資少、運(yùn)行成本低、操作簡(jiǎn)單、見效快、安全而且環(huán)保，因此，采用這種消毒、殺菌方法具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，在未來具有廣闊的發(fā)展前景。

5 結(jié)語

綜上所述，漏氨和飄氨是合成氨的工業(yè)生產(chǎn)過程中不可避免的問題，在氨的作用下滋生出的大量細(xì)菌和微生物是造成整個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)效率降低的重要原因，傳統(tǒng)意義上的氯氣消毒效率低、環(huán)保性差，采用二氧化氯進(jìn)行這一類水的消毒具有很好的高效性和環(huán)保意義，在今后勢(shì)必會(huì)被更加廣泛地應(yīng)用到循環(huán)冷卻水的消毒處理過程中。

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