【正文】 好。 調(diào)研情況小結(jié)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)國(guó)內(nèi)幾家石化、煉油公司凝結(jié)水處理情況總結(jié)以下幾點(diǎn)：①目前各大石化、煉化公司的凝結(jié)水都在單獨(dú)處理，部分企業(yè)經(jīng)過(guò)處理后的凝結(jié)水能夠達(dá)到中壓甚至高壓鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)。②各大石化公司、煉化公司對(duì)凝結(jié)水的處理普遍較為重視，都在積極改進(jìn)凝結(jié)水的處理裝置，提高處理效果、節(jié)能減排，降低運(yùn)行成本。③目前脫鹽水精制與凝結(jié)水回收處理具有一體化建設(shè)的趨勢(shì)?？傊瑖?guó)內(nèi)對(duì)于凝結(jié)水的處理，目前還存在一個(gè)有待進(jìn)一步優(yōu)化的空間。 乙烯裝置凝結(jié)水處理的研究意義大慶石化乙烯裝置的凝結(jié)水比煉油裝置復(fù)雜很多，在換熱器等設(shè)備泄漏情況下，可能含有硫氰酸鈉、丙烯、氨、氫氰酸、苯、丁二烯、溶劑油、丁烯、氮?dú)?、乙烯、鐵、鈣離子、鎂離子、氯根、硫酸根、磷酸根等污染物質(zhì)，對(duì)凝結(jié)水的水質(zhì)影響較大，且難以處理，使得回收的凝結(jié)水不能直接送回鍋爐中再次使用，只有降級(jí)使用或排放，導(dǎo)致巨大的浪費(fèi)，不僅造成大量水資源的浪費(fèi)，并且會(huì)污染整個(gè)生態(tài)環(huán)境。將凝結(jié)水回收利用，使其在生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)使用，可以很大程度的降低生產(chǎn)運(yùn)行成本，提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)于企業(yè)的良性循環(huán)及節(jié)約越來(lái)越珍貴的水資源，都有極其重要的意義。因此，本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)化工凝結(jié)水進(jìn)行污染物種類、成分濃度進(jìn)行比對(duì)分析，選用兩級(jí)預(yù)屏障工藝和三級(jí)阻截除油工藝與表面過(guò)濾器+精密過(guò)濾器處理工藝對(duì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正是為了解決乙烯裝置凝結(jié)水處理成本高、運(yùn)行不穩(wěn)定的目的。 第三章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法14第三章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容研究對(duì)象：主要針對(duì)大慶石化乙烯裝置、四套聯(lián)合產(chǎn)生的含油凝結(jié)水，化工區(qū)已回收處理蒸汽凝結(jié)水量最大值為 105t/h，平均為 52t/h。該廠在凝結(jié)水處理上投入了大量的技術(shù)經(jīng)費(fèi)，其水處理結(jié)果較好，大慶石化原有凝結(jié)水精制裝置采用精密過(guò)濾器、焦炭過(guò)濾器處理、混床工藝處理，原設(shè)計(jì)經(jīng)除油及其它雜質(zhì)后，應(yīng)用于脫鹽水的設(shè)備，但由于當(dāng)時(shí)除油技術(shù)的局限性，水質(zhì)達(dá)不到所需要求（含油小于 ） ，因此一直沒有應(yīng)用，送入循環(huán)水場(chǎng)作為循環(huán)補(bǔ)充水。根據(jù)前述調(diào)研情況和我們查閱到的近年來(lái)凝結(jié)水處理技術(shù)研究的有關(guān)文獻(xiàn)資料得知，凝結(jié)水的主要特點(diǎn)是成分相對(duì)復(fù)雜，主要是有機(jī)油類污染物、無(wú)機(jī)金屬離子污染物，傳統(tǒng)的凝結(jié)水處理方法雖然能夠達(dá)到循環(huán)水補(bǔ)水指標(biāo)要求，但是很難滿足鍋爐給水的處理要求，且運(yùn)行成本高昂，為此新的研究方法和技術(shù)路線將圍繞這一難點(diǎn)開展和設(shè)計(jì)，并隨著研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)調(diào)整研究方向。阻截除油精制凝結(jié)水的處理技術(shù)是目前凝結(jié)水處理技術(shù)方面的研究熱點(diǎn)，基本的研究思路還是圍繞著物化法、化學(xué)法方法展開。 實(shí)驗(yàn)裝置和藥品 實(shí)驗(yàn)裝置表 31 實(shí)驗(yàn)裝置序號(hào) 試驗(yàn)器材名稱及型號(hào) 廠家1 電子分析天平 梅特勒 托利多儀器有限公司2 微波密封消解 COD 速測(cè)儀順德格蘭仕電器廠有限公司 METTLER AE2003 HKD1012SF 超聲波清洗機(jī) 深圳市和科達(dá)超聲設(shè)備有限公司4 pHS3B 精密 pH 計(jì) 上海雷磁儀器廠5 紅外分光光度計(jì) 上海合利儀器有限公司6 721 分光光度計(jì) 上海第三分析儀器廠7 SPX250 型生化培養(yǎng)箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠8 二列六孔電熱恒溫水浴鍋 龍口市先科儀器公司9 電熱鼓風(fēng)干燥箱 山東省龍口市電爐總廠10 SC242 顯微鏡 國(guó)營(yíng)濟(jì)南醫(yī)用光學(xué)儀器廠11 透明門立式冷藏柜 青島海爾電冰柜有限公司東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文1512 UV1200 型紫外可見分光光度計(jì) 上海合利儀器有限公司，WP800A 實(shí)驗(yàn)藥品表 32 藥品名稱及濃度藥品名稱 濃度 廠家氫氧化鈉 52% 大連 盛佳濃硫酸 98% 湖北鑫東方商貿(mào)公司氯化鐵 鹽酸 38% 湖北鑫東方商貿(mào)公司硼酸 % 南 陽(yáng)華豐硼業(yè)高錳酸鉀 g/mol 沈陽(yáng)天罡化學(xué)試劑廠重鉻酸鉀 無(wú)水氯化鈣 95% 銀利達(dá)化工有限公司磷酸二氫鉀 % 青州市鑫勝化工有限公司磷酸氫二鉀 % 青州市鑫勝化工有限公司磷酸氫二鈉 % 青州市鑫勝化工有限公司硫酸鋅 95% 銀利達(dá)化工有限公司硫酸汞 98% 銀利達(dá)化工有限公司標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 95% 銀利達(dá)化工有限公司硫酸錳 93% 銀利達(dá)化工有限公司硫酸鎂 95% 銀利達(dá)化工有限公司過(guò)氧化氫 30% 銀利達(dá)化工有限公司鄰菲羅琳 % 銀利達(dá)化工有限公司水合四硼酸納 99% 銀利達(dá)化工有限公司氨基磺酸 99% 銀利達(dá)化工有限公司碳酸鈉 99% 銀利達(dá)化工有限公司水楊酸 50% 銀利達(dá)化工有限公司 實(shí)驗(yàn)方法對(duì)凝結(jié)水處理下面將簡(jiǎn)單介紹幾種擬選用的實(shí)驗(yàn)處理工藝，并將這幾種工藝進(jìn)行組合驗(yàn)證各自的處理效果，各工藝說(shuō)明如下。 兩級(jí)預(yù)屏障除鐵工藝法第三章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法16除鐵是蒸汽凝結(jié)水處理流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在蒸汽鍋爐運(yùn)行中的給水處理中，一般采用陽(yáng)離子樹脂或陰陽(yáng)離子樹脂交換方式，再經(jīng)過(guò)除氧處理，基本可以滿足運(yùn)行要求。但對(duì)凝結(jié)水的處理尚存在很多問(wèn)題，有的企業(yè)回收的凝結(jié)水顏色發(fā)紅，甚至呈醬油色，主要原因在于回收過(guò)程中，凝結(jié)水接觸的管道、容器鋼材因氧化腐蝕，生成氧化鐵（Fe 3OFe 2O3）顆粒物和膠體，凝結(jié)水除鐵的主要任務(wù)就是去除水中的氧化鐵顆粒物和膠體。目前國(guó)內(nèi)外在凝結(jié)水除鐵項(xiàng)目中出現(xiàn)過(guò)的除鐵工藝主要有 3 種：過(guò)濾除鐵：如纖維過(guò)濾器、覆蓋過(guò)濾器、精密過(guò)濾器等。吸附除鐵：如活性炭罐或陽(yáng)樹脂交換器等。國(guó)外的高梯度電磁除鐵。高梯度電磁除鐵能有效去除凝結(jié)水中氧化鐵，但運(yùn)行成本非常昂貴，一臺(tái)處理量為 100t/h 的“高梯度電磁除鐵器”日耗電達(dá) 1500 度，冷卻用一級(jí)除鹽水日耗量達(dá) 200噸以上。此 3 種工藝因技術(shù)理念陳舊、處理效率低、針對(duì)性不強(qiáng)、運(yùn)行成本高等原因，難以滿足生產(chǎn)需要。兩級(jí)預(yù)屏障工藝法主要用于除去凝結(jié)水中的鐵，主要由磁增益復(fù)合增益器、后級(jí)保護(hù)過(guò)濾兩個(gè)工藝單元串聯(lián)組成。兩級(jí)預(yù)屏障工藝如下：圖 兩級(jí)預(yù)屏障除鐵工藝 磁增益復(fù)合除鐵技術(shù)及作用機(jī)理磁增益復(fù)合除鐵裝置是一種創(chuàng)新的凝結(jié)水除鐵技術(shù)裝備，它既具有電磁除鐵設(shè)備對(duì)氧化鐵的針對(duì)性吸附凝聚效能，又有對(duì)懸浮物和膠體的高效率吸附過(guò)濾功能，該除鐵技術(shù)設(shè)備的電、水耗及材料耗費(fèi)低，除鐵、濾懸浮物效果穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，操作管理簡(jiǎn)單方便。自 2022 年起該工藝陸續(xù)在各大型凝結(jié)水除鐵項(xiàng)目中得到工業(yè)應(yīng)用，幾年來(lái)實(shí)踐結(jié)果表明：該設(shè)備在運(yùn)行成本、除鐵效果、綜合凈水能力等方面表現(xiàn)突出，電耗較傳統(tǒng)電磁除鐵設(shè)備下降了 82—88%，在凝結(jié)水凈化除鐵方向上極具推廣價(jià)值。磁增益除鐵器的主要技術(shù)特點(diǎn)過(guò)濾效率高，濾層納污量大。本套工藝采用的多孔稀土陶瓷球砂為一種新型濾料，多孔表面吸附能力強(qiáng)，粒度均勻的球狀顆粒使濾層的空隙大而納污能力強(qiáng)，相對(duì)傳統(tǒng)的過(guò)濾工藝，具有更高的過(guò)濾效率和更好的納污能力。該材料對(duì)水中的懸浮油微粒及乳化油微粒具有較好的吸附凝聚功能，對(duì)突發(fā)性的大油量泄漏能起到很好的抗御屏障作用。來(lái)水 物理增益器 過(guò)濾罐 出水東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文17自耗水率低，經(jīng)濟(jì)性好。本套工藝中的過(guò)濾裝置采用的多孔稀土陶瓷球砂為新型輕質(zhì)濾材，其堆密度較石英砂輕三分之一以上，要求的反沖洗強(qiáng)度低，反沖洗耗水少，且因該種濾料的濾層納污能力遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)濾器，運(yùn)行周期長(zhǎng)，因此本工藝的自耗水率很低，達(dá)到了小于 1%的先進(jìn)水平。裝置明顯提高了對(duì)水中氧化鐵的濾除效果。本工藝采用“物理增益器”來(lái)提高除鐵效率的措施是主要的創(chuàng)新點(diǎn)。凝結(jié)水中的鐵有相當(dāng)大部分是以氧化鐵（Fe 3OFe 2O3 懸浮態(tài)或膠態(tài)微粒）形式存在的，而在高溫凝結(jié)水的特殊環(huán)境中相當(dāng)一部份氧化鐵為極微粒度的膠體形態(tài)，常規(guī)的過(guò)濾方法對(duì)其濾除效果很有限。 “氧化鐵”微粒是一種具有鐵磁性（Fe 3O4）或順磁性（ Fe2O3）的物質(zhì)，在磁場(chǎng)中會(huì)被磁化而具有磁性，利用凝結(jié)水中所含氧化鐵的物理特性，讓凝結(jié)水流經(jīng)有組織的磁場(chǎng)，使水中氧化鐵被磁化而使其具有較強(qiáng)的相互吸附凝聚性。 “物理增益器” 內(nèi)配置了適當(dāng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)，并裝填了高導(dǎo)磁功能陶瓷填料，凝結(jié)水在流經(jīng)該設(shè)備時(shí)，水中的氧化鐵被磁化、并在磁場(chǎng)環(huán)境中的高梯度磁性功能陶瓷填料顆粒表面被吸附并凝聚成較大的氧化鐵顆粒，磁功能陶瓷填料顆粒表面吸附凝聚的氧化鐵凝膠達(dá)到一定厚度后，會(huì)被水流沖脫而進(jìn)入二級(jí)預(yù)屏障罐，這時(shí)水中的氧化鐵已凝聚成較大粒度的團(tuán)塊，極易被二級(jí)預(yù)屏障罐內(nèi)的精細(xì)多孔陶瓷濾料吸附濾除，從而達(dá)成了提高系統(tǒng)除鐵效率的目的。 后級(jí)保護(hù)過(guò)濾器后級(jí)保護(hù)過(guò)濾器常選用活性碳過(guò)濾器，作為截留殘余的鐵離子，并具有一定的除油能力?；钚蕴歼^(guò)濾器是一種內(nèi)裝填粗石英砂墊層及優(yōu)質(zhì)活性炭的壓力容器?；钚蕴窟^(guò)濾器的工作是通過(guò)炭床來(lái)完成的。組成炭床的活性炭顆粒有非常多的微孔和巨大的比表面積，具有很強(qiáng)的物理吸附能力。水通過(guò)炭床，水中有機(jī)污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非結(jié)晶部分上有一些含氧官能團(tuán)，使通過(guò)炭床的水中之有機(jī)污染物被活性炭有效地吸附。活性炭過(guò)濾器是一種較常用的水處理設(shè)備，作為水處理脫鹽系統(tǒng)前處理可有效保證后級(jí)設(shè)備使用壽命，提高出水水質(zhì)，防止污染，特別是防止后級(jí)反滲透膜，離子交換樹脂等的游離態(tài)余氧中毒污染。 影響活性炭過(guò)濾器吸附效果和使用壽命的主要因素有：污染物的種類和濃度、氣流在過(guò)濾材料中的滯留時(shí)間、空氣的溫度和濕度。 實(shí)際選用時(shí)，要根據(jù)污染物種類、濃度和處理風(fēng)量等條件，確定過(guò)濾器形式和活性炭種類。在工程應(yīng)用中，通常選用果殼活性炭（包括杏殼活性炭、果核殼活性炭、核桃殼活性炭） 。 阻截除油工藝第三章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法18阻截除油工藝它不同于“ 吸附除油 ”的全新油水分離技術(shù)理念，它利用獨(dú)特的，經(jīng)過(guò)對(duì)某些纖維進(jìn)行技術(shù)改性后形成的 HK 纖維構(gòu)成一種膜材料——HK 阻截膜來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水中憎水性分散質(zhì)的分離。HK 阻截膜具有極強(qiáng)的憎油特性。 當(dāng)含油的水要透過(guò)這層活化了的 HK 阻截膜時(shí)，給水以適當(dāng)?shù)膲毫Γ瑏?lái)水一側(cè)的水分子即可與膜內(nèi)水分子發(fā)生置換透過(guò)，而油等憎水性分散質(zhì)則不能與膜內(nèi)締合水發(fā)生置換而被選擇性的阻截，從而成功地實(shí)現(xiàn)了油水分離，這種效應(yīng)定義為“阻截除油” 。阻截除油工藝具有量化設(shè)計(jì)除油精度，除油精度高，設(shè)備運(yùn)行期間不需要反沖洗，收水率高達(dá) 99%以上，目前為所有工藝的最高收水率。同時(shí)他對(duì)來(lái)水含油量不限，抗大油量沖擊等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于除鹽水平衡具有重要的安全穩(wěn)定的意義。十多年來(lái)在各大中石油中石化公司應(yīng)用 30 多家，效果不錯(cuò)，得到了一致的認(rèn)可，所以是目前最先進(jìn)的一種凝結(jié)水除油處理工藝。 表面冷凝液過(guò)濾器+精密過(guò)濾器工藝表面冷凝液過(guò)濾器+精密過(guò)濾器工藝主要包括有過(guò)濾、吸附和離子交換作用。① 過(guò)濾作用：采用纖維，用于過(guò)濾和吸附作用鐵離子。② 化學(xué)除鹽作用 因?yàn)槭褂糜须x子交換作用的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿樹脂替代了紙漿，因此具有化學(xué)除鹽作用。但是，由于每次鋪膜使用樹脂的數(shù)量很少，所以其離子交換量有限表面冷凝液過(guò)濾器的工作原理：運(yùn)行時(shí)水流由下至上。表面冷凝液過(guò)濾器內(nèi)部上下各有一層濾芯，濾芯骨架為不銹鋼繞絲濾元，濾元上覆蓋有纖維層，含油凝結(jié)水流經(jīng)濾元時(shí)，水中的油和氧化鐵被附著在濾元上。從而達(dá)到除油除鐵的效果。它的使用可以有效降低精密過(guò)濾器的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。精密過(guò)濾器的工作原理運(yùn)行時(shí)水流由下至上。精密過(guò)濾器內(nèi)部裝有一定數(shù)量的濾芯，濾芯以不銹鋼繞絲濾元為骨架，外面均勻致密地覆蓋纖維濾層，通過(guò)濾層的作用可以除去凝結(jié)水中的油、鐵和有機(jī)物等各種雜質(zhì)。 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)分析及監(jiān)測(cè)指標(biāo) 水質(zhì)分析本試驗(yàn)所用凝結(jié)水采自大慶石化脫鹽水車間凝結(jié)水回收罐出水；凝結(jié)水水質(zhì)指標(biāo)如表 33 所示：表 33 凝結(jié)水水質(zhì)指標(biāo)名稱 項(xiàng)目 單位 指標(biāo) 最大值 最小值 平均值 超標(biāo)次數(shù)電導(dǎo) μs/cm ≤50 74 19 1 次硬度 μmol/L ≤10 未檢出 COD mg/L ≤3 3 次東北石油大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文19鐵 mg/L ≤ 2 次油 mg/L ≤5 濁度 mg/L ≤5 2 次二氧化硅 mg/L ≤ 由表 33 可以看出，收集到的凝結(jié)水，電導(dǎo)、COD、鐵、濁度較高，需要對(duì)凝結(jié)水組分進(jìn)行分析，以滿足凝結(jié)水處理要求。 分析項(xiàng)目及測(cè)量方法表 34 分析項(xiàng)目及測(cè)定方法一覽表分析項(xiàng)目 分析方法 采用標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo) 鍋爐用水和冷卻水分析方法 電導(dǎo)率的測(cè)定 GB/T69082022硬度 EDTA 滴定法 GB/T69082022COD工業(yè)循環(huán)冷卻水中化學(xué)需氧量（COD）的測(cè)定 高錳酸鉀法GB/T154562022鐵 鍋爐用水和冷卻水分析方法 鐵的測(cè)定 GB/T144272022油 鍋爐用水和冷卻水中油含量的測(cè)定 GB/T121522022濁度 分光光度法 GB/T121492022二氧化硅 工業(yè)循環(huán)冷卻水及鍋爐用水中硅的測(cè)定 GB/T121492022PH 工業(yè)循環(huán)冷卻水及鍋爐用水中 PH 的測(cè)定 GB/T69042022銅 工業(yè)循環(huán)冷卻水和鍋爐用水中銅的測(cè)定 GB/T136892022 試驗(yàn)準(zhǔn)備 濾料的選擇意義濾料是吸附法的核心。濾料的性能好壞，直接影響到凝結(jié)水處理效果的好壞。 濾料的選擇依據(jù)（1）必須要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以免在反沖洗過(guò)程中很快地磨損和破碎； （2）化學(xué)穩(wěn)定性要好； （3）不含有對(duì)人體健康有害及有毒物質(zhì)，同時(shí)不含有對(duì)生產(chǎn)有害、影響生產(chǎn)的物第三章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法20質(zhì)； （4）濾料的選擇，應(yīng)盡量采用吸附能力、截污能力大、產(chǎn)水量高、出水水質(zhì)好的濾料；（5）形狀規(guī)則，尺寸均一，使之可以在濾料間形成均一的流速；（6）貨源充足，價(jià)格便宜，運(yùn)輸方便。因此，按照濾料選取依據(jù)，即按照比表面要大、孔率高、