Опыт применения нового стабилизатора гипохлоритов в водооборотных системах металлургических предприятий

Опыт применения нового стабилизатора
гипохлоритов в водооборотных системах
металлургических предприятий
Кратко о компании Lonza




LONZA - международная компания, штаб-квартира
которой находится в Швейцарии, в г. Базеле.
Оборот компании в 2010 г. составил 2,67 млрд.
долларов США
Компания LONZA владеет 26 заводами и
исследовательскими центрами; штат сотрудников
насчитывает 8300 человек.
Является лидером на мировом рынке по:
 производству противомикробных препаратов
 производству специальных промышленных
химикатов
 производству пищевых ингредиентов
 обнаружению эндотоксинов
 производству продуктов для проведения
исследований на клеточном уровне
2
Структура компании Lonza
Химические
продукты (42%)
Противомикробные
препараты
Промышленные
химикаты
Пищевые
ингредиенты
Эксклюзивные виды
синтеза (51%)
Биологические
исследования
Химический синтез
Клеточная
терапия
Биологический синтез
Тестовые
решения
Услуги по разработке
рецептур
Исследовательские
решения
3
Продукты фирмы Lonza для водообработки
Окислительные технологии – Dantobrom;
Dantochlor®; BCDMH (доноры галогенов), Equinox

Неокислительные технологии – Bardac LF, Barquat
Low Foam Algaecide, Barquat PQ, Lonzabac 12, Isocil
RW (ЧАСы, Третичные амины, Изотиазолиноны)

Интеллектуальная собственность – Equinox,
Bardac LF, Barquat Low Foam Algaecide
(маловспенивающийся ЧАС альгицид)


Производственная база в США, Китае и Европе
4
Окислительная технология на основе
стабилизатора гипохлоритов Equinox™
Общая информация
5
Применение гипохлорита натрия в системах
водяного охлаждения
Хлор-газ и гипохлорит натрия представляют собой недорогие
биоциды эффективные в системах с низкой хлоропоглощаемостью
воды.


В системах водяного охлаждения с высокой хлоропоглощаемостью
воды требуется увеличенная подача гипохлорита.
Последствия увеличенной подачи хлора в воду:
 отрицательное воздействие на другие химические реагенты для
обработки воды (ингибиторы солеотложений)
 повышение материальных затрат, включая стоимость обслуживания
объекта
 избыточное содержание галогеноорганических соединений (АГС) в
сточных водах
 повышенная коррозия
6
Необходимость стабилизации в системах
водяного охлаждения
Уменьшение содержания хлора в воде, как правило, называется
хлоропоглощаемостью воды.

Хлоропоглощаемость воды обусловлена содержанием в ней
окисляемых растворимых органических соединений,
микроорганизмов и биопленок.

Диффузия и реакция хлора в биопленке определяет его глубину
проникновения и эффективность.

Equinox™ стабилизирует хлор, повышая его стабильность и
устойчивость по сравнению со свободным хлором; может
применяться в сочетании с раствором гипохлорита натрия, хлоргазом или хлорированной водой, производимой в электрохлораторе.

Стабилизатор Equinox™ повышает эффективность хлора по
удалению биопленки в системах водяного охлаждения.

7
Схема применения окислительной
технологии Equinox™
• Нетоксичен и
инертен
(безопасен)
NaOCl
10-15%
1 - 5 частей
Equinox™ 15
15%
«T»-образный
статический
смеситель
• Подвержен
быстрому
биологическому
разложению
• Не биоцид
1 часть
Поток охлаждающей воды
Мониторинг содержания хлора в
воде
8
Применение окислительной технологии
Equinox™
 Equinox™ 15 перед добавлением в воду предварительно
смешивается с гипохлоритом в соответствующей пропорции.
После получения необходимой концентрации смесь
добавляется в поток воды, т. е. в главный впускной патрубок
или резервуар охлаждающей градирни.

Для каждой из жидкостей следует использовать насосдозатор, оснащенный устройством защиты от противотока и Тобразный статический смеситель для перемешивания
Equinox™ 15 с гипохлоритом.

После смешивания компонент необходимо обеспечить
задержку около 10 секунд (происходит химическая реакция)
перед попаданием смеси в основной водный контур
(достигается установкой после смесителя патрубка
соответствующей длины (пластиковая трубка, шланг)

9
Equinox™ – рекомендации по дозировке
 Возможна оптимизация технологии стабилизации гипохлоритов на
основе Equinox™ посредством изменения соотношения хлора и
стабилизатора, применительно к каждой конкретной водооборотной
системе.

Рекомендации по дозировке:
содержание активного хлора в воде - 1,5 – 2 мг/л,
остаточное содержание свободного хлора - 0,2 – 0,5 мг/л.
Соотношение гипохлорита и Equinox™ может варьироваться от 5:1
до 1:1 (предпочтительное соотношение - 4:1 – 2:1).

В системах с высокой хлоропоглащаемостью воды необходимо
соблюдать соотношение, близкое к 1:1, тогда как в системах с низкой
хлоропоглощаемостью воды следует использовать меньшее
количество стабилизатора.

10
Современное понимание структуры
биопленки
11
Ингибирование биопленки
S. natans
3-х дневный рост
5396:160
NaOCl
NaOCl
NaOCl:
Необраб.
Equinox
5 мг/л
10 мг/л
5 мг/л
Рост
33%
Рост
28%
Рост
3%
Рост
100%
12
Достоинства технологии на основе
Стабилизатора гипохлоритов Equinox™
Equinox™:
Повышает глубину проникновения гипохлорита в биопленку и
эффективное ее удаление.


Снижает скорость коррозии
Снижает количественно расход гипохлорита и, соответственно,
существенно снижает образование адсорбируемых галогеноорганических
соединений (АГС) и их попадание в сточные воды.

Повышает совместимость с противонагарными ингибиторами и
ингибиторами коррозии.


Повышает фотоустойчивость.
Отличается превосходными экологическими характеристиками и
высокой степенью безопасности.


Обеспечивает низкий уровень первоначальных затрат.
13
Пример практического применения
Equinox™ Stabilizer 15
Заводские испытания на одном из
сталелитейных заводов в Европе
14
Применение Equinox™ в водооборотной
системе цеха горячей прокатки
Новая технология стабилизации гипохлорита натрия на основе Equinox™ была
внедрена вместо использовавшейся ранее технологии на основе гипохлорита
и бромида натрия, что позволило добиться:




снижения коррозии
 существенного продления срока службы оборудования
повышения чистоты системы (удаление биопленки, контроль над
популяцией легионеллы)
 повышения безопасности труда
снижения потребления химических реагентов
 уменьшения расхода раствора гипохлорита, уменьшения общих
расходов на обработку
сокращения выбросов химических веществ в окружающую среду
 существенного снижения образования абсорбируемых
галогеноорганических соединений (АГС)
15
Контур охлаждения цеха горячей прокатки
сталелитейного завода
6000 м3/ч, 35.8 °C
500 м3/ч
29.1 °C
Подача
свежей воды 2
300 м3/ч
10600 м3/ч, 27.5 °C
2 градирня
Конечная
обработка
Прудотстойник
2600 м3/ч
900 м3/ч
7100 м3/ч
27.5 °C
27.5 °C
6000 м3/ч
1 градирня
Печь
Грубая
обработка
Процесс горячей прокатки
Прудотстойник
Подача
свежей воды 1
Раствор
гипохлорита
натрия
(NaOCl)
Продувка
Стабилизатор
210 м3/ч
Equinox 15
Прудотстойник
Прудотстойник
* завод расположен в Европе, производственная мощность: 4,5 млн. тонн
Песчаные
фильтры
16
Заводские испытания
 Характеристики водяного контура:
1 градирня
2 градирня
Емкость:
25 000 м3
5 000 м3
 Поток воды:
10 600 м3/ч
6 000 м3/ч
 Подача свежей воды:
300 м3/ч
500 м3/ч
 Продувка (сброс воды):
210 м3/ч
0
 Расстояние:
2,0 км
 Диаметр:
2,0 м
 Материал труб:
Бетон и углеродистая сталь
Аналогичный
 Материал градирен:
Стальная конструкция, пласт. вставки
Аналогичный
 2 охлаждающие градирни, каждая из которых состоит из 3-х секций. 2-я градирня соединена с
главным водным контуром.
 Единственная точка ввода и единственный блок продувки (сброс воды) расположены в резервуаре
первой градирни.
 Качество воды:
 Техническая вода (охлаждение, удаление окалины, прямой контакт со стальными заготовками)
 Высокая хлоропоглощаемость воды: Fe2+ (0,24 мг/л) + смазка (3 - 4 т/д)
 Уровень pH: 7,7
 Проблемы, связанные с использованием технологии – гипохлорит / бромида натрия
 Недостаточный микробиологический контроль: регулярные скачки популяции легионеллы
 Биозагрязнение
 Коррозия

17
Заводские испытания (результаты)
Технология на основе Equinox™ прошла испытания в течение 6 месяцев на
сталелитейном заводе с годовым объемом производства в 4,5 миллиона тонн.
Система
NaOCl / NaBr
Система
Equinox™
Единицы
измерения
Р-р гипохлорита натрия
17
12,3
тонн/мес.
Стабилизатор
1,9
2,5
тонн/мес.
1 градирня
151
103
мкм/г
2 градирня
44
29
мкм/г
Абсорбируемая органика
Выброс в сточные воды
240
130
мг/л
Результаты после
6 месяцев испытаний
Потребление химикатов:
Коррозия:
18
Заводские испытания
Расход химических реагентов
 остаточный Cl2 в конце
цикла не обнаружен
20
NaBr
тонн/месяц
16
 ср. концентрация Cl2 в конце цикла:
0,1 мг/л
Equinox™
12
8
Bleach
Bleach
4
0
Бромид натрия (соотнош.:
NaOCl:NaBr 9:1)
Equinox™ (соотнош.:
NaOCl:Equinox 5:1)
Применение технологии на основе Equinox™:

снижает потребные количества химических реагентов на 22%

снижение материальные затраты на химические реагенты: до 35%
19
Заводские испытания
Снижение коррозии
Коррозия
160
микрон/год
NaBr
120
80
Equinox™
40
NaBr
Equinox™
0
1-я градирня
2-я градирня
Снижение коррозии при применении технологии Equinox™:

1я градирня: −32 % коррозии = увелич. срока службы оборудования на 47 %

2я градирня: −34 % коррозии = увелич. срока службы оборудования на 51 %
Увеличение срока эксплуатации оборудования прибл. на 50 %
эквивалентно 7 - 8 дополнительным годам службы
20
Заводские испытания
Снижение адсорбируемых галогенорганических
соединений (АГС)
Выброс АГC
микрограмм/литр
300
240
200
130
100
0
NaOCl / NaBr
Технология Equinox™
Снижение воздействия на окружающую среду технологии Equinox™:

снижение сброса АГС на 46%
эквивалентно сокращению сбросов в сточные воды на 202 тонны в год

Equinox™ подвержен биологическому разложению (88% за 28 дней) и
нетоксичен
21
ГЕ/л
Удаление биопленки и
микробиологический контроль
Показатели ФК
350000
загрязненная
система
300000
чистая
система
250000
200000
150000
Удаление биопленки:
Увеличение числа бактерий
вследствие попадания
микроорганизмов из под биопленки в
воду
100000
50000
Осуществляется микробиологический
контроль
0
1я град
2я град
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Анализ на ФК: быстрый способ обнаружения ДНК погибших и живых бактерий в пробе воды;
выражается в ГЕ/л (геномных единицах на литр, где 1 ГЕ = 1 бактерия (т.е. общее число бактерий).
14
15
Недели
22
Технология Equinox™ для водооборотной
системы цеха горячей прокатки
Основные выводы:
снижение

коррозии / увеличение срока службы оборудования
около 8 дополнительных лет эксплуатации оборудования
(увеличение срока службы оборудования на ~50 %)

повышение чистоты системы
 удаление биопленки, контроль над популяцией
легионеллы
 повышение безопасности труда

снижение потребления химикатов и расходов на них
 снижение потребления химических реагентов на 28%,
снижение материальных затрат на химические реагенты
на 35 – 40 %

снижение выброса АГС на 45%, что соответствует
сокращению выбросов в сточную систему на 202 тонны в год
(экологическая безопасность)
23
Спасибо Вам за Ваше внимание!
Мы готовы обсуждать условия внедрения технологии
Equinox на Вашем предприятии.
24
Продуктовая линейка для водообработки
КАТЕГОРИЯ
PRODUCT CATEGORY
ПРОДУКТА
ФОРМА
PRODUCT
ПРОДУКТА
FORM
ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ
OXIDIZING TECHNOLOGY
ТЕХНОЛОГИЯ
Dantoin™ 1-бром-3-хлор-5,5-диметилгидантоин
BCDMH
(BCDMH)
Таблетки,
Tablets, granules
гранулы
Dantobrom™
Таблетки,
Tablets, granules
гранулы
Dantogard™ 2000
Жидкая
Liquid (30-70%)
(30 - 70%)
ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ
QUATERNARY AMMONIUM
АММОНИЕВЫЕ
COUPOUNDS
СОЕДИНЕНИЯ
Полимерные
Polymeric Quats:
четвертичные аммониевые соли (PQ):
Barquat™ PQ; Barquat™ PQ-2
Жидкая
Liquid
(60%; 50%)
™)
Benzalkonium
Бензалконий хлорид
Chloride(линия
(Barquat
Barquat
™ range)
™
Малопенящийся:
Low foaming: Barquat
Barquat
™ LB-50
- LB 50
Жидкая
Liquid (various
(различн.
%) %)
Диалкиловые
Dialkyl Quats (Bardac™
соединения
range)
четвертичного
аммония (линия Bardac™)
™
Малопенящийся:
Low foaming: Bardac™
Bardac
LF™ LF
Жидкая
Liquid (various
(различн.
%) %)
Solid
Твердые
Quatчетвертичные
(Barquat™ MS100)
аммониевые соединения (Barquat ™MS100)
Твердая
Solid (100%)
(100%)
ИЗОТИАЗОЛИНОНЫ
ISOTHIAZOLINONES
Isocil™ RW; Isocil™ Ultra
Жидкая
Liquid (14%,
(14%,
1.5%)
1.5%)
ТРЕТИЧНЫЙ
TERTIARY AMINE
АМИН
Lonzabac™ 12
Жидкая
Liquid (30%,
(30%,
100%)
100%)
СТАБИЛИЗАТОР
HALOGEN STABILIZER
ГИПОХЛОРИТОВ
Equinox™ Stabilizer 15
Жидкая
Liquid (15%)
(15%)
25
Приложения
26
Equinox™ Stabilizer 15 – Бумажная
промышленность

Снижение отрицательного воздействия на
химические реагенты для производства
бумаги за счет стабилизации гипохлорита

Микробиологически инертен в готовой
бумаге так, как не является биоцидом
27
Equinox™ Stabilizer 15 – Совместимость
Коэфф. потерь ООВ (мг/л/мин)
Концентрация ООВ на 50 мг/л продукта
Все виды при 2 мг/л Cl2
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
NaOBr
NaOCl
Equinox
Превосходная совместимость оптического отбеливающего
вещества с Equinox по сравнению с NaOBr и NaOCl
28
Equinox™ Stabilizer 15 – Совместимость
29
Технология на основе Equinox™
Фотостабилизация гипохлорита натрия

Результаты
 Период полуспада NaOCl,
стабилизированного
посредством Equinox = 108 ч
 Период полураспада
NaOCl =1,1 ч

Выводы
 Equinox обеспечивает
значительное (на два
порядка) повышение
фотостабилизации NaOCl.
30