循環(huán)冷卻水的化學處理基本知識

1、對于你的冷卻設備主要問題對于你的冷卻設備主要問題? 如何判定發(fā)生了如何判定發(fā)生了腐蝕、結垢、微腐蝕、結垢、微 生物垢問題生物垢問題？ 冷卻設備的材質冷卻設備的材質 黃銅黃銅-含銅和鋅的合金含銅和鋅的合金-可能的問題可能的問題? 每天看水質分析結果和掛片監(jiān)測每天看水質分析結果和掛片監(jiān)測 相結合相結合 水質控制指標和分析頻次水質控制指標和分析頻次 序號控制項目 頻次 控制指標 1 水溫 1次/h 28.0(冬季);32 (夏季) 2 COD 1次/d 10mg/l 3 Ca2+ 1次/d 75mg/lCa2+500mg/l 4 濁度 1次/d 10FTU 5 pH 2次/d 8.09.0 6 藥劑

2、濃度 4-6次/d 總磷2.03.0mg/L 7 異養(yǎng)菌總數(shù) 2次/7d 1.0105個/ml 8 生物粘泥 2次/7d 4ml/m3 9 濃縮倍數(shù) 1次/d 3.06.0 10 Cu2+ 2次/7d 0.1 mg/L 11 銅腐蝕速率月度 0.005mm/a 水質指標 重要指標：重要指標： 1.與結垢有關的指標與結垢有關的指標 鈣硬度鈣硬度+總堿度、端差、藥劑量總堿度、端差、藥劑量(總磷、正磷、鋅鹽總磷、正磷、鋅鹽) 2.2.與腐蝕有關的指標與腐蝕有關的指標 總鐵、銅離子、總鐵、銅離子、藥劑量藥劑量(總磷、正磷、鋅鹽總磷、正磷、鋅鹽) 、氯離子氯離子 與硫酸根、與硫酸根、總溶固、電導率、余氯

3、、總溶固、電導率、余氯、 3.腐蝕結垢相關的腐蝕結垢相關的指標指標 濁度與懸浮物、藥劑量濁度與懸浮物、藥劑量(總磷、正磷、鋅鹽總磷、正磷、鋅鹽) 、余氯、余氯、 異養(yǎng)菌數(shù)、異養(yǎng)菌數(shù)、 4.4.藥劑控制藥劑控制 總磷（總磷（mg/L） 余氯余氯(0.2-0.5mg/L) 5.與污水回用及泄漏有關的指標與污水回用及泄漏有關的指標 含油量、含油量、溶解氧、氨溶解氧、氨 水質分析 如何從分析結果看腐蝕結垢傾向如何從分析結果看腐蝕結垢傾向 1.與結垢有關的指標與結垢有關的指標 鈣離子與硬度、總堿度與鈣離子與硬度、總堿度與pH值、值、 主要的垢主要的垢? 碳酸鈣垢、碳酸鈣垢、磷酸鈣垢、鋅垢磷酸鈣垢、鋅垢、

4、鐵垢、鐵垢 、微、微 生物垢：生物垢： 控制碳酸鈣垢形成的指標 鈣硬鈣硬 + +總堿度1000mg/L1000mg/L 總堿度包括碳酸氫根、碳酸根、氫氧根，總堿度包括碳酸氫根、碳酸根、氫氧根， 主要為碳酸氫根主要為碳酸氫根 總堿度和總堿度和pHpH高抑制腐蝕、產生硬垢高抑制腐蝕、產生硬垢 不加酸，循環(huán)水鈣硬總堿度不加酸，循環(huán)水鈣硬總堿度1000mg/L1000mg/L， pHpH約約9 9 加酸，總堿度加酸，總堿度6060160mg/L160mg/L，pHpH約約7.57.5 8.28.2 控制結垢的措施控制結垢的措施 水的軟化水的軟化 加酸或通加酸或通CO2 氣體氣體 增加旁濾設備增加旁濾設

5、備 電子處理電子處理 投加阻垢劑、分散劑投加阻垢劑、分散劑 阻垢劑的阻垢機理阻垢劑的阻垢機理 主要的阻垢劑：磷系、共聚物主要的阻垢劑：磷系、共聚物 增溶機理增溶機理 晶格畸變的機理晶格畸變的機理 分散機理分散機理 自解脫膜機理自解脫膜機理 自然界中的碳酸鹽水中的垢 循環(huán)水中金屬的腐蝕 碳鋼主要碳鋼主要:氫（酸）腐蝕和由溶解氧而引氫（酸）腐蝕和由溶解氧而引 起的腐蝕起的腐蝕 黃銅(含銅和鋅的合金含銅和鋅的合金)：析鋅腐蝕 電偶腐蝕: 由于不同金屬組合在一起而由于不同金屬組合在一起而 引起的電偶腐蝕引起的電偶腐蝕 由氯離子而引起的腐蝕由氯離子而引起的腐蝕 其它腐蝕因素其它腐蝕因素 由溶解氧而引起的

6、腐蝕 陽極過程：陽極過程：MM2 2e（Fe 2eFe2 ） ） 陰極過程：陰極過程：1/2O2 H2O2e2OH- Fe2 2OH- Fe(OH)2 4Fe(OH)2 2H2 OO2 4Fe(OH)3 電偶腐蝕-封頭處 異類材料連接在一起，由于電極電位不同而發(fā)生異類材料連接在一起，由于電極電位不同而發(fā)生 的電化學腐蝕。的電化學腐蝕。發(fā)生電偶腐蝕電偶腐蝕時,電極電位較負 的金屬通常會加速腐蝕,而電極電位較正的金屬 的腐蝕則會減慢 陽極過程：陽極過程：Fe2eFe2 陰極過程：陰極過程：Cu2 2eCu 由氯離子而引起的腐蝕 （螺栓處螺栓處） 都發(fā)生在孔蝕或縫隙腐蝕中都發(fā)生在孔蝕或縫隙腐蝕中 氯

7、離子對不銹鋼和合金的腐蝕比對普通氯離子對不銹鋼和合金的腐蝕比對普通 碳鋼快得多碳鋼快得多 其它腐蝕因素 垢下腐蝕垢下腐蝕 垢、雜物導致的腐蝕氧濃差腐蝕 磨損腐蝕磨損腐蝕 腐蝕速率 碳鋼管厚度0.8-2mm 碳鋼腐蝕速率：0.075mm/y；用10年 左右 黃銅腐蝕速率：0.005mm/y 水質報表中與腐蝕有關的水質報表中與腐蝕有關的 指標指標 總鐵、銅離子總鐵、銅離子 氯離子與硫酸根、氯離子與硫酸根、總溶固、電導率總溶固、電導率 加藥量加藥量(總磷、正磷、鋅鹽、余氯總磷、正磷、鋅鹽、余氯) 濁度與懸浮物濁度與懸浮物 異養(yǎng)菌數(shù)異養(yǎng)菌數(shù) 水質報表中總磷、正磷、鋅鹽水質報表中總磷、正磷、鋅鹽 藥劑帶

8、入藥劑帶入 緩蝕阻垢劑緩蝕阻垢劑 正磷和鋅鹽的沉積正磷和鋅鹽的沉積 對碳鋼設備為主的循環(huán)水中，總磷對碳鋼設備為主的循環(huán)水中，總磷 39mg/L， 正磷正磷 05mg/L，鋅離子，鋅離子 03mg/L 對銅設備為主的循環(huán)水中，總磷為主的循環(huán)水中，總磷 0 03mg/L， 水質報表中的總鐵水質報表中的總鐵 補充水帶入和系統(tǒng)腐蝕，包括三價鐵和補充水帶入和系統(tǒng)腐蝕，包括三價鐵和 兩價鐵，以三價鐵為主兩價鐵，以三價鐵為主 總鐵高，總鐵高，加劇腐蝕加劇腐蝕 腐蝕后導致黏附速率超標，難以清除腐蝕后導致黏附速率超標，難以清除 亞鐵離子是鐵細菌繁殖的營養(yǎng)源亞鐵離子是鐵細菌繁殖的營養(yǎng)源 自然自然pHpH值運行時總

9、鐵含量低（濃縮倍數(shù)值運行時總鐵含量低（濃縮倍數(shù) 低、氧化鐵沉積），加酸運行時總鐵高。低、氧化鐵沉積），加酸運行時總鐵高。 控制指標？ 要求要求 0.5mg/L0.5mg/L 水質報表中的氯離子與硫酸根水質報表中的氯離子與硫酸根 補充水帶入，氯類殺菌劑、硫酸補充水帶入，氯類殺菌劑、硫酸 腐蝕性離子，氯離子引起不銹鋼應力腐蝕、腐蝕性離子，氯離子引起不銹鋼應力腐蝕、 點蝕點蝕 硫酸根是硫酸鹽還原菌的營養(yǎng)源硫酸根是硫酸鹽還原菌的營養(yǎng)源 不銹鋼設備：氯離子不銹鋼設備：氯離子700mg/L（2000化 工標） 300mg/L（95國標） 硫酸根氯離子硫酸根氯離子1500mg/L 控制腐蝕的措施控制腐蝕的措

10、施 采用耐腐蝕的金屬和合金采用耐腐蝕的金屬和合金 用耐腐蝕的材料涂覆用耐腐蝕的材料涂覆 提高循環(huán)水的提高循環(huán)水的pH 電子處理電子處理 與電化學保護與電化學保護 添加緩蝕劑添加緩蝕劑 垢與腐蝕產物 輕松一刻 水質報表中與微生物有關的指標水質報表中與微生物有關的指標 余氯、異養(yǎng)菌數(shù)、鐵細菌、硫酸鹽還原菌余氯、異養(yǎng)菌數(shù)、鐵細菌、硫酸鹽還原菌 循環(huán)水中細菌的控制循環(huán)水中細菌的控制 危害危害: : 微生物產生粘泥和沉積物微生物產生粘泥和沉積物 帶來嚴重的腐蝕帶來嚴重的腐蝕 要求要求: : 循環(huán)水中，余氯循環(huán)水中，余氯 0.51mg/L，保持兩個，保持兩個 小時；異養(yǎng)菌數(shù)小時；異養(yǎng)菌數(shù) 1.0105個個

11、/ml/ml ，鐵細菌，鐵細菌 100個個/ml/ml ，硫酸鹽還原菌，硫酸鹽還原菌 50個個/ml/ml 。 循環(huán)水中的微生物循環(huán)水中的微生物 藻類藻類 ：藍藻、綠藻和硅藻藍藻、綠藻和硅藻 真菌腐蝕真菌腐蝕 腳氣食品發(fā)霉 細菌細菌 （異養(yǎng)菌）（異養(yǎng)菌） 產粘泥細菌產粘泥細菌 腐蝕性細菌：硫酸鹽還原菌腐蝕性細菌：硫酸鹽還原菌 、硝化細菌、硝化細菌、 鐵細菌鐵細菌 微生物生長帶來的危害微生物生長帶來的危害 產生大量粘泥，降低換熱器的冷卻效果，惡化產生大量粘泥，降低換熱器的冷卻效果，惡化 水質條件水質條件 使水質穩(wěn)定劑失效使水質穩(wěn)定劑失效 微生物粘泥使緩蝕阻垢劑因無法到達金屬表面微生物粘泥使緩蝕阻

12、垢劑因無法到達金屬表面 某些緩蝕阻垢劑成為一些微生物的營養(yǎng)源而被分解某些緩蝕阻垢劑成為一些微生物的營養(yǎng)源而被分解 引起設備的腐蝕引起設備的腐蝕 影響人體健康和產品質量影響人體健康和產品質量 水質分析結果與問題分析 微生物的判斷微生物的判斷 余氯余氯 0-1mg/L 0-1mg/L 細菌總數(shù)細菌總數(shù)10105 5個個mlml 粘泥量粘泥量2ml/mHEDP ATMP六偏 磷酸鈉 逆流塔 橫流塔 雙曲線塔（自然通風） 問題：水質指標超標了怎 麼辦？ 總磷低-加藥 濁度高-排污、旁濾、殺菌、加藥 鈣硬度加堿度高-排污 異養(yǎng)菌高- 銅離子高- 腐蝕速率高- 影響濃縮倍數(shù)的主要原因分析影響濃縮倍數(shù)的主要

13、原因分析 部分循環(huán)水系統(tǒng)設計不合理導致濃部分循環(huán)水系統(tǒng)設計不合理導致濃 縮倍數(shù)低縮倍數(shù)低 冬、夏季蒸發(fā)量差異導致濃縮倍數(shù)冬、夏季蒸發(fā)量差異導致濃縮倍數(shù) 的差異的差異 部分循環(huán)水溫差小導致濃縮倍數(shù)低部分循環(huán)水溫差小導致濃縮倍數(shù)低 部分循環(huán)水系統(tǒng)設計不合理導部分循環(huán)水系統(tǒng)設計不合理導 致濃縮倍數(shù)低致濃縮倍數(shù)低 具體表現(xiàn)在以下兩點： 1） 系統(tǒng)沒有旁濾設備，導致系統(tǒng)濁度 超標，不得不強制排污； 2）系統(tǒng)容量大、循環(huán)量小、溫差小的循 環(huán)水。 部分循環(huán)水溫差小導致濃部分循環(huán)水溫差小導致濃 縮倍數(shù)低縮倍數(shù)低 循環(huán)水系統(tǒng)溫差直接影響系統(tǒng)水的蒸發(fā)量，溫差小，系統(tǒng)水 的蒸發(fā)量就小，特別在冬季，由于環(huán)境溫度低，濃

14、縮倍數(shù)就 上不去。假定循環(huán)水量R為10000t/h，系統(tǒng)不強制排污，僅 靠旁濾過濾器排污，排污量為20t/h，溫差與濃縮倍數(shù)的關 系見表4。 表4 溫差與濃縮倍數(shù)的關系 T， 4 8 排污量B，t/h 20 20 濃縮倍數(shù) 4.4 7.9 由此可見，對一些溫差較小的系統(tǒng)，即使不人為排污，濃縮 倍數(shù)也很難上去。 冬、夏季蒸發(fā)量差異導致濃縮冬、夏季蒸發(fā)量差異導致濃縮 倍數(shù)的差異倍數(shù)的差異 環(huán)境溫度的差異導致了循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)量的不同，蒸發(fā)量 E=RT/，其中R:循環(huán)水量；：蒸發(fā)潛熱；T：溫差； 設定循環(huán)水量為10000噸/小時,溫差8，冬季和夏季的蒸 發(fā)量比較差別將近一倍，具體數(shù)據(jù)見表2。 表2 冬

15、季和夏季的循環(huán)水蒸發(fā)量比較 -10 0 20 40 1/ 0.0008 0.001 0.0014 0.0016 蒸發(fā)量，噸/小時 64 80 112 128 由于大部分循環(huán)水系統(tǒng)有旁濾系統(tǒng)，而旁濾系統(tǒng)都要反沖洗， 要損失一定的水量，相當于系統(tǒng)的排污，對溫差較小的系統(tǒng) 來講， 冬季系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)就上不去， 表 夏季和冬季循環(huán)水系統(tǒng)濃 縮倍數(shù)比較 2006.7-2006.9 二循 新二循 三循 新三循 4.43 6.13 5.35 6.45 2006.11-2007.1 二 循 新二循 三循 新三循 3.47 4.67 4.23 5.32 提高濃縮倍數(shù)的途徑 設計合理R/V和溫差 軟化給水 加酸減

16、低堿度：鈣硬鈣硬 + +總堿度 1100mg/L. 高效藥劑的使用 對于你的冷卻設備主要問題對于你的冷卻設備主要問題? 如何判定發(fā)生了如何判定發(fā)生了腐蝕、結垢、微腐蝕、結垢、微 生物垢問題生物垢問題？ 冷卻設備的材質冷卻設備的材質 黃銅黃銅-含銅和鋅的合金含銅和鋅的合金-可能的問題可能的問題? 每天看水質分析結果和掛片監(jiān)測每天看水質分析結果和掛片監(jiān)測 相結合相結合 阻垢劑的阻垢機理阻垢劑的阻垢機理 主要的阻垢劑：磷系、共聚物主要的阻垢劑：磷系、共聚物 增溶機理增溶機理 晶格畸變的機理晶格畸變的機理 分散機理分散機理 自解脫膜機理自解脫膜機理 腐蝕速率 碳鋼管厚度0.8-2mm 碳鋼腐蝕速率：0.075mm/y；用10年 左右 黃銅腐蝕速率：0.005mm/y 水質報表中與腐蝕有關的水質報表中