循环冷却水的化学处理基本知识

1、要解决的问题要解决的问题 1 冷却设备冷却设备腐蚀、结垢、微生物腐蚀、结垢、微生物的控制的控制 日常管理：水质报表、设备运行状况日常管理：水质报表、设备运行状况 问题问题：水质报表有哪些主要信息？：水质报表有哪些主要信息？ 2 节水：浓缩倍数节水：浓缩倍数 问题：如何提高浓缩倍数？问题：如何提高浓缩倍数？对于你的冷却设备主要问题对于你的冷却设备主要问题? 如何判定发生了如何判定发生了腐蚀、结垢、微腐蚀、结垢、微生物垢问题生物垢问题？ 冷却设备的材质冷却设备的材质 黄铜黄铜-含铜和锌的合金含铜和锌的合金-可能的问题可能的问题? 每天看水质分析结果和挂片监测每天看水质分析结果和挂片监测相结合相结合

2、水质控制指标和分析频次水质控制指标和分析频次序号控制项目 频次 控制指标 1 水温 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 浊度 1次/d 10FTU 5 pH 2次/d 8.09.0 6 药剂浓度 4-6次/d 总磷2.03.0mg/L 7 异养菌总数 2次/7d 1.0105个/ml 8 生物粘泥 2次/7d 4ml/m3 9 浓缩倍数 1次/d 3.06.0 10 Cu2+ 2次/7d 0.1 mg/L 11 铜腐蚀速率月度 0.005mm/a水质指标 重要指标：重要指标： 1.与结垢

3、有关的指标与结垢有关的指标 钙硬度钙硬度+总碱度、端差、药剂量总碱度、端差、药剂量(总磷、正磷、锌盐总磷、正磷、锌盐) 2.2.与腐蚀有关的指标与腐蚀有关的指标 总铁、铜离子、总铁、铜离子、药剂量药剂量(总磷、正磷、锌盐总磷、正磷、锌盐) 、氯离子氯离子与硫酸根、与硫酸根、总溶固、电导率、余氯、总溶固、电导率、余氯、 3.腐蚀结垢相关的腐蚀结垢相关的指标指标 浊度与悬浮物、药剂量浊度与悬浮物、药剂量(总磷、正磷、锌盐总磷、正磷、锌盐) 、余氯、余氯、异养菌数、异养菌数、 4.4.药剂控制药剂控制 总磷（总磷（mg/L） 余氯余氯(0.2-0.5mg/L) 5.与污水回用及泄漏有关的指标与污水回

4、用及泄漏有关的指标 含油量、含油量、溶解氧、氨溶解氧、氨水质分析如何从分析结果看腐蚀结垢倾向如何从分析结果看腐蚀结垢倾向1.与结垢有关的指标与结垢有关的指标钙离子与硬度、总碱度与钙离子与硬度、总碱度与pH值、值、主要的垢主要的垢?碳酸钙垢、碳酸钙垢、磷酸钙垢、锌垢磷酸钙垢、锌垢、铁垢、铁垢 、微、微生物垢：生物垢：控制碳酸钙垢形成的指标钙硬钙硬 + +总碱度1000mg/L1000mg/L 总碱度包括碳酸氢根、碳酸根、氢氧根，总碱度包括碳酸氢根、碳酸根、氢氧根，主要为碳酸氢根主要为碳酸氢根 总碱度和总碱度和pHpH高抑制腐蚀、产生硬垢高抑制腐蚀、产生硬垢 不加酸，循环水钙硬总碱度不加酸，循环水

5、钙硬总碱度1000mg/L1000mg/L，pHpH约约9 9 加酸，总碱度加酸，总碱度6060160mg/L160mg/L，pHpH约约7.57.58.28.2控制结垢的措施控制结垢的措施 水的软化水的软化 加酸或通加酸或通CO2 气体气体 增加旁滤设备增加旁滤设备 电子处理电子处理 投加阻垢剂、分散剂投加阻垢剂、分散剂 阻垢剂的阻垢机理阻垢剂的阻垢机理 主要的阻垢剂：磷系、共聚物主要的阻垢剂：磷系、共聚物 增溶机理增溶机理 晶格畸变的机理晶格畸变的机理 分散机理分散机理 自解脱膜机理自解脱膜机理 自然界中的碳酸盐水中的垢循环水中金属的腐蚀 碳钢主要碳钢主要:氢（酸）腐蚀和由溶解氧而引氢（酸

6、）腐蚀和由溶解氧而引起的腐蚀起的腐蚀 黄铜(含铜和锌的合金含铜和锌的合金)：析锌腐蚀 电偶腐蚀: 由于不同金属组合在一起而由于不同金属组合在一起而引起的电偶腐蚀引起的电偶腐蚀 由氯离子而引起的腐蚀由氯离子而引起的腐蚀 其它腐蚀因素其它腐蚀因素由溶解氧而引起的腐蚀 阳极过程：阳极过程：MM22e（Fe2eFe2） 阴极过程：阴极过程：1/2O2 H2O2e2OH- Fe2 2OH- Fe(OH)2 4Fe(OH)2 2H2 OO2 4Fe(OH)3电偶腐蚀-封头处 异类材料连接在一起，由于电极电位不同而发生异类材料连接在一起，由于电极电位不同而发生的电化学腐蚀。的电化学腐蚀。发生电偶腐蚀电偶腐蚀

7、时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀,而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢 阳极过程：阳极过程：Fe2eFe2 阴极过程：阴极过程：Cu2 2eCu由氯离子而引起的腐蚀（螺栓处螺栓处） 都发生在孔蚀或缝隙腐蚀中都发生在孔蚀或缝隙腐蚀中 氯离子对不锈钢和合金的腐蚀比对普通氯离子对不锈钢和合金的腐蚀比对普通碳钢快得多碳钢快得多 其它腐蚀因素 垢下腐蚀垢下腐蚀 垢、杂物导致的腐蚀氧浓差腐蚀 磨损腐蚀磨损腐蚀 腐蚀速率 碳钢管厚度0.8-2mm 碳钢腐蚀速率：0.075mm/y；用10年左右 黄铜腐蚀速率：0.005mm/y水质报表中与腐蚀有关的水质报表中与腐蚀有关的指标指标 总铁、铜离子总铁、铜离子

8、氯离子与硫酸根、氯离子与硫酸根、总溶固、电导率总溶固、电导率 加药量加药量(总磷、正磷、锌盐、余氯总磷、正磷、锌盐、余氯) 浊度与悬浮物浊度与悬浮物 异养菌数异养菌数水质报表中总磷、正磷、锌盐水质报表中总磷、正磷、锌盐 药剂带入药剂带入 缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢剂 正磷和锌盐的沉积正磷和锌盐的沉积 对碳钢设备为主的循环水中，总磷对碳钢设备为主的循环水中，总磷 39mg/L，正磷正磷 05mg/L，锌离子，锌离子 03mg/L 对铜设备为主的循环水中，总磷为主的循环水中，总磷 0 03mg/L，水质报表中的总铁水质报表中的总铁 补充水带入和系统腐蚀，包括三价铁和补充水带入和系统腐蚀，包括三价铁和两价铁

9、，以三价铁为主两价铁，以三价铁为主 总铁高，总铁高，加剧腐蚀加剧腐蚀 腐蚀后导致黏附速率超标，难以清除腐蚀后导致黏附速率超标，难以清除 亚铁离子是铁细菌繁殖的营养源亚铁离子是铁细菌繁殖的营养源 自然自然pHpH值运行时总铁含量低（浓缩倍数值运行时总铁含量低（浓缩倍数低、氧化铁沉积），加酸运行时总铁高。低、氧化铁沉积），加酸运行时总铁高。 控制指标？ 要求要求 0.5mg/L0.5mg/L水质报表中的氯离子与硫酸根水质报表中的氯离子与硫酸根 补充水带入，氯类杀菌剂、硫酸补充水带入，氯类杀菌剂、硫酸 腐蚀性离子，氯离子引起不锈钢应力腐蚀、腐蚀性离子，氯离子引起不锈钢应力腐蚀、点蚀点蚀 硫酸根是硫酸

10、盐还原菌的营养源硫酸根是硫酸盐还原菌的营养源 不锈钢设备：氯离子不锈钢设备：氯离子700mg/L（2000化工标） 300mg/L（95国标） 硫酸根氯离子硫酸根氯离子1500mg/L控制腐蚀的措施控制腐蚀的措施 采用耐腐蚀的金属和合金采用耐腐蚀的金属和合金 用耐腐蚀的材料涂覆用耐腐蚀的材料涂覆 提高循环水的提高循环水的pH 电子处理电子处理 与电化学保护与电化学保护 添加缓蚀剂添加缓蚀剂 垢与腐蚀产物轻松一刻水质报表中与微生物有关的指标水质报表中与微生物有关的指标 余氯、异养菌数、铁细菌、硫酸盐还原菌余氯、异养菌数、铁细菌、硫酸盐还原菌 循环水中细菌的控制循环水中细菌的控制 危害危害: :

11、微生物产生粘泥和沉积物微生物产生粘泥和沉积物 带来严重的腐蚀带来严重的腐蚀 要求要求: : 循环水中，余氯循环水中，余氯 0.51mg/L，保持两个，保持两个小时；异养菌数小时；异养菌数 1.0105个个/ml/ml ，铁细菌，铁细菌 100个个/ml/ml ，硫酸盐还原菌，硫酸盐还原菌 50个个/ml/ml 。循环水中的微生物循环水中的微生物 藻类藻类 ：蓝藻、绿藻和硅藻蓝藻、绿藻和硅藻 真菌腐蚀真菌腐蚀 脚气食品发霉 细菌细菌 （异养菌）（异养菌） 产粘泥细菌产粘泥细菌 腐蚀性细菌：硫酸盐还原菌腐蚀性细菌：硫酸盐还原菌 、硝化细菌、硝化细菌、铁细菌铁细菌 微生物生长带来的危害微生物生长带来

12、的危害 产生大量粘泥，降低换热器的冷却效果，恶化产生大量粘泥，降低换热器的冷却效果，恶化水质条件水质条件 使水质稳定剂失效使水质稳定剂失效 微生物粘泥使缓蚀阻垢剂因无法到达金属表面微生物粘泥使缓蚀阻垢剂因无法到达金属表面 某些缓蚀阻垢剂成为一些微生物的营养源而被分解某些缓蚀阻垢剂成为一些微生物的营养源而被分解 引起设备的腐蚀引起设备的腐蚀 影响人体健康和产品质量影响人体健康和产品质量水质分析结果与问题分析 微生物的判断微生物的判断余氯余氯 0-1mg/L 0-1mg/L 细菌总数细菌总数10105 5个个mlml 粘泥量粘泥量2ml/mHEDP ATMP六偏磷酸钠逆流塔横流塔双曲线塔（自然通风

13、）问题：水质指标超标了怎麽办？ 总磷低-加药 浊度高-排污、旁滤、杀菌、加药 钙硬度加碱度高-排污 异养菌高- 铜离子高- 腐蚀速率高-影响浓缩倍数的主要原因分析影响浓缩倍数的主要原因分析 部分循环水系统设计不合理导致浓部分循环水系统设计不合理导致浓缩倍数低缩倍数低 冬、夏季蒸发量差异导致浓缩倍数冬、夏季蒸发量差异导致浓缩倍数的差异的差异 部分循环水温差小导致浓缩倍数低部分循环水温差小导致浓缩倍数低部分循环水系统设计不合理导部分循环水系统设计不合理导致浓缩倍数低致浓缩倍数低 具体表现在以下两点： 1） 系统没有旁滤设备，导致系统浊度超标，不得不强制排污； 2）系统容量大、循环量小、温差小的循环

14、水。部分循环水温差小导致浓部分循环水温差小导致浓缩倍数低缩倍数低 循环水系统温差直接影响系统水的蒸发量，温差小，系统水的蒸发量就小，特别在冬季，由于环境温度低，浓缩倍数就上不去。假定循环水量R为10000t/h，系统不强制排污，仅靠旁滤过滤器排污，排污量为20t/h，温差与浓缩倍数的关系见表4。 表4 温差与浓缩倍数的关系 T， 4 8 排污量B，t/h 20 20 浓缩倍数 4.4 7.9 由此可见，对一些温差较小的系统，即使不人为排污，浓缩倍数也很难上去。冬、夏季蒸发量差异导致浓缩冬、夏季蒸发量差异导致浓缩倍数的差异倍数的差异 环境温度的差异导致了循环水系统蒸发量的不同，蒸发量E=RT/，其中R:循环水量；：蒸发潜热；T：温差；设定循环水量为10000吨/小时,温差8，冬季和夏季的蒸发量比较差别将近一倍，具体数据见表2。 表2 冬季和夏季的循环水蒸发量比较 -10 0 20 40 1/ 0.0008 0.001 0.0014 0.0016 蒸发量，吨/小时 64 80 112 128 由于大部分循环水系统有旁滤系统，而旁滤