循环冷却水的化学处理基本知识

循环冷却水的化学处理基本知识第1页/共44页对于你的冷却设备主要问题?如何判定发生了腐蚀、结垢、微生物垢问题？冷却设备的材质－黄铜-含铜和锌的合金-可能的问题?每天看水质分析结果和挂片监测相结合．第2页/共44页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)

2COD

1次/d≤10mg/l

3Ca2+

1次/d

75mg/l≤Ca2+≤500mg/l

4浊度1次/d≤10FTU

5pH

2次/d

8.0～9.0

6药剂浓度4-6次/d总磷2.0～3.0mg/L

7异养菌总数2次/7d≤1.0×105个/ml

8生物粘泥2次/7d≤4ml/m3

9浓缩倍数1次/d

3.0～6.0

10Cu2+

2次/7d

<0.1mg/L

11铜腐蚀速率月度≤0.005mm/a第3页/共44页水质指标重要指标：1.与结垢有关的指标钙硬度+总碱度、端差、药剂量(总磷、正磷、锌盐)2.与腐蚀有关的指标总铁、铜离子、药剂量(总磷、正磷、锌盐)、氯离子与硫酸根、总溶固、电导率、余氯、3.腐蚀结垢相关的指标浊度与悬浮物、药剂量(总磷、正磷、锌盐)、余氯、异养菌数、4.药剂控制总磷（２－３mg/L）余氯(0.2-0.5mg/L)5.与污水回用及泄漏有关的指标含油量、溶解氧、氨第4页/共44页水质分析如何从分析结果看腐蚀结垢倾向1.与结垢有关的指标钙离子与硬度、总碱度与pH值、主要的垢?碳酸钙垢、磷酸钙垢、锌垢、铁垢、微生物垢：第5页/共44页控制碳酸钙垢形成的指标

钙硬

+总碱度<1000mg/L总碱度包括碳酸氢根、碳酸根、氢氧根，主要为碳酸氢根总碱度和pH高抑制腐蚀、产生硬垢不加酸，循环水钙硬＋总碱度<1000mg/L，pH约9加酸，总碱度60～160mg/L，pH约7.5～8.2第6页/共44页控制结垢的措施水的软化

加酸或通CO2气体

增加旁滤设备

电子处理

投加阻垢剂、分散剂

第7页/共44页阻垢剂的阻垢机理主要的阻垢剂：磷系、共聚物增溶机理

晶格畸变的机理分散机理自解脱膜机理

第8页/共44页自然界中的碳酸盐－水中的垢第9页/共44页循环水中金属的腐蚀

碳钢主要:氢（酸）腐蚀和由溶解氧而引起的腐蚀黄铜(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引起的电偶腐蚀

由氯离子而引起的腐蚀其它腐蚀因素第10页/共44页由溶解氧而引起的腐蚀阳极过程：M→M2＋＋2e（Fe－2e→Fe2＋）阴极过程：1/2O2＋H2O＋2e→2OH-

Fe2＋＋2OH-→Fe(OH)2

4Fe(OH)2

＋2H2O＋O2→4Fe(OH)3第11页/共44页电偶腐蚀-封头处异类材料连接在一起，由于电极电位不同而发生的电化学腐蚀。发生电偶腐蚀时,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：Fe－2e→Fe2＋

阴极过程：Cu2＋＋2e→Cu第12页/共44页由氯离子而引起的腐蚀（螺栓处）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碳钢快得多

第13页/共44页其它腐蚀因素垢下腐蚀

－垢、杂物导致的腐蚀－氧浓差腐蚀磨损腐蚀

第14页/共44页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第15页/共44页水质报表中与腐蚀有关的指标总铁、铜离子氯离子与硫酸根、总溶固、电导率加药量(总磷、正磷、锌盐、余氯)浊度与悬浮物异养菌数第16页/共44页水质报表中总磷、正磷、锌盐药剂带入缓蚀阻垢剂正磷和锌盐的沉积对碳钢设备为主的循环水中，总磷3～9mg/L，正磷0～5mg/L，锌离子0～3mg/L对铜设备为主的循环水中，总磷0～3mg/L，第17页/共44页水质报表中的总铁补充水带入和系统腐蚀，包括三价铁和两价铁，以三价铁为主总铁高，加剧腐蚀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自然pH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。控制指标？要求<0.5mg/L第18页/共44页水质报表中的氯离子与硫酸根补充水带入，氯类杀菌剂、硫酸腐蚀性离子，氯离子引起不锈钢应力腐蚀、点蚀硫酸根是硫酸盐还原菌的营养源不锈钢设备：氯离子≤700mg/L（2000化工标）≤300mg/L（95国标）硫酸根＋氯离子≤1500mg/L第19页/共44页控制腐蚀的措施采用耐腐蚀的金属和合金

用耐腐蚀的材料涂覆

提高循环水的pH

电子处理与电化学保护添加缓蚀剂

第20页/共44页垢与腐蚀产物第21页/共44页轻松一刻第22页/共44页水质报表中与微生物有关的指标

余氯、异养菌数、铁细菌、硫酸盐还原菌循环水中细菌的控制危害:

微生物产生粘泥和沉积物带来严重的腐蚀要求:

循环水中，余氯0.5～1mg/L，保持两个小时；异养菌数1.0×105个/ml

，铁细菌100个/ml

，硫酸盐还原菌50个/ml

。第23页/共44页循环水中的微生物藻类：蓝藻、绿藻和硅藻

真菌腐蚀－脚气食品发霉细菌

（异养菌）产粘泥细菌

腐蚀性细菌：硫酸盐还原菌、硝化细菌、铁细菌

第24页/共44页微生物生长带来的危害产生大量粘泥，降低换热器的冷却效果，恶化水质条件

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

影响人体健康和产品质量第25页/共44页水质分析结果与问题分析微生物的判断余氯0-1mg/L细菌总数<105个／ml

粘泥量<2ml/m3物料泄漏水质指标突然异常pH升高或降低COD、TOC增大细菌数控制不住余氯没有第26页/共44页控制微生物生长的方法

选用耐蚀材料

做好水质清洁工作

采用杀生涂料

阴极保护

清洗防止阳光照射

噬菌体法添加杀生剂

第27页/共44页常用的杀生剂氧化性：氯系列：氯气、次氯酸钠、漂白粉、漂粉精、二氧化氯、二氯异腈尿酸、三氯异腈尿酸、臭氧、溴及溴化物、过氧化物非氧化性：季铵盐：1227、1427有机胺类

有机硫化合物

铜盐异噻唑啉酮如何使用？第28页/共44页如何合理使用杀菌剂氧化性：每天投加－西药非氧化性：夏季每月二次冬季每月一次使用原则：交替用，防止产生抗药性．第29页/共44页与腐蚀、结垢、微生物有关的指标－浊度定义：水中含有的悬浮及胶体状态的微粒，导致水中产生的混浊度。浊度≤10.0mg/L，浊度≤25.0mg/L。循环水浊度增大是由多种原因造成的：（1）原水处理效果不好，补充水浊度高；（2）物料泄漏到循环水中；（3）水处理药剂的阻垢效果不好，系统水中有CaCO3晶体等；（4）细菌控制效果不理想，和水中悬浮物一起形成菌胶团。因此，可以通过测定浊度反映循环水情况，从而有针对性的解决循环水问题。(5)腐蚀产物第30页/共44页常用的循环水缓蚀剂铬酸盐、亚硝酸盐

钼酸盐、钨酸盐、水玻璃

锌盐

磷酸盐聚磷酸盐－六偏磷酸钠和三聚磷酸钠

有机多元膦酸

铜缓蚀剂：苯并三氮唑（ＢＴＡ）、甲基苯并三氮唑（ＴＴＡ）、巯基苯并噻唑（ＭＢＴ）

第31页/共44页常用的循环水阻垢缓蚀剂-有机多元膦酸氨基三甲基膦酸（ATMP）羟基乙叉二膦酸（HEDP）

乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP）二亚乙基三胺五亚甲基膦酸（DTPMP）

PAPEMP膦羧酸－PBTCA、HPAA

无机磷-六偏磷酸钠、磷酸盐耐温性的比较:PBTCA>HEDP>ATMP>六偏磷酸钠第32页/共44页逆流塔第33页/共44页横流塔第34页/共44页双曲线塔（自然通风）第35页/共44页问题：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-第36页/共44页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缩倍数低冬、夏季蒸发量差异导致浓缩倍数的差异部分循环水温差小导致浓缩倍数低

第37页/共44页部分循环水系统设计不合理导致浓缩倍数低

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、温差小的循环水。第38页/共44页部分循环水温差小导致浓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，℃48排污量B，t/h2020浓缩倍数4.47.9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。第39页/共44页冬、夏季蒸发量差异导致浓缩倍数的差异

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=R×△T/γ，其中R:循环水量；γ：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/γ0.00080.0010.00140.0016蒸发量，吨/小时6480112128由于大部分循环水系统有旁滤系统，而旁滤系统都要反冲洗，要损失一定的水量，相当于系统的排污，对温差较小的系统来讲，冬季系统的浓缩倍数就上不去，第40页/共44页表夏季和冬季循环水系统浓缩倍数比较

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