循环水处理结垢与沉积控制

循环水处理结垢与沉积控制第1页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-022敞开式循环冷却水系统产生的问题三大问题：腐蚀沉积生物附着腐蚀产物沉积物下腐蚀滋生地点尘粒附着代谢产物滋生地点第2页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-023沉积物的分类水垢污垢：

1、淤泥

2、腐蚀产物

3、生物沉积物第3页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-024水垢Ca(HCO3)2

ΔCaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2+2OH-CaCO3+2H2O+CO32-CaCl2+CO32-CaCO3+2Cl-2PO43-+3Ca2+Ca3(PO4)2CaSO4、MgSiO3、Al2O3.SiO2、Zn3(PO4)2、FePO4、CaO.MgO.2(SiO2)、SiO2第4页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-025

溶解度

温度水垢溶解特性－反溶解性第5页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-026

水垢的形成机理

水

可溶解矿物质

分散溶解

过渡饱和

晶核形成

晶体成长

水垢第6页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0270.0010.0010.0100.0100.1000.100垢的厚度(英寸)00101020203030404050506060707080809090100100

水垢对传热效率的影响

SiO2粘土(高岭土)CaSO4CaCO3Al2O3传热系数减少率，％第7页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-028污垢体积较大，质地疏松稀软，又称软垢。是引起垢下腐蚀的主要原因。是某些细菌如厌氧菌生存和繁殖的温床。一般是由颗粒细小的泥砂、尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、杂物碎屑、腐蚀产物、油污、特别是菌藻的尸体及其粘性分泌物等组成。第8页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-029

热交换管的总热阻

温度梯度5X壳层交换管

总热阻

管侧流体

管侧沉积物管壁金属

壳层

沉积物

壳层流体lr+Ut=rtfrmrsfrs+++第9页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0210水垢析出的判断（一）、碳酸钙析出的判断

1、饱和指数（L.S.I）：水的实际pH值与其碳酸钙饱和pH值（以pHS表示）的差值。即L.S.I=pH－pHS。L.S.I：>0结垢、=0稳定、<0腐蚀pHS的简化计算公式：（A.B.C.D可查表得到）

pHS=（9.7+A+B）－（C+D）

A：总溶解固体系数；B：温度系数；

C：钙硬度系数；D：总碱度系数。第10页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0211水垢析出的判断（一）、碳酸钙析出的判断

2、稳定指数（R.S.I）：水体碳酸钙饱和pH值（以pHS表示）的2倍与其实际pH值的差值。即R.S.I=2pHS－pH。R.S.I：<6结垢、=6稳定、>6腐蚀第11页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0212水垢析出的判断（一）、碳酸钙析出的判断

3、结垢指数（P.S.I）：水体碳酸钙饱和pH值（以pHS表示）的2倍与其平衡pH值（以pHeq表示）的差值。即P.S.I=2pHS－pHeq。P.S.I：<6结垢、=6稳定、>6腐蚀pHeq=1.465lgM+4.45；

M：系统中水的总碱度（以CaCO3表示），ppm第12页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0213水垢析出的判断（一）、碳酸钙析出的判断

4、临界pH结垢指数：用实验方法测出结垢时水的真实pH值，将其称为临界pH值，以pHC表示。一般pHC=pHS+（1.7～2.0）判断：水体实际pH值大于它的临界pH时就会结垢。第13页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0214水垢析出的判断（二）、磷酸钙析出的判断磷酸钙的饱和pH（pHS）计算：钙因素、磷酸盐因素、温度因素均可查表获得。水的实际pH－磷酸钙饱和pH：

1、>0，预示磷酸钙有沉淀的可能；

2、<0，磷酸钙有溶解的倾向。实际应用时，常控制其差值在1.5以下。第14页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0215水垢析出的判断（三）、硅酸盐垢析出的判断限制冷却水中SiO2的含量，一般<175ppm控制硅酸镁浓度积：

[Mg2+][SiO2]<15000[Mg2+]－镁离子的浓度（以CaCO3计），ppm[SiO2]－硅酸浓度（以SiO2计），ppm第15页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0216沉积物的控制一、水垢的控制（一）、从冷却水中除去成垢的钙离子

1、离子交换树脂法

2、石灰软化法（二）、降低冷却水pH，稳定重碳酸盐

1、加酸

2、通CO2（三）、投加阻垢剂第16页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0217pHpH对沉淀作用的影响沉淀作用第17页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0218沉积物的控制二、污垢的控制

1、降低补充水浊度

2、做好循环冷却水水质处理

3、投加分散剂

4、增加旁滤设备第18页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0219阻垢剂及分散剂一、聚磷酸盐

1、三聚磷酸钠

2、六偏磷酸钠原理：破坏了碳酸钙等晶体的正常生长过程，从而阻止了碳酸钙水垢的形成。缺点：在水中会发生水解，生成正磷酸盐，水解速率随着浓度和温度升高而加快，pH大于7.5或小于6.5时，水解速度也会加快。第19页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0220阻垢剂及分散剂二、有机膦酸1、ATMP（氨基三甲叉膦酸）2、EDTMP（乙二胺四甲叉膦酸）3、HEDP（羟基亚乙基二膦酸）4、DTPMP（二亚乙基三胺五亚甲基膦酸）第20页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0221阻垢剂及分散剂三、膦羧酸PBTCA（2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸）

1、阻垢性能优于有机膦酸

2、不易形成难溶的有机膦酸钙

3、高剂量使用是一种高效缓蚀剂

4、与锌盐和聚磷酸盐复配可产生良好协同效应第21页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0222阻垢剂及分散剂四、有机磷酸酯

1、抑制硫酸钙垢的效果较好，但抑制碳酸钙的效果较差。

2、比聚磷酸盐难水解，比有机磷酸容易水解。

3、对含油污冷却水的水质控制能保持良好的缓蚀、阻垢作用，有着特殊的效果。

4、对水生动物毒性很低，水解后的产物可以生物降解，对环境没有什么影响。第22页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0223阻垢剂及分散剂五、聚羧酸

1、PAA（聚丙烯酸）

2、聚甲基丙烯酸

3、丙烯酸与丙烯酸羟丙酯共聚物

4、丙烯酸与丙烯酸酯共聚物

5、HPMA（水解聚马来酸酐）

6、马来酸酐-丙烯酸共聚物

7、苯乙烯磺酸-马来酸（酐）共聚物第23页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0224聚合物被吸附到悬浮物表面使悬浮物表面带负电荷而相互排斥-----相互排斥-------------第24页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0225抑制CaCO3

能力

1100ppmCa;pH8.6;Temp70℃;LSI2.95第25页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0226抗卤素性能抗卤素性能余氯量,ppm阻垢率，％1107ppmCa;pH8.6;Temp70℃506070809010002510AHEDP第26页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0227第27页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0228第28页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0229阻垢剂及分散剂六、天然分散剂在尚未发展聚合物沉淀控制剂，曾采用丹宁、木质素、磺化木质素、磺化丹宁酸、淀粉、改性淀粉和CMC（羟甲基纤维素）等天然有机物质作为分散剂，控制水垢的生成。七、表面活性剂第29页，课件共31页，创作于2023年2月2004-02-0230表面活性剂非离子型

1、适合于被长链烃油污染的水体

2、有微生物污染时也能很好地发挥作用

3、作为生物杀灭剂或氯的