產品名稱:循環冷卻水處理
    冷卻水在循環系統中不斷循環使用,由于水的溫度升高,水流速度的變化,水的蒸發,各種無機離子和有機物質的濃縮,冷卻塔和冷卻水池在室外受到陽光照射、風吹雨淋、灰塵雜物的進入,以及設備結構和材料等多種因素的綜合作用,會產生比直流系統更為嚴重的沉積物的附著、設備腐蝕和微生物的大量滋生,以及由此形成的粘泥污垢堵塞管道等問題。

1.1循環冷卻水使用后的弊主要表現在以下五個方面:

①對于涼水塔周邊污染物的吸收及累積;

②細菌及生物粘泥大量產生;

金屬腐蝕性急劇上升;

泄露介質污染水系統進而造成全部冷卻器管網的結垢或腐蝕;

⑤污染物不易消減。

1.2敞開式循環冷卻水系統產生的問題

1.2.1沉積物的析出和附著

    一般天然水中都溶解有重碳酸鹽,這種鹽是冷卻水發生水垢附著的主要成分。

在循環冷卻水系統中,重碳酸鹽的濃度隨著蒸發濃縮而增加,當其濃度達到過飽和狀態時,或者在經過換熱器傳熱表面使水溫升高時,會發生下列反應:

Ca(HCO3)2 =CaCO3 + CO2 +H2O

CaCO3沉積在換熱器傳熱表面,形成致密的碳酸鈣水垢,它的導熱性能很差。不同的水垢其導熱系數不同,但一般不超過1.16W/m·K),而鋼材的導熱系數為45 W/m·K)。

1.2.2設備腐蝕

    循環冷卻水系統中,大量的設備是金屬制造的換熱器。對于碳鋼制成的換熱器,長期使用循環冷卻水,會發生腐蝕穿孔,其腐蝕的原因是多種因素造成的。

1.2.3冷卻水中溶解氧引起的電化學腐蝕

   敞開式循環冷卻水系統中,水與空氣能充分地接觸,因此水中溶解的O2可達飽和狀態。當碳鋼與溶有O2的冷卻水接觸時,由于金屬表面的不均一性和冷卻水的導電性,在碳鋼表面會形成許多腐蝕微電池,微電池的陽極區和陰極區分別發生下列的氧化反應和還原反應:

在陽極區 Fe=Fe2+ +2e

在陰極區 1/2 O2+ H2O +2e =2OH-

在水中 Fe2+ + 2OH- = FeOH2

FeOH2 =FeOH3

這些反應,促使微電池中的陽極區的金屬不斷溶解而被腐蝕。

1.2.4有害離子引起的腐蝕

    循環冷卻水在濃縮過程中,除重碳酸鹽濃度隨濃縮倍數增長而增加外,其他的鹽類如氯化物、硫酸鹽等的濃度也會增加。當Cl-SO2-4離子濃度增高時,會加速碳鋼的腐蝕。Cl-SO2-4會使金屬上?;つさ謀;ば閱さ謀;つ芙檔?,尤其是Cl-的離子半徑小,穿透性強,容易穿過膜層,置換氧原子形成氯化物,加速陽極過程的進行,使腐蝕加速,所以氯離子是引起點蝕的原因之一。

對于不銹鋼制造的換熱器,Cl-是引起應力腐蝕的主要原因,因此冷卻水中Cl-離子的含量過高,常使設備上應力集中的部分,如換熱器花板上脹管的邊緣迅速受到腐蝕破壞。循環冷卻水系統中如有不銹鋼制的換熱器時,一般要求Cl-的含量不超過300mg/L。

對于碳鋼而言,S2-、油污、酸、堿的腐蝕是劇烈的,尤其是S2-引發的一系列生化腐蝕極易造成管道的大面點蝕穿孔,其對金屬的腐蝕能力遠大于Cl-、SO2-4等離子。

1.2.5微生物引起的腐蝕

微生物的滋生也會使金屬發生腐蝕。這是由于微生物排出的粘液與無機垢和泥砂雜物等形成的沉積物附著在金屬表面,形成氧的濃差電池,促使金屬腐蝕。此外,在金屬表面和沉積物之間缺乏氧,因此一些厭氧菌(主要是硫酸鹽還原菌)得以繁殖,當溫度為2530℃時,繁殖更快。它分解水中的硫酸鹽,產生H2S,引起碳鋼腐蝕,其反應如下:

SO2-4 +8H++8e=S2-+4 H2O +能量(細菌生存所需)

Fe2+ + S2 -=FeS

鐵細菌是鋼鐵銹瘤產生的主要原因,它能使Fe2+氧化為Fe3+,釋放的能量供細菌生存需要。

細菌

Fe2+ = Fe3+ +能量(細菌生存所需)

1.2.6微生物的滋生和粘泥

    冷卻水中的微生物一般是指細菌和藻類。在新鮮水中,一般來說細菌和藻類都較少。但在循環水中,由于養分的濃縮,水溫的升高和日光照射,給細菌和藻類創造了迅速繁殖的條件。大量細菌分泌出的粘液像粘合劑一樣,能使水中飄浮的灰塵雜質和化學沉淀等粘泥附在一起,形成粘糊糊的沉積物粘附在換熱器的發熱表面上,有人稱之為生物粘呢,也有人把它叫做軟垢。

粘泥積附在換熱器管壁上,除了會引起腐蝕外,還會使冷卻水的流量減少,從而降低換熱器的冷卻效率;嚴重時,這些生物粘泥會將管子堵死,迫使停產清洗。

    如前所述,冷卻水長期循環使用后,必然會帶來沉積物附著、金屬腐蝕和微生物滋生這三個問題,而循環冷卻水處理就是通過水質處理的辦法解決這些問題。這樣做法的好處如下:

①穩定生產

    沒有沉積物附著、腐蝕穿孔和粘泥堵塞等危害,冷卻水系統中的換熱器就可以始終在良好的環境中工作。循環冷卻系統由于能夠有效地控制污垢的沉積和生長,保證了傳熱效率,污垢熱阻值一般定為萬分之三以下。良好的傳熱效率為延長生產周期創造了條件。國內外有很多管理水平較高的工廠可連續生產400天左右。

②節藥水資源

    一般合理利用的循環水可節藥96%以上的用水量,循環水裝置的投資612個月就可以得到回收。例如在日產千噸合成氨的工廠中,每小時直流冷卻水的用量是220003。如果用循環冷卻水,其補充水量一般只需550~8803/時。因此,循環冷卻系統節約了96~97.5%的用水量。

③減少環境污染

直流冷卻水系統直接從水源抽取冷水用于冷卻,然后又將溫度升高了的熱水再排放到水源中去。將廢熱帶到水源中形成熱污染,用循環水可減95%以上的熱污染。

④節約鋼材

提高經濟效益;處理效果良好的化工企業冷卻器一般使用壽命可達46年,遠高于23年的一次水冷卻器使用期限。

減少設備的體積

    熱交換器的污垢熱阻值若按千分之三設計時,其傳熱面積將比污垢熱阻值,按萬分之三設計時大數倍。因此采用循環冷卻水系統可使熱交換器體積縮小。這也就是為什么日產千噸的新氨廠比日產三百三十噸的老氨廠產量提高了三倍,而占地面積卻減少了十倍的原因之一。熱交換器體積減小還節約大量的鋼材。

循環冷卻系統中投加緩蝕劑可以有效地控制腐蝕,降低了對熱交換器的材質要求。

我公司推薦藥劑有:A-2300緩蝕阻垢劑;A-4200氧化型殺菌滅藻劑;A-4300非氧化型殺菌滅藻劑;A-1300除垢清洗劑;A-1200前處理預膜劑。

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