A. 工業循環水系統的主要危害是什麼,會造成什麼影響
工業循環冷卻水系統的連續運行,水的濃縮而導致水中各種離子濃度增大,相應的腐蝕、結垢等問題亦隨之發生。當補充水為工業新水時,由於鈣、鎂離子較多,如不進行水質穩定處理,會造成設備內部的結垢,降低換熱效率,嚴重時還會堵塞管路,帶來安全隱患;循環水系統為開路循環,水中溶解氧充分,溶氧腐蝕很容易進行,氯離子、硫酸根離子等也會對設備、管路等造成腐蝕;同時由於水中含有足夠的有機物和無機物,水溫達到25~35℃時,這些因素給微生物的生長繁殖提供了適宜的條件,微生物既能造成污垢沉積,又能造成腐蝕,在
敞開式循環冷卻水系統中,水垢、腐蝕和微生物危害習慣稱為三大危害。
1、沉積物的形成
水系統的傳熱面與管壁上形成的水垢和污垢,稱為沉積物,其形成通常有以下三種來源:水生沉積物,即懸浮固體物(如泥沙、塵土、細菌屍體、有機物等)因水流速度過低(小於1m/s)而沉積於系統中;外界的污染,如樹葉、羽毛、包裝袋等異物飄入系統中而沉積;水形成沉積物,即溶存固體物因溫度變化等因素,在系統中沉澱或結晶形成,通常將此類沉積物稱之為水垢。水形成沉積物的種類與成因如下。
1)碳酸鈣(CaCO3)
Ca2++2HCO3-→CaCO3↓+H2O+CO2↑
在大部分的冷卻水中都含有高濃度的重碳酸鈣,其溶解度相當低,很容易在熱交換器表面上形成碳酸鈣沉澱。碳酸鈣、碳酸氫鈣、氯化鈣、鎂化合物及硫酸鈣的溶解度如下表所示。
常見難溶物質溶度表
名稱 分子式 溶解度(以CaCO3計)/mg·L-1
在0℃ 在100℃
重碳酸鈣 Ca(HCO3)2 1620 分解
碳酸鈣 CaCO3 15 13
氯化鈣 CaCl2 336 000 554 000
硫酸鈣 CaSO4 1 290 1 250
重碳酸鎂 Ca(HCO3)2 37 100 分解
碳酸鎂 MgCO3 101 75
氯化鎂 MgCl2 362 000 443 000
硫酸鎂 MgSO4 170 000 356.000
碳酸鹽溶解在水中達到飽和狀態時,存在下列動態平衡:
Ca(HCO3)2=Ca2++2HCO3-
HCO3-=H++CO32-
CaCO3=Ca2++ CO32-
朗格利爾(Langlier)根據上述平衡關系,提出了飽和pH和飽和指數的概念,用以判斷碳酸鈣垢在水中是否會析出。
朗格利爾指出:
當L.S.I.>0時,碳酸鈣會析出,這種水屬於結垢型水;
當L.S.I.=0時,碳酸鈣不會析出,原有的碳酸鈣也不會被溶解,這種水屬於穩定型水;
當L.S.I.<0時,原來附著在換熱面上的碳酸鈣會被溶解,使碳鋼金屬表裸露在水中而腐蝕,這種水屬於腐蝕型水。
雷茲納(Ryznar)提出了穩定指數(R.S.I.)來進行碳酸鈣析出的判斷法,雷茲納通過實驗指出:
當(R.S.I.)=[2pHs-pH]<6 結垢
當(R.S.I.)=[2pHs-pH]=6 既不腐蝕也不結垢
當(R.S.I.)=[2pHs-pH]>6 腐蝕
帕科拉茲(Puckorius)認為水的總鹼度比水的實際測定pH能更正確地反映出冷卻水的腐蝕和結垢傾向,他認為將穩定指數中水的實際pH改為平衡pH(pHeq)將更切合實際生產。pHeq按下式計算:
pHeq=1.465lgM+4.54
式中:M—循環冷卻水的總鹼度
2)硫酸鈣(CaSO4)
硫酸鈣的溶解度比碳酸鈣約高出100倍,故硫酸鈣垢的形成機會較碳酸鈣垢少,但是一旦硫酸鈣垢沉積物形成,不容易將其清除。
通常情況是控制鈣離子濃度與硫酸鈣離子濃度(mg/L)的乘積不超過500000,即[Ca2+]×[SO42-]小於500000,則硫酸鈣的沉積物形成的機會很少。
3)氧化鐵
腐蝕的產物或水中含有的溶鐵在系統中氧化而形成氫氧化鐵或氧化鐵絮體,進而形成各種鐵的難溶氧化物或者其他難溶化合物。
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O
4)氧化硅
水中硅能與鎂、鈣形成不溶性的硅酸鹽沉積物。
Mg2++SiO2+H2O→MgSiO3↓+2H+
Ca2++SiO2+H2O→CaSiO3↓+2H+
在冷卻水系統中,硅含量通常控制在200 mg·L-1以下。
2、腐蝕的形成
由於和周圍介質相作用,使材料(通常是金屬)遭受破壞或使材料性能惡化的過程稱為腐蝕。
腐蝕是一種化學或電化學過程,水中金屬腐蝕類型有均勻腐蝕、點蝕、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕、微生物腐蝕及泡蝕、磨蝕等。最常見的包括均勻腐蝕、電偶腐蝕和微生物腐蝕、垢下腐蝕等。
1)均勻腐蝕
均勻腐蝕的特徵是化學反應發生在整個暴露表面或相當大的面積上,腐蝕以均勻速度進行,金屬越來越薄。循環水在中性或鹼性條件下運行,引起均勻腐蝕的主要原因是溶解氧的陰極去極化作用。鋼鐵中的鐵元素和碳元素構成簡單的原電池反應。
在陽極,鐵失去電子成為鐵離子進入溶液:
Fe→Fe2++2e-(陽極反應)
電子從陽極的鐵流向陰極碳,在陰極,溶解氧在碳上得到電子生成氫氧根離子:
O2+2H2O+4e-→4OH-(陰極反應)
在水中,陰極、陽極的產物結合生成氫氧化亞鐵沉澱:
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
溶解氧向金屬表面輸送使得腐蝕過程得以持續,這是決定腐蝕速度的一步,溶解氧還使得氫氧化亞鐵進一步氧化為二次產物氫氧化鐵:
4 Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
由於腐蝕產物的阻擋,水中溶解氧達到這個腐蝕點的速度減慢,形成腐蝕點四周的氧濃度大於腐蝕點的氧濃度,使得腐蝕點四周成為陰極,腐蝕點本身成為陽極,腐蝕繼續以氧濃差梯度腐蝕的方式進行。此時,腐蝕產生的亞鐵離子通過疏鬆的二次產物層向外擴散,當它遇到水中的OH-或者O2時,又產生新的二次產物,積累在原有的二次產物層中,因此二次產物層越積越厚,形成鼓包,鼓包下面越腐蝕越深,形成陷坑。
2)電偶腐蝕
電偶腐蝕又稱雙金屬腐蝕,當兩種不同的金屬浸在導電性水溶液中,兩種金屬之間通常存在電位差。如果這兩種金屬互相接觸或用導線連接,則電位差會驅使電子在他們之間流動,形成原電池。以銅材質和碳鋼材質接觸為例,電極反應如下:
陽極(Fe):Fe→Fe2++2e-
陰極(Cu):Cu2++2e-→Cu
與不接觸(導電)時相比,電位較低的金屬在接觸(導電)後腐蝕速度通常會顯著增加,而電位較高的金屬在接觸後腐蝕速度將下降。
3)其他因素
由於各種原因在金屬表面形成的粘泥的沉積,會產生垢下腐蝕,某些微生物的新陳代謝作用(如硫酸鹽細菌等)也會影響電化學腐蝕過程,促進腐蝕加速。
3、微生物危害的產生
循環冷卻水系統中微生物的種類和數量相當多,危害很大。主要類型包括好氧異養菌、硫酸鹽還原菌、鐵細菌、藻類、真菌、原生動物等。其造成的危害在循環冷卻水系統中是很嚴重的,與水垢、非微生物的電化學腐蝕比起來,其危害更勝一籌。微生物帶給系統的危害不外乎黏附和腐蝕,表現出來時往往和水垢、其他腐蝕的危害混和在一起,對於腐蝕和黏泥附著也不能嚴格分開。
1)微生物的腐蝕
微生物對金屬的腐蝕途徑大致包括以下幾種:1、產生腐蝕性物質,如好氧菌產生的有機或無機酸;2、造成氧濃差電池,如鐵細菌附著在金屬表面,氧化亞鐵離子生成高價的鐵化合物沉積在金屬表面形成結瘤,造成局部氧濃度下降;3、陰極或陽極的去極化作用加速腐蝕過程。
2)微生物黏泥與污垢沉積
微生物群體及其分泌物會形成膠黏狀物,這些黏泥很容易附著在設備上,造成沉積物的危害。實際上,系統中的沉積物很少是單一的微生物黏泥,而是以微生物黏泥為主,也含有一部分淤泥、水垢和腐蝕產物。
這些黏泥污垢的危害很大。由於其黏附特性,在水中起到架橋、絮凝的作用,使難溶性鹽類的懸浮晶粒長大,進而沉降在設備上;黏泥附著造成垢下腐蝕;黏泥使水冷器的污垢熱阻值增加,換熱器效率大大降低;黏泥附著部位的金屬無法接觸緩蝕阻垢劑等等。
B. 如何清洗集中供熱系統(中央空調)中的水垢
煙台翔宇空調製冷工程有限公司 6281366 13853567038 中央空調水系統清洗方法-物理清洗-化學清洗 中央空調水系統的清洗: 為提高換熱效率,防止或減少腐蝕,中央空調的冷卻水系統和冷凍水系統都應定期進行清洗,以除去金屬表面上的沉積物和殺滅微生物。 對於新建的中央空調,其冷卻水和冷凍水系統中的設備在製造加工、運輸儲存期間會發生腐蝕;帶入切削油、防銹油;在安裝過程中可能留下碎屑、油類、泥沙和雜質。因此,在投運之前冷卻水及冷凍水系統往往也需要清洗。 1、循環水系統的清洗范圍: 中央空調循環系統的清洗包括冷卻水系統的清洗和冷凍水系統的清洗。 冷卻水系統的清洗主要是清洗冷卻塔、冷卻水管道內壁、冷凝器換熱表面等的水垢、生物黏泥、腐蝕產物等沉積物。 冷凍水系統的清洗主要是清除蒸發器換熱表面、冷凍水管道內壁、風機盤管內壁和空氣調節系統內設備內部的生物黏泥、腐蝕產物等沉積物。 2、清洗方法: 對於中央空調循環水系統設備及管道的清洗而言,可採用物理和化學兩種方法來實施。 1)物理清洗 (1)分類 物理清洗只能將循環水系統分成如設備、管道等幾個部分清洗。主要清洗方法有用鋼絲刷拉刷、用專用刮刀滾刮、高壓水射流清洗等。並且這些方法主要適用於水冷式冷凝器和管殼式蒸發器。 用鋼絲刷拉刷清洗,適用於水冷式冷凝器和管殼式蒸發器的清洗。將水冷式冷凝器或蒸發器的兩端鳳蓋拆下,用螺旋形鋼絲刷塞入換熱管內反復拉刷,然後再用略小於換熱管內徑的圓棒塞進換熱管內拉捅,邊拉捅邊用自來水沖洗。 用專用刮刀滾刮 自製一把專用刮刀,一端接在軟軸上,另一端接在電動機軸上,將水冷式冷凝器或管殼式蒸發器兩端風蓋拆下,將專用刮刀插入換熱管內,開動電動機,使專用刮刀在管內邊滾邊刮,並用自來水沖洗,使刮下的水垢和其他沉積物隨壓力水沖掉。 高壓水射流清洗 此方法還可用於清洗管道等設備。在清洗換熱器時,須將換熱器兩端封頭拆下,用高壓水槍逐根清洗換熱管。對於管道,則可採用有撓性槍頭的高壓水射流清洗。 對於空冷式冷凝器,可採用刷洗和吹除法進行清洗。刷洗法適用毛刷蘸70攝氏度左右的溫水進行洗刷。當冷凝器外表附著油污時,可在溫水中加適量的鹼或洗潔精等。清洗完畢後,用自來水沖淋。吹除法是利用空氣壓縮機產生壓縮空氣(0.4--0.6MPa)將冷凝器外表的附著物吹除,同時也可用毛刷等清洗。利用吹除法清洗冷凝器時,應注意保護翅片、換熱管等,不可硬物敲擊。 (2) 優缺點 物理清洗有以下優點:可以省去葯劑清洗時的葯劑費用;避免了化學清洗後的清洗廢液、帶來的排放或出來的的問題;不易引起被清洗設備的腐蝕。 物理清洗的缺點 一部分物理清洗方法需要在水系統中斷運行後才能進行;清洗操作比較費工;有些方法容易引起設備表面的損傷。 2)化學清洗 化學清洗是通過化學葯劑的作用,使被清洗設備中的沉積物溶解、疏鬆、脫落或剝離的一類方法。化學清洗也常用物理清洗相配合使用。 (1)分類 人們往往從不同的角度對中央空調的水系統的化學清洗進行分類 a 按清洗方式,中央空調的水系統的化學清洗可分為循環法和浸泡法。 循環法是一種使用最為廣泛的方法。利用臨時清洗槽等方法,使清洗設備形成一個閉合迴路,清洗液不斷循環,沉積層等不斷受到新鮮清洗液的化學作用和沖刷作用而溶解和脫落。 浸泡法適用於一些小型設備和被沉積物堵死、而無法將清洗液進行循環的設備。 b 根據使用的清洗劑,中央空調水系統的化學清洗可分為鹼洗、酸性、殺菌滅藻 c 按清洗的對象,中央空調水系統的化學清洗可分為單台設備清洗和全系統清洗。 d 按是否停機,中央空調水系統的化學清洗可分為停機清洗和不停機清洗。 不停機清洗指的是清洗液循環過程中,製冷機組仍處於開機狀態,清洗液作為冷卻水或冷凍水,在空調系統內部管線中循環。 (2) 化學清洗的優缺點 化學清洗的優點 :沉積物等能夠被徹底清除,清洗效果好;可以進行不停機清洗,以保證製冷(或供暖)的照常進行;清洗操作比較簡單。 化學清洗的缺點: 易對金屬產生腐蝕;產生清洗廢液,易發生二次污染;清洗費用相對較高。 3、循環水系統停機化學清洗的程序: 1)酸性化學清洗 中央空調停運後, 冷卻水系統和冷凍稅系統的清洗可用採取單台設備清洗方式或全系統清洗方式。但無論如何單台設備清洗還是全系統清洗,一般都使用清洗槽和清洗泵將單台設備或原系統(可使用系統的水泵)構成一個閉合迴路進行循環清洗。清洗一般按下列程序進行; 水沖洗-- 殺菌滅藻清洗 ---鹼洗---鹼洗後水沖洗---酸洗---酸洗後水沖洗----漂洗---(中和)鈍化--封存或(中和)預膜--運行 (1)水沖洗(檢漏)水沖洗的目的是用大流量的水盡可能的沖洗掉系統中的灰塵、泥沙、脫落的藻類及腐蝕產物等一些疏鬆的污垢,同時檢查臨時系統的泄漏情況。 沖洗時水的流速以大於0.15m/s為宜,必要時可做正反方向切換。沖洗合格後,排盡系統內的沖洗水。必要時可注入60--70℃的熱水,用手觸摸檢查系統中有無死角、氣阻、短路等現象。 (2)殺菌滅藻清洗 殺菌滅藻清洗的目的是殺死系統內的微生物,並使設備表面附著的生物黏泥剝離脫落。 排盡沖洗水後注水充滿系統並循環,加入適當的殺生劑循環清洗。當系統內有濁度趨於平衡時即可結速清洗。 (3)鹼洗 鹼洗的目的是除去系統內的油污,以保證酸洗均勻(一般當系統內有油污時才需要進行鹼洗,新建設備一般需要)。 注水充滿系統並用泵循環加熱,加入各各鹼洗葯劑,維持一定溫度,循環清洗,當系統中鹼洗液的鹼度曲線,油含量曲線基本趨於平緩時即可結速鹼洗。 在鹼洗過程中,應定時測試鹼洗液的鹼順應式結構,油含量,溫度等。 (4)鹼洗後的水沖洗 鹼洗後的水沖洗是為了除去系統內殘留的鹼洗液,並使部分雜質被帶走.鹼洗液排出後,及時注入溫水沖洗,使系統呈中性或微鹼性狀態,當pH值曲線趨於平緩,濁度達到一定要求時,水沖洗即可結束。 在沖洗過程中,需測試排出口沖洗液的pH值和濁度。 (5)酸洗 酸洗的目的是利用酸洗液與水垢和金屬氧化物進行化學反應,生成可溶性物質而除去。 為抑制和減緩酸洗液對金屬的腐蝕,在酸洗液中常需添加適當的緩蝕劑。鹼洗後的沖洗水排出後,將配製的酸洗溶液用清洗泵打入系統中,確認充滿後用泵進行循環沖洗.可能時可切換清洗液的循環方向,並在最高點放空和底部排污,以避免產生氣阻和導淋堵塞,影響清洗效果。 清洗過程中應定期(一般1次/30min)測試酸洗液中酸的濃度,金屬離子(Fe2+,Fe3+,Cu2+)濃度,溫度,pH值等。當金屬離子濃度曲線趨於平緩時,既為酸洗終點。 (6)酸洗後的水沖洗 此次水沖洗是為了除去殘留的酸洗液和系統內脫落的固體顆粒,以便漂洗和鈍化處理(或預膜). 將酸洗液排出,並用大量的水對全系統進行開路清洗,不斷輪換開啟系統各導淋,以使沉澱在短管內的雜物,殘液排出. 沖洗過程中,應每隔10min測定一次排出的沖洗液的pH值,當接近中性時停止沖洗. (7)漂洗 漂洗的目的是利用低濃度的酸洗液清洗系統內在水沖洗過程中形成的浮銹,使系統總鐵離子濃度降低,以保證鈍化效果. 漂洗實際上是一個低濃度酸洗過程.漂洗過程中也應測試漂洗液濃度,金屬離子濃度,溫度和pH值等.當總鐵離子濃度曲線趨於平緩時,即可結束漂洗. (8)中和鈍化(或預膜) a.鈍化 在金屬表面上形成能抑制金屬溶解過程的電子導體膜,而這層膜本身在介質中的溶解度又很小,以至它能使金屬的陽極溶解速度保持在很小的數值上,則這層表面膜稱為鈍化膜.在金屬表面形成完整的鈍化膜的過程,叫鈍化. 金屬設備或管道經過酸洗後,其金屬表面處於十分活潑的活性狀態,它很容易重新氯氧結合而被氧化返銹.因此,設備或管道在清洗後如暫時不使用,則需要進行鈍化處理,然後加以封存. 漂洗結束後,若溶液中鐵含量小於500mg/L時,可直接用氯水調節pH值到合適范圍,再加入鈍化葯品進行鈍化.若鐵含量大於500mg/L時,則應稀釋漂洗液至溶液中含鐵離子小於500mg/L,再進行鈍化鈍化過程中應不斷進行高壓排空和低點排污,以排除氣阻,避免死角,確保鈍化效果. b.預膜 當空調清洗後馬上就投運時,漂洗後可直接進行預膜而不必鈍化. 預膜的目的是讓清洗後尤其是酸洗後處於活化狀態下的新鮮金屬表面上,或其保護膜曾受到重大損傷的金屬表面上,在投入正常運行之前預先生成一層完整而耐蝕的保護膜. 補加水使漂洗液中鐵離子濃度低於500mg/L,並加中和葯劑使pH值趨於中性,然後迅速加入預膜葯劑進行預膜. 在化學清洗過程中,各階段排除的化學清洗液必須經過處理達標後才可排放. 2)絡合清洗: 絡合清洗是用已二胺四乙酸二鈉鹽等絡合劑和成膜劑通過絡合化學反應,來完全溶解循環水系統內各類污垢達到清洗目的的,是一種溫和的逐層溶解污垢的清洗,解決了傳統酸洗過程中污垢成片脫落發生的堵管現象,也能避免酸洗對設備材質的腐蝕損傷. 絡合清洗過程沒有氣體產生,無毒,無味,排放液不會污染環境,絡合清洗腐蝕率低,[<0.26g/(m2h),小於水的腐蝕率],設備清洗過程安全,清洗後沒有事故隱患,不會發生"氫脆","過洗","電腐蝕",垢快堵塞等現象. 由於機組循環水系統管徑很細,用常規酸洗脫落垢快大,易堵塞管道;而部分管路採用異材聯接.用常規酸洗會發生電化學腐蝕,易造成管路連接處斷裂及設備腐蝕穿孔泄露,而絡合清洗時污垢是逐層以粉末狀脫落,不堵塞管道,絡合清洗對金屬腐蝕性很小。所以採用絡合清洗解決了常規酸洗易產生的問題。 絡合清洗可採用不停機清洗和停機清洗兩種方式進行。不停機清洗時在機組正常運行狀態下,加入清洗劑,使清洗劑作為冷卻水或冷凍水在空調系統內部依靠空調機組進行循環清洗,不影響機組正常的運行。冷卻水系統利用冷卻塔底部水槽作為配液槽,各種清洗葯劑直接加入配液槽進行清洗;冷凍水系統則需利用膨脹水箱或外接配液槽的方式進行加葯清洗。絡合清洗一般採用在冷凍水循環水泵入口前加裝可控專用清洗泵站,利用清洗泵站中的配液槽加入各種清洗劑進行清洗。不停機清洗不需要鈍化和除油鹼洗。其清洗步驟為:殺菌滅藻清洗——〉絡合除垢清洗——〉凈洗中和清洗——〉預膜。 絡合除垢清洗時先向循環水中加入適量的銅保護劑,再將絡合除垢劑緩慢地加入,速度以絡合劑溶解為度。投加量控制在PH值為3.0左右進行絡合清洗,在清洗中要根據系統情況對液體走向,流速加以控制和調整,並每2h對清洗液進行一次監測.以總鐵曲線和PH值曲線趨於平緩時作為清洗終點.向系統中補加新鮮水,並從排污口排污,降低濁度和鐵離子濃度. 採用停機清洗時既可按不停機清洗工藝操作,也可以採用專用清洗泵站將整個系統分段清洗;清洗步驟基本上與不停機清洗相同,對已經停用的系統首先要進行沖洗試漏,對清洗後不立既投入使用的中央空調系統,在絡合除垢清洗結束後,要認真進行鈍化工藝處理,然後進行濕保養封存. 4、循環水系統不停機清洗 1)循環水系統不停機清洗的必要性 為保證某些實驗室和工廠連續生產的需要,中央空調不可能長時間停運以便清洗,必須在空調正常運行的同時進行清洗。另外,許多賓館大廈如果長時間停機勢必影響賓館的營業,造成經濟上損失。因此,中央空調循環水系統進行不停機化學清洗是非常必要的。 2)冷卻水系統的不停機清洗 (1)清洗方法 冷卻水不停機清洗是一種循環清洗方法,它是利用冷卻水系統的循環水泵作為清洗循環泵,利用冷卻塔底部水池作為配液槽,各種清洗葯劑直接加入冷卻塔底部的水池中,並由循環水泵將清洗葯劑送到冷卻水系統革除。 (2)清洗步驟 不停機清洗是針對運行的系統而言。因此在清洗後不需要鈍化,而只需要預膜。一般在中央空調水系統中,油污的存在也很少,因而也不需要進行鹼性處理。 中央空調冷卻水系統不停機清洗的步驟為 殺菌滅藻清洗----系統清洗---預膜---緩蝕阻垢 a 殺菌滅藻清洗 殺菌滅藻清洗應選擇殺菌效果好並且有較好生物黏泥剝離能力的殺生劑。比如選擇次氯酸鈉和新潔爾滅,它們之間具有良好的協同效應,用葯量按系統飽水量每(噸)計10-15ppm的使用量後其滅藻率達100%,並且對生物黏泥的剝離效果也很好。 在殺菌滅藻清洗一般時間為4-8h。在清洗過程中可每隔1h測定一次冷卻水的濁度。當濁度曲線趨於平緩時,即可結束清洗。 在殺菌滅藻後,若冷卻水比較渾濁,可以通過在冷卻塔底部水池補加水,從排污口排放冷卻水的方式來稀釋冷卻水 b.系統清洗 殺菌滅藻後就可以進行系統清洗。選擇合適的緩蝕劑和酸洗劑。一般不停機系統清洗 是在低PH值下進行的。 先向冷卻水系統中加入適量的緩蝕劑,待緩蝕劑在冷卻水系統中循環均勻後就可以加入酸洗劑。如選擇硫酸或氨基硫酸作酸洗劑,採用滴加法向冷卻塔水池內加入酸洗劑,使冷卻水的PH值緩慢下降並維持在2.5--3.5之間。每30分鍾測定一次PH值,隨時調整酸洗劑的滴加量。 在系統清洗過程中,應經常測定冷卻水中的(Cu2+)(Fe2+)(Fe3+)含量等。一般在清洗開始階段,每4小時一次。在清洗中後期每2小時測定一次。以總鐵曲線趨於平緩為酸洗終點。濁度曲線可作為輔助終點判斷手段。這種酸洗方式需頻繁監測ph值,所以操作麻煩,但酸洗劑的浪費很少。 在系統清洗劑加入中,也可一次性將適量的系統清洗劑加入到系統中,投葯量按飽水量以每(噸)計1000-1500ppm的使用量。清洗時間為24h.以總鐵曲線和ph值曲線趨於平緩做清洗終點。這種方式終點明顯,操作簡單。 在系統清洗過程中,還可加入一些表面活性劑,如多聚磷酸鹽等來促進酸洗效果。在循環水系統中沉積物可分為幾層,如最上層為生物黏泥層,然後是水垢層,最下為腐蝕產物沉積層。但在有些系統中,在水垢層還會有生物黏泥層。對於這類沉積物的酸洗,在酸洗液中應加入合適的黏泥剝離劑去除生物黏泥層,使得反應得以繼續進行。 系統清洗後應向冷卻水系統中補加新鮮水,同時從排污口排放酸洗廢液,以降低冷卻水系統中的濁度和鐵離子濃度,同時加入少量的碳酸鈉(NaCO3)中和殘余的酸,為下一步的預膜打好基礎。 c.預膜 系統清洗結束後,向系統中投入一定劑量的預膜葯劑進行預膜。投葯量按飽水量每(噸)計500ppm.預膜時間為24h--48h。預膜時也可以再添加硫酸鋅(三聚磷酸鈉與硫酸鋅的比例均為4:1),以縮短預膜時間和增加預膜效果。預膜完後將高濃度的預膜水用補加水的方式稀釋排放,控制總磷值為10mg/L左右,然後轉入正常的水處理。 3)冷凍水系統的不停機清洗 d.緩蝕阻垢 預膜結束後向系統里投加緩蝕阻垢劑,投葯量按飽水量每(噸)計境100-200ppm運行時間為24-48h.緩蝕阻垢主要是防止新鮮的循環水腐蝕水管辟和結垢. (1)清洗方法 冷凍水系統不停機清洗也是一種循環清洗。它也是利用冷凍水循環系統中的水泵作為清洗用循環泵,但它利用膨脹水箱或外接配液槽的方式進行清洗。利用膨脹水箱時清洗葯劑可以加入膨脹水箱中,然後從系統的排污口排出冷凍水,在系統內形成負壓,從而將膨脹水箱中的清洗劑吸入系統內。使用外接配液槽時,一般選擇夜間氣溫低時短時間停機,將配液槽連接在冷凍水循環水泵入口前,清洗葯劑直接加入配液槽內。 在冷凍水系統的清洗中,需要更換一些冷凍水或冷凍水要流過外部設置的配液槽,從而使冷卻保溫受到一些影響,製冷機組的負荷會有所增加,但影響不大。 (2)清洗步驟 冷凍水系統的清洗和冷卻水系統的清洗一樣,也需要殺菌滅藻清洗--系統清洗--預膜等步驟。清洗過程和冷卻水循環系統的不停機清洗相同,在此不再敘述。 在冷卻水系統和冷凍水系統清洗時,為避免清洗循環系統出現短路情況,應根據不同部位的工藝性質分別單獨開啟或關閉,以保證中央空調水系統的任何部分都能夠得到充分的清洗而無死角。 4)水質處理過程 循環水處理的任務,就是先清除新舊系統,設備水路的銹垢、粘泥、生物菌藻,然後在干凈的內壁預膜一層完整的薄而密的保護膜(鈍化膜)最後再根據日常水系統變化,通過水質分析投加復配緩蝕劑、阻劑、分散劑以及殺菌滅藻劑,抑制系統腐蝕,防止結垢生銹,阻止粘泥淤積以及菌藻滋生。 (1)預處理:預處理包括清洗和預膜。 清洗分為物理清洗和化學清洗,物理清洗就是用人工清掃和清水沖洗,以除去殘留的泥沙、建築垃圾等。化學清洗是以化學清洗劑去除設備管道中的油污、結垢、粘泥、鐵銹和菌藻等雜質,達到清洗金屬表面的目的,降低熱阻,為預膜打好基礎。 清洗葯劑為有機高分子化合物,對設備管道無任何損害,其作用機理是滲透、擴散、能很好的清除污垢的鐵銹。 預膜劑系復合配方,具有協同效應,能在已清洗干凈的金屬表面迅速形成化學保護膜,使其管道設備有很好的緩蝕、阻垢效果,延長設備使用年限。 (2)日常處理: 預處理後,系統正常運行,進入日常處理階段。根據我公司水穩試驗選作出的初步葯劑配方及初始投加濃度,進行緩蝕、阻垢、殺菌處理。後根據對水質及投加量的跟蹤分析和水處理效果的分析,隨時調整配方,這樣能確保葯劑與工藝的最優化組合,以達到水處理的最佳效果。 (3)服務的內容及范圍: A 提供系統全年運行的日常處理用葯(機組運行時,每月加葯一次); B 定期進行水質常規分析(每月一次); C 定期出具水質分析報告(每月一份); (4)水處理工藝: A 在水系統內的冷卻塔和膨脹水箱中加入剝離劑、殺菌滅藻劑,並加入一定量的分散劑,通過水循環運行24-48小時,進行殺菌滅藻剝離污垢,最後排污。 B 在水系統中加入清洗劑,除去系統中污垢及鐵銹,通過水循環48-60小時,排污到蝕度小於15PPM,最後將Y型過濾器的過濾網拆開清洗。 C 在水系統中加入預膜劑進行表面鈍化處理,運行時間在24小時左右,PH值控制在6-6.5之間,排污至濁度小於5PPM。 D 日常維護,葯劑濃度依據具體水質情況,由分析監控決定投加量,以維持和修補系統內金屬表面形成的保護膜,以阻止和分散各種成垢離子結垢,達到防腐、防垢和控制微生物生長的目的。 5)清洗質量保證系統 (1)清洗之前公司將派工程技術人員對水質進行采樣分析,調查了解設備運行、使用情況,根據水質分析和設備運行情況制訂清洗方案。 (2)清洗過程中,公司將派專業工程技術人員現場服務,嚴格按清洗方案執行,各種檢測數據記錄存檔。 (3)日常維護。公司每月將派人投加水質穩定處理葯劑,並加強運行管理,確保水質達標運行。 (4)文明施工,安全優質,確保質量,無延誤工期。
C. 你們的循環水怎麼處理的,8T/h,10-15度水溫.分兩級處理么QQ540806157
1、 冷卻水系統
用水來冷卻工藝介質的系統稱作冷卻水系統。冷卻水系統通常
有兩種:直流冷卻水系統和循環冷卻水系統。
1.1 直流冷卻水系統
在直流冷卻水系統中,冷卻水僅僅通過換熱設備一次,用過後水就被排放掉,因此,它的用水量很大,而排出水的溫升卻很小,水中各種礦物質和離子含量基本上保持不變。
1.2循環冷卻水系統
循環冷卻水系統又分封閉式和敞開式兩種。
1.2.1 封閉式循環冷卻水系統
封閉式循環冷卻水系統又稱為密閉式循環冷卻水系統。在此系統中,冷卻水用過後不是馬上排放掉,而是回收再用。
1.2.2 敞開式循環冷卻水系統
敞開蒸發系統是目前應用最廣、類型最多的一種冷卻系統。它也是以水冷卻移走工藝介質或換熱設備所散發的熱量,然後利用熱水和空氣直接接觸時將一部分熱水蒸發出去,而使大部分熱水得到冷卻後,再循環使用。因此,這樣的系統也稱敞開循環冷卻水系統。根據熱水和空氣接觸方法的不同,可以分成很多類型。敞開循環冷卻水系統的分類見表一。
表一 敞開蒸發系統的分類
自然冷卻塔
冷 卻 池
噴淋冷卻池
噴水式
敞 開 放 式 橫流式
開 點滴式
蒸
發 自然通風
系 點滴式、薄膜式
統 風 筒 式
噴水式、點滴薄膜式
冷
卻 點滴式
塔 薄膜式 逆流式
鼓 風 式 噴水式
點滴薄膜式
機械通風 點滴式
橫流或逆流式
薄膜式
抽 風 式 噴水式
逆流式
點滴薄膜式
冷卻水由循環泵送往系統中各換熱器,以冷卻工藝熱介質,冷卻水本身溫度升高,變成熱水,此循環水量為R的熱水被送往冷卻塔頂部,由布水管道噴淋到塔內填料上。空氣則由塔底百頁窗空隙中進入塔內,並被塔頂風扇抽吸上升,與落下的水滴和填料上的水膜相遇進行熱交換,水滴和水膜則在下降過程中逐漸變冷,當到達冷卻水池時,水溫正好下降到符合冷卻水的要求。空氣在塔內上升過程中則逐漸變熱,最後由塔頂逸出,同時帶走水蒸氣。這部分水的損失稱為蒸氣損失E。熱水由塔頂向下噴濺時,由於外界風吹和風扇抽吸的影響,循環水會有一定的飛濺損失和隨空氣帶出的霧沫夾帶損失。由於這些損失掉的水,統稱為風吹損失D。為了維持循環水中的一定的離子濃度,必須不斷向系統中加入補充水量M和系統外面排出一定的污水。這部分水量稱為排污損失B。
冷卻塔的種類很多,按照塔的構造和空氣流動情況來區分,有自然通風冷卻塔和機械通風冷卻塔兩大類。按照空氣與水在塔內的相對流動情況,又可分為逆流式和橫流式。有關各種類型冷卻塔的結構和特點,可參閱有關的參考文獻。機械通風冷卻塔冷卻效果最好。設計中應綜合考慮循環比,其應在3~5倍為宜。
2、 濃縮倍數
循環冷卻水的濃縮倍數是該循環冷卻水的含鹽量與其補充水的含鹽量之比。
提高循環冷卻水的濃縮倍數,可以降低補充水的用量,從而節約水資源;還可以降低排污水量,從而減少對環境的污染和廢水的處理量。此外,提高濃縮倍數還可以節約水處理劑的消耗量,從而降低冷卻水處里的成本。但是,過多地提高濃縮倍數,會使循環冷卻水中的硬度,鹼度和濁度升得太高,水的結垢傾向增大很多,從而使結垢控制的難度變得太大;還會使循環冷卻水中的腐蝕性離子(例如Cl-和SO42-)和腐蝕性物質(例如H2S、SO2和NH3)的含量增加,水的腐蝕性增強,從而使腐蝕控制的難度增加;過多地提高濃縮倍數還會使葯劑(例如聚磷酸鹽)在冷卻水系統內的停留時間增長而水解。因此,冷卻水的濃縮倍數並不是愈高愈好,一般熱電系統可控制5~8倍,化工、煉油2~4倍。
2.1.1節水量與濃縮倍數的關系
現在從節約水資源的角度看一下補充水量M占循環水量R的百分比M/R與濃縮倍數K的關系,以及每提高一個濃縮倍數單位時節約的補充水百分比(以占循環水量的百分比表示)
M /R / K與濃縮倍數K的關系。
為了有一個定量的概念,我們用下面的例題來說明。
例題 設循環冷卻水系統的循環量R為10000m3/h,冷卻塔進口和出口的水溫分別為42℃和32℃,試求濃縮倍數K分別為1.5~10.0時的補充水量M、排污水量B以及補充水量占循環水量的百分比M/R。
解 現以K+2.0時為例進行計算;
蒸發損失水量E=R•CP• t/r
=10000×4.187×(42-32)/2401
=174.4(m3/h)
風吹損失水量(按0.05%R計)
D=10000×0.05%=5.0(m3/h)
總排污水量 Br=E/(K-1)=174.4/(2.0-1.0)=174.4(m3/h)
排污水量 B=Br-D=174.4-5.0=169.4(m3/h)
補充水量 M=E+Br=174.4+174.4=348.8(m3/h)
式中 CP——水的熱容量(比熱)•kJ/(kg•℃);
t——水的進口溫度與出口溫度之差,℃;
r——水的蒸發潛熱,kJ/kg ;
K——水的濃縮倍數。
現把K分別為1.5、3.0、4.0……10.0時的M、B、M/R和 M/R / K的計算結果列於表2中。
2.1.2濃縮倍數的選擇
從表2中可以看到:
隨著循環冷卻水濃縮倍數K的增加,冷卻水系統的補充水量M和排污水量B都不斷
表2不同濃縮倍數下冷卻水運行參數的計算值
K
計算項目 1. 0
(直流水) 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 10.0
冷卻水的循環量R,m3/h
進出口水溫差 t,℃
蒸發損失水量E,m3/h
風吹損失水量D,m3/h
排污水量B,m3/h
總排污水量B/R,%
補充水量M,m3/h
排污水量占循環水量的百分比B/R,%
補充水量占循環水量的百分比M/R,%
M/R / K,%
10000
10
0
0
10000
10000
10000
100
100
—— 10000
10
174.4
5
343.8
348.8
523.2
3.4
5.2
—— 10000
10
174.4
5
169.4
174.4
348.8
1.7
3.5
96.5 10000
10
174.4
5
82.2
87.2
261.6
0.8
2.6
0.87 10000
10
174.4
5
53.1
58.1
232.5
0.5
2.3
0.29 10000
10
174.4
5
38.6
43.6
218.0
0.4
2.2
0.14 10000
10
174.4
5
29.9
34.9
209.3
0.3
2.1
0.09 10000
10
174.4
5
24.1
29.1
203.5
0.2
2.0
0.06 10000
10
174.4
5
14.4
19.4
193.8
0.1
1.9
0.03
減少,因此,提高冷卻水的濃縮倍數,可以節約水資源;
但是,每提高一個濃縮倍數單位( K=1)所降低的補充水量的百分比 M/R / K則隨濃縮倍數的增加而降低。例如:
當濃縮倍數K由1.0提高到2.0時,補充水量M由10000 m3/h,降低到了348.8m3/h故有:
M/R / K=10000-348.8/10000/(2.0-1.0)=96.5%
當濃縮倍數K由2.0提高到3.0時,則有:
M/R / K=348.8-261.6/10000/(3.0-2.0)=0.87%
當濃縮倍數K由3.0提高到4.0時,則有:
M/R / K=261.6-232.5/10000/(4.0-3.0)=0.29%
當濃縮倍數K由4.0提高到5.0時,則有:
M/R / K=232.5-218.0/10000/(5.0-4.0)=0.14%
由以上的例子中可以看到:
① 在低濃縮倍數時,提高濃倍數的節水效果比較明顯;但當濃縮倍數提高到4.0以上
時,再進一步提高濃縮倍數的節水效果就不太明顯了。例如把上述循環冷卻水的濃縮倍數由4.0提高到5.0時,節約的水量僅占循環水量的0.14%。因此,一般循環冷卻水系統的濃縮倍數通常被控制在2.0~4.0左右。
② 與直流冷卻水相比,即使循環水的濃縮倍數比較低,例如僅為1.5倍,但此時補充
水即可節約94.8%(100%—5.2%)。由此可見,從節約水資源的角度來看,把直流冷卻水改造為濃縮倍數不太高的冷卻水,就可以節約大量的淡水資源。因此,直流冷卻水系統的改造與不改造(為循環冷卻水系統)是大不一樣的。
敞開式循環冷卻水的濃縮倍數可以通過調節排污水量或補充水量來控制。
2.2 補充水量M(m3/h)
水在循環過程中,除因蒸發損失和維持一定的濃縮倍數而排掉一定的污水外,還由於空氣流由塔頂逸出時,帶走部分水滴,以及管道滲漏而失去部分水,因此補充水是下列各項損失之和。
2.2.1 蒸發損失E(m3/h)冷卻塔中,循環冷卻水因蒸發而損失的水量E與氣候和冷卻幅度有關,通常以蒸發損失率a來表示。進入冷卻塔的水量愈大,E也就愈多,以式表示如下:
E=a(R-B)
a=e(t1-t2)
式中 a — 蒸發損失率,%;
R — 系統中循環水量,m3/h;
B — 系統中排污水量,m3/h;
t1、t2 — 循環冷卻水進、出冷卻塔的溫度,℃;
e—損失系數,與季節有關,夏季(25~30℃)時為0.15~0.16;冬季(-15~10℃)時為0.06~0.08;春秋季(0~10℃)時為0.10~0.12。
2.2.2 風吹損失(包括飛濺和霧沫夾帶)D(m3/h)風吹損失除與當地的風速有關外,還與
冷卻塔的型式和結構有關。一般自然通風冷卻塔比機械通風冷卻塔的風吹損失要大些。若塔中裝有良好的收水器,其風吹損失比不裝收水器的要小些。風吹損失通常以占循環水量R的百分率來估計,其值約為
D=(0.2%~0.5%)R m3/h
2.2.3 排污水損失 B(m3/h)B的大小,由需要控制的濃縮倍數和冷卻塔的蒸發量來確定,其計算下面再討論。
2.2.4 滲漏損失 F (m3/h) 良好的循環冷卻水系統,管道連接處,泵的進、出口和水池等地方都不應該有滲漏。但因管理不善,安裝不好,則滲漏就不可避免。因此在考慮補充水量時,應視系統具體情況而定。故補充水量
M=E+D+B+F
3、排污水量 B(m3/h)
排污水量B的確定與冷卻塔的蒸發損失E和濃縮倍數K有關。可以通過下列物料衡算的辦法,找出B和E與K的關系式。
設循環冷卻水系統中,除了有補充水加入和排污、蒸發、風吹、滲漏等損失外,再沒有其他的水流或溶質加入或排出系統,那麼整個系統在循環濃縮過程中,就可以對循環水中某些不受加熱、沉澱等干擾的溶質(如Cl-、Na+、K+等)作物料衡算,得到下面的式子:
MCM=ECE+BCR+DCR+FCR
式中:CM — 補充水中某種溶質的濃度;
CE — 水蒸氣中某種溶質的濃度;
CR — 循環冷卻水中某種溶質的濃度;
當系統中管道聯接緊密,不發生滲漏時,則F=0;當冷卻塔收水器效果較好時,風吹損失D很小,如略去不計,則上式可簡化為
E
B=
K-1
因此循環冷卻水系統運行時,只要知道了系統中循環水量R和濃縮倍數K,就可以估算出蒸發量E,排污水量B以及補充水量M等操作參數。控制好這些參數,循環冷卻水系統的運行也就能正常進行。
第二節 敞開式循環冷卻水處理的重要性
1、敞開式循環冷卻水系統產生的弊端及問題
冷卻水在循環系統中不斷循環使用,由於水的溫度升高,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循環冷卻水使用後的弊主要表現在以下五個方面:
①對於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;
③金屬腐蝕性急劇上升;
④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,形成緻密的碳酸鈣水垢,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,大量的設備是金屬製造的換熱器。對於碳鋼製成的換熱器,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,由於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- = Fe(OH)2
Fe(OH)2 Fe(OH)3
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-和SO2-4離子濃度增高時,會加速碳鋼的腐蝕。Cl-和SO2-4會使金屬上保護膜的保護性膜的保護能降低,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。
對於不銹鋼製造的換熱器,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。
對於碳鋼而言,S2-、油污、酸、鹼的腐蝕是劇烈的,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於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。這是由於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25~30℃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,由於養分的濃縮,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澱等粘泥附在一起,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。
2、敞開式循環冷卻水處理的重要性及優點
如前所述,冷卻水長期循環使用後,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。循環冷卻系統由於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節葯水資源 一般合理利用的循環水可節葯96%以上的用水量,循環水裝置的投資6~12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22000米3。如果用循環冷卻水,其補充水量一般只需550~880米3/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於冷卻,然後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4~6年,遠高於2~3年的一次水冷卻器使用期限。
⑤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。因此採用循環冷卻水系統可使熱交換器體積縮小。這也就是為什麼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,而佔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。
⑥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。
第二章 循環冷卻水系統中的沉積物控制
第一節 循環冷卻水系統中的沉積物
1、沉積物的分類
循環冷卻水系統在運行的過程中,會有各種物質沉積在換熱器的傳熱管表面。這些物質統稱為沉積物。它們主要是由水垢(scale)、淤泥(sludge)、腐蝕產物(corrosion procts)和生物沉積物(biological deposits)構成。通常,人們把淤泥、腐蝕產物和生物沉積物三者統稱為污垢(fouling)。
2、水垢析出的判斷
在實驗室及生產現場我們常用LangLier指數判斷水垢的形成趨勢並相對應的作配方研究。
前面曾經提到,最容易沉積在換熱器傳熱表面的水垢主要是碳酸鈣垢。當條件適宜時也會出現磷酸鈣垢及硅酸鹽垢。下面就這些水垢析出的判斷作些介紹。
2.1 碳酸鈣析出的判斷
2.1.1 飽和指數(L.S.I.)
碳酸鹽溶解在水中達到飽和狀態時,存在著下列動平衡關系:
Ca(HCO3)2 Ca2+ + 2HCO-3 式1
HCO-3 H+ + CO32- 式2
CaCO3 Ca2+ + CO32- 式3
1936年朗格利爾(Langelier)根據上述平衡關系,提出了飽和PH和飽和指數的概念,以判斷碳酸鈣在水中是否會出析出水垢,並據此提出用加酸或加鹼預處理的辦法來控制水垢的析出。
早期水處理工作者曾有意讓冷卻水在換熱器傳熱表面上結一層薄薄的緻密的碳酸鈣水垢,這樣既不影響傳熱效率,又可防止水對碳鋼的腐蝕。因此,朗格利爾提出:L.S.I.>0時,碳酸鈣垢會析出,這種水屬結垢型水;當L.S.I.<0時,則原來附在傳熱表面上的碳酸鈣垢層會被溶解掉,使碳鋼表面裸露在水中而受到腐蝕,這種水稱作腐蝕型水;當L.S.I.=0時,碳酸鈣既不析出,原有碳酸鈣垢層也不會被溶解掉,這種水屬於穩定型水。如以式表之,則可寫成:
L.S.I.=PH-PHs>0 結垢
L.S.I.=PH-PHs =0 不腐蝕不結垢
L.S.I.=PH-PHs<0 腐蝕
①計算飽和PH(PHs)的公式 根據電中性原則和質量作用定律,中性碳酸鹽水溶液中,存在著下列關系:
PHs=(9.70+A+B)-(C+D)
式中 A 總溶解固體系數;
B 溫度系數;
C 鈣硬度系數;
D M-鹼度系數;
② 飽和指數的應用 通常設計部門對水質處理進行設計和確定葯劑配方時,往往根據水質資料首先計算一下飽和指數,以判斷水質是屬於什麼類型的,然後再考慮處理方案。
除了朗格利爾(Langelier)指數外,1946年雷茲納(Ryznar),發明了穩定指數(R.S.I);1979年帕科拉茲(Puckorius)發明結垢指數;
上述四種指數均是針對碳鋼材質,預測水中溶解的碳酸鈣是否會析出,或者碳酸鈣在水中是否會溶解而言,因此判斷式中所謂腐蝕的實際含意並不是直接預測水的腐蝕性,而是指作保護層用的碳酸鈣溶解後,碳鋼直接裸露在水中,由電化學作用等原因引起腐蝕。如果材質是鋁、不銹鋼等合金則腐蝕問題就不會像碳鋼那樣突出。
2.2 磷酸鈣析出的判斷
在許多水質處理方案中,常在循環冷卻水中投加聚磷酸鹽作為緩蝕劑或阻垢劑,而聚磷酸鹽在水中會水解成為正磷酸鹽,使水中有磷酸根離子存在。磷酸根與鈣離子結合會生成溶解度很小的磷酸鈣沉澱,如附著在傳熱表面上,就形成磷酸鈣水垢。因此,在投加有聚磷酸鹽葯劑的循環冷卻水系統中,必須要注意磷酸鈣水垢生成的可能性。
D. 鈦陽極的主要用途是什麼
鈦陽極(MMO)是由貴金屬銥鹽塗敷於鈦基材經高溫燒結而成的,廣泛用於電鍍(線路板行業的深孔高要求電鍍銅,電鍍金),電解等濕法冶金行業。電極的制備及應用已相當成熟,至今已有40年歷史,相對於傳統的鍍鉑電極在鹼性銅工藝而言,鈦陽極有鍍鉑電極無法比擬的優點:
1、 技術特性
電流高效率高,有優良抗菌腐蝕性能;電極使用壽命長;可以隨再高的電流密度,運行電流密度:《10000A/M2 屬於以工業純鈦為基層的析氧型陽極
2、 催化活性高
眾所周知,鍍鉑電極是一各高過氧電位(1.563V,相對硫酸亞汞)電極,而MMO陽極是一種低析氧過電們(1.385V相對硫酸亞汞)電極,在陽極析氧區更容易析氧。因此,電解時,槽村也相對較低,更節省電能。這種現象在銅箔後處理鹼性鍍銅牆中,已明顯體現出來了。
3、 無污染MMO
陽極塗層是貴金屬銥的陶瓷氧化物,該氧化物是一種相當穩定的氧化物,幾乎不溶於任何酸鹼中,且氧化物塗層約20-40µm,整體塗層氧化物量是較少的。因此,MMO陽極不會對電鍍液造成污染,這一點和鍍鉑電極基本一樣。
4、 性價比高
已維持鍍鉑電極(塗層厚3.5mm)同樣的使用壽命,MMO陽極的價格約為鍍鉑電極的80%,MMO電極在鹼性電鍍銅電解液中有更好的電化學穩定性,同時其具有優異的電解活性和耐久性。從本公司的MMO陽極與PT電極的造價成本上分析,明顯MMO電極經濟實惠。
5、 由於印刷電路中銅的應用需使用脈沖周期反向(PPR),我們知道鍍鉑鈦不溶解陽極的使用被禁止9硫酸電解液中氯化物存在於這種電流環境中,一段時間後會使鉑層剝落)。然而,使用尺寸穩定的陽極,能避免這種現象,而且可使不溶解陽極技術在這種應用中成功地實現性能優勢。
6、 陽極維護最少。不需要停下生產給一清洗和補充陽極、更換陽極袋及給陽極重新鍍層(生產率提高,人工成本降低);
7、 不溶解陽極的壽命取決類型、工作電流密度以及與各種電鍍化學物質的接觸;
正方向脈動(PPR)電鍍陽極
由於金屬原料的價格不斷上漲,由於銅離子容易集中在孔的邊沿部份(那高電流密度區域)快速沉積,而孔的中央部分(即低電流密度區域)的沉積速度則相對地緩慢得多。這樣導致銅的沉積分布極不均勻:行為稱為「狗骨狀)以適中的電流密度操作會出現狗骨狀,以較低的電流密度會出現筒裂現象,以較高的電流密度操作會出現燒集現象。對於電鍍線路板來說無疑是一個沉重的沖擊。
反向脈沖電鍍陽極也因此而生,由於印製電路板中銅的反應需使用脈沖周期反向(PPR)技術我們知道鍍鉑鈦不溶解陽極的使用在硫酸電解液中,氯化物存在於這種電流環境中,一段時間後會使鉑層剝落。
利用正反向脈沖電鍍陽極,有以下特點:
1、 陽極的幾何尺寸保持不變,從而使電流分布得到優化。
2、 陽極維護少。不需要停下生產線來清洗和補充陽極,更換陽極袋提高生產率,人工成本降低。
3、 對解決深孔電鍍的鍍層均勻問題:電流效率高,可以承受1000A/ M2 電流密度。
4、 對電鍍介質不會產生污染。
正反相脈沖電鍍陽極是析氧型電極,以工業純鈦(TA2)為基材。電陽極使用壽命和優良的抗腐蝕性能。
E. 如何清理太陽能熱水器裡面的水垢
1、太陽能進水口打開倒入除垢液,用量依據太陽能熱水器容量而定。
(5)循環水除垢陽極擴展閱讀:
由於自來水中雜質較多,用於消毒的余氯、管道中的泥沙鐵銹等都會被帶進熱水器,使水質變差;長時間不清洗,附在加熱棒上的水垢會影響加熱效率;另外,水中沉積的雜質和金屬屑也可能引發皮膚病。所以,清潔是熱水器使用中不可忽視的一環。
1.電熱水器。如果噴水不暢、堵塞,可將噴頭卸下,用螺絲刀將噴頭蓋中間的螺絲擰下,取下套蓋,用牙刷對臟污進行清理。內膽清洗前,要先切斷電源,關閉進水閥門,打開出水閥門,取下排污口蓋,將水箱內的水放出,然後打開進水閥,反復沖洗幾分鍾,直至排出凈水,蓋上排污口蓋。
2.燃氣熱水器。外部可用毛巾沾水擦拭,不能使用熱水或酸鹼度強的清洗劑。為防止自來水結垢,應定期擰下冷水管連接接頭,取出過濾網,用水沖洗。內部水箱如果積累太多灰塵,會影響到熱能吸收,最好用抹布輕輕擦拭或用牙刷刷凈。
3.太陽能熱水器。根據臟污情況擦拭表麵灰塵,保持清潔可維持較高集熱效率。在水龍頭濾網處,水管內的水垢會聚集於此,應定期自行拆下清洗。內部清洗時,可打開太陽能熱水器進水口,將白醋倒入存水箱,讓熱水器自動循環20~30分鍾,再打開排水口,最後再將水箱加滿水,循環2分鍾後排干即可。
熱水器最好兩三年清洗一次。在操作時,要注意拔掉插頭,關閉電熱水器下方的冷水和熱水角閥,等缸內的水冷卻後再清洗。為保證安全,防止清洗不凈、沒有專業設備以及弄壞熱水器,建議有條件者請專業的維修人員來進行清潔。
F. 電化學水處理怎麼除垢的只用電嗎
不對,不只是用電,電解除垢是利用電與化學能相互轉化的產物,也內叫EST電化學水處理,也有叫容EST電解除垢的,當然,要想完成這一過程,必須給機器先通電,然後才能產生化學反應的動力,所以說,通電外部因素,化學反應是內部因素。上海亨祥寧科技希望能幫到你!
G. 關於冷卻水處理結垢的判斷
判定是否結垢,先要搞清楚水垢是什麼。
實際上,水垢就是水中溶解的鈣鎂離子形成不溶性版碳酸鹽而沉積的產物權。結垢是一個緩慢的過程。
判定是否有冷卻水結垢,如果假設冷卻水是封閉運行,假設冷卻水沒有蒸發和泄露減少,那麼通過檢測冷卻水中鈣鎂離子的減少就可以知道有否結垢,以及結垢的多少。
方法是:在初始注入冷卻水時取樣備存。(這一點很重要,因為所有的自來水或井水,其礦物質含量不是每時每刻都相同的),運行一段時間後,再取一份冷卻水樣。對兩者同時做分析,比較其鈣鎂離子含量。然後根據其減少量和總水量,就可計算結垢的數量。
H. 冷卻塔循環水除垢、防垢有什麼好的辦法
使用遼寧抄星力電化學除垢設備襲,該設備是引進以色列技術研發生產的。設備主要有陰極板和陽極板(專利)組成,安裝在循環水管道的旁路上,其工作原理是利用電化學法氧化和還原循環水中的成垢物質,使其定向生成在電極板上,定期處理。在電解過程中陽極板主要生成次氯酸HCLO3等強氧化物質,氧化循環水中的有機物和無機物起到殺菌除藻的作用;陰極板主要生成氫氧根離子(OH-)碳酸根離子(CO3-)當循環水中的鈣鎂離子經過該區域時產生還原反應,生成碳酸鈣,氫氧化鎂,硅酸鈣等附著在陰極板上,達到一定厚度即可清理,排除循環水體系外,從而達到很好的殺菌除藻,除垢防垢的效果。使用星力電化學定向除垢設備無需添加緩蝕劑,阻垢劑和殺菌劑,可以減少循環水的污水排放,同時也可以提高循環水的濃縮倍數,節約用水20%-40% 。