A. 工业循环水系统的主要危害是什么,会造成什么影响
工业循环冷却水系统的连续运行,水的浓缩而导致水中各种离子浓度增大,相应的腐蚀、结垢等问题亦随之发生。当补充水为工业新水时,由于钙、镁离子较多,如不进行水质稳定处理,会造成设备内部的结垢,降低换热效率,严重时还会堵塞管路,带来安全隐患;循环水系统为开路循环,水中溶解氧充分,溶氧腐蚀很容易进行,氯离子、硫酸根离子等也会对设备、管路等造成腐蚀;同时由于水中含有足够的有机物和无机物,水温达到25~35℃时,这些因素给微生物的生长繁殖提供了适宜的条件,微生物既能造成污垢沉积,又能造成腐蚀,在
敞开式循环冷却水系统中,水垢、腐蚀和微生物危害习惯称为三大危害。
1、沉积物的形成
水系统的传热面与管壁上形成的水垢和污垢,称为沉积物,其形成通常有以下三种来源:水生沉积物,即悬浮固体物(如泥沙、尘土、细菌尸体、有机物等)因水流速度过低(小于1m/s)而沉积于系统中;外界的污染,如树叶、羽毛、包装袋等异物飘入系统中而沉积;水形成沉积物,即溶存固体物因温度变化等因素,在系统中沉淀或结晶形成,通常将此类沉积物称之为水垢。水形成沉积物的种类与成因如下。
1)碳酸钙(CaCO3)
Ca2++2HCO3-→CaCO3↓+H2O+CO2↑
在大部分的冷却水中都含有高浓度的重碳酸钙,其溶解度相当低,很容易在热交换器表面上形成碳酸钙沉淀。碳酸钙、碳酸氢钙、氯化钙、镁化合物及硫酸钙的溶解度如下表所示。
常见难溶物质溶度表
名称 分子式 溶解度(以CaCO3计)/mg·L-1
在0℃ 在100℃
重碳酸钙 Ca(HCO3)2 1620 分解
碳酸钙 CaCO3 15 13
氯化钙 CaCl2 336 000 554 000
硫酸钙 CaSO4 1 290 1 250
重碳酸镁 Ca(HCO3)2 37 100 分解
碳酸镁 MgCO3 101 75
氯化镁 MgCl2 362 000 443 000
硫酸镁 MgSO4 170 000 356.000
碳酸盐溶解在水中达到饱和状态时,存在下列动态平衡:
Ca(HCO3)2=Ca2++2HCO3-
HCO3-=H++CO32-
CaCO3=Ca2++ CO32-
朗格利尔(Langlier)根据上述平衡关系,提出了饱和pH和饱和指数的概念,用以判断碳酸钙垢在水中是否会析出。
朗格利尔指出:
当L.S.I.>0时,碳酸钙会析出,这种水属于结垢型水;
当L.S.I.=0时,碳酸钙不会析出,原有的碳酸钙也不会被溶解,这种水属于稳定型水;
当L.S.I.<0时,原来附着在换热面上的碳酸钙会被溶解,使碳钢金属表裸露在水中而腐蚀,这种水属于腐蚀型水。
雷兹纳(Ryznar)提出了稳定指数(R.S.I.)来进行碳酸钙析出的判断法,雷兹纳通过实验指出:
当(R.S.I.)=[2pHs-pH]<6 结垢
当(R.S.I.)=[2pHs-pH]=6 既不腐蚀也不结垢
当(R.S.I.)=[2pHs-pH]>6 腐蚀
帕科拉兹(Puckorius)认为水的总碱度比水的实际测定pH能更正确地反映出冷却水的腐蚀和结垢倾向,他认为将稳定指数中水的实际pH改为平衡pH(pHeq)将更切合实际生产。pHeq按下式计算:
pHeq=1.465lgM+4.54
式中:M—循环冷却水的总碱度
2)硫酸钙(CaSO4)
硫酸钙的溶解度比碳酸钙约高出100倍,故硫酸钙垢的形成机会较碳酸钙垢少,但是一旦硫酸钙垢沉积物形成,不容易将其清除。
通常情况是控制钙离子浓度与硫酸钙离子浓度(mg/L)的乘积不超过500000,即[Ca2+]×[SO42-]小于500000,则硫酸钙的沉积物形成的机会很少。
3)氧化铁
腐蚀的产物或水中含有的溶铁在系统中氧化而形成氢氧化铁或氧化铁絮体,进而形成各种铁的难溶氧化物或者其他难溶化合物。
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O
4)氧化硅
水中硅能与镁、钙形成不溶性的硅酸盐沉积物。
Mg2++SiO2+H2O→MgSiO3↓+2H+
Ca2++SiO2+H2O→CaSiO3↓+2H+
在冷却水系统中,硅含量通常控制在200 mg·L-1以下。
2、腐蚀的形成
由于和周围介质相作用,使材料(通常是金属)遭受破坏或使材料性能恶化的过程称为腐蚀。
腐蚀是一种化学或电化学过程,水中金属腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、微生物腐蚀及泡蚀、磨蚀等。最常见的包括均匀腐蚀、电偶腐蚀和微生物腐蚀、垢下腐蚀等。
1)均匀腐蚀
均匀腐蚀的特征是化学反应发生在整个暴露表面或相当大的面积上,腐蚀以均匀速度进行,金属越来越薄。循环水在中性或碱性条件下运行,引起均匀腐蚀的主要原因是溶解氧的阴极去极化作用。钢铁中的铁元素和碳元素构成简单的原电池反应。
在阳极,铁失去电子成为铁离子进入溶液:
Fe→Fe2++2e-(阳极反应)
电子从阳极的铁流向阴极碳,在阴极,溶解氧在碳上得到电子生成氢氧根离子:
O2+2H2O+4e-→4OH-(阴极反应)
在水中,阴极、阳极的产物结合生成氢氧化亚铁沉淀:
Fe2++2OH-→Fe(OH)2
溶解氧向金属表面输送使得腐蚀过程得以持续,这是决定腐蚀速度的一步,溶解氧还使得氢氧化亚铁进一步氧化为二次产物氢氧化铁:
4 Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3
由于腐蚀产物的阻挡,水中溶解氧达到这个腐蚀点的速度减慢,形成腐蚀点四周的氧浓度大于腐蚀点的氧浓度,使得腐蚀点四周成为阴极,腐蚀点本身成为阳极,腐蚀继续以氧浓差梯度腐蚀的方式进行。此时,腐蚀产生的亚铁离子通过疏松的二次产物层向外扩散,当它遇到水中的OH-或者O2时,又产生新的二次产物,积累在原有的二次产物层中,因此二次产物层越积越厚,形成鼓包,鼓包下面越腐蚀越深,形成陷坑。
2)电偶腐蚀
电偶腐蚀又称双金属腐蚀,当两种不同的金属浸在导电性水溶液中,两种金属之间通常存在电位差。如果这两种金属互相接触或用导线连接,则电位差会驱使电子在他们之间流动,形成原电池。以铜材质和碳钢材质接触为例,电极反应如下:
阳极(Fe):Fe→Fe2++2e-
阴极(Cu):Cu2++2e-→Cu
与不接触(导电)时相比,电位较低的金属在接触(导电)后腐蚀速度通常会显著增加,而电位较高的金属在接触后腐蚀速度将下降。
3)其他因素
由于各种原因在金属表面形成的粘泥的沉积,会产生垢下腐蚀,某些微生物的新陈代谢作用(如硫酸盐细菌等)也会影响电化学腐蚀过程,促进腐蚀加速。
3、微生物危害的产生
循环冷却水系统中微生物的种类和数量相当多,危害很大。主要类型包括好氧异养菌、硫酸盐还原菌、铁细菌、藻类、真菌、原生动物等。其造成的危害在循环冷却水系统中是很严重的,与水垢、非微生物的电化学腐蚀比起来,其危害更胜一筹。微生物带给系统的危害不外乎黏附和腐蚀,表现出来时往往和水垢、其他腐蚀的危害混和在一起,对于腐蚀和黏泥附着也不能严格分开。
1)微生物的腐蚀
微生物对金属的腐蚀途径大致包括以下几种:1、产生腐蚀性物质,如好氧菌产生的有机或无机酸;2、造成氧浓差电池,如铁细菌附着在金属表面,氧化亚铁离子生成高价的铁化合物沉积在金属表面形成结瘤,造成局部氧浓度下降;3、阴极或阳极的去极化作用加速腐蚀过程。
2)微生物黏泥与污垢沉积
微生物群体及其分泌物会形成胶黏状物,这些黏泥很容易附着在设备上,造成沉积物的危害。实际上,系统中的沉积物很少是单一的微生物黏泥,而是以微生物黏泥为主,也含有一部分淤泥、水垢和腐蚀产物。
这些黏泥污垢的危害很大。由于其黏附特性,在水中起到架桥、絮凝的作用,使难溶性盐类的悬浮晶粒长大,进而沉降在设备上;黏泥附着造成垢下腐蚀;黏泥使水冷器的污垢热阻值增加,换热器效率大大降低;黏泥附着部位的金属无法接触缓蚀阻垢剂等等。
B. 如何清洗集中供热系统(中央空调)中的水垢
烟台翔宇空调制冷工程有限公司 6281366 13853567038 中央空调水系统清洗方法-物理清洗-化学清洗 中央空调水系统的清洗: 为提高换热效率,防止或减少腐蚀,中央空调的冷却水系统和冷冻水系统都应定期进行清洗,以除去金属表面上的沉积物和杀灭微生物。 对于新建的中央空调,其冷却水和冷冻水系统中的设备在制造加工、运输储存期间会发生腐蚀;带入切削油、防锈油;在安装过程中可能留下碎屑、油类、泥沙和杂质。因此,在投运之前冷却水及冷冻水系统往往也需要清洗。 1、循环水系统的清洗范围: 中央空调循环系统的清洗包括冷却水系统的清洗和冷冻水系统的清洗。 冷却水系统的清洗主要是清洗冷却塔、冷却水管道内壁、冷凝器换热表面等的水垢、生物黏泥、腐蚀产物等沉积物。 冷冻水系统的清洗主要是清除蒸发器换热表面、冷冻水管道内壁、风机盘管内壁和空气调节系统内设备内部的生物黏泥、腐蚀产物等沉积物。 2、清洗方法: 对于中央空调循环水系统设备及管道的清洗而言,可采用物理和化学两种方法来实施。 1)物理清洗 (1)分类 物理清洗只能将循环水系统分成如设备、管道等几个部分清洗。主要清洗方法有用钢丝刷拉刷、用专用刮刀滚刮、高压水射流清洗等。并且这些方法主要适用于水冷式冷凝器和管壳式蒸发器。 用钢丝刷拉刷清洗,适用于水冷式冷凝器和管壳式蒸发器的清洗。将水冷式冷凝器或蒸发器的两端凤盖拆下,用螺旋形钢丝刷塞入换热管内反复拉刷,然后再用略小于换热管内径的圆棒塞进换热管内拉捅,边拉捅边用自来水冲洗。 用专用刮刀滚刮 自制一把专用刮刀,一端接在软轴上,另一端接在电动机轴上,将水冷式冷凝器或管壳式蒸发器两端风盖拆下,将专用刮刀插入换热管内,开动电动机,使专用刮刀在管内边滚边刮,并用自来水冲洗,使刮下的水垢和其他沉积物随压力水冲掉。 高压水射流清洗 此方法还可用于清洗管道等设备。在清洗换热器时,须将换热器两端封头拆下,用高压水枪逐根清洗换热管。对于管道,则可采用有挠性枪头的高压水射流清洗。 对于空冷式冷凝器,可采用刷洗和吹除法进行清洗。刷洗法适用毛刷蘸70摄氏度左右的温水进行洗刷。当冷凝器外表附着油污时,可在温水中加适量的碱或洗洁精等。清洗完毕后,用自来水冲淋。吹除法是利用空气压缩机产生压缩空气(0.4--0.6MPa)将冷凝器外表的附着物吹除,同时也可用毛刷等清洗。利用吹除法清洗冷凝器时,应注意保护翅片、换热管等,不可硬物敲击。 (2) 优缺点 物理清洗有以下优点:可以省去药剂清洗时的药剂费用;避免了化学清洗后的清洗废液、带来的排放或出来的的问题;不易引起被清洗设备的腐蚀。 物理清洗的缺点 一部分物理清洗方法需要在水系统中断运行后才能进行;清洗操作比较费工;有些方法容易引起设备表面的损伤。 2)化学清洗 化学清洗是通过化学药剂的作用,使被清洗设备中的沉积物溶解、疏松、脱落或剥离的一类方法。化学清洗也常用物理清洗相配合使用。 (1)分类 人们往往从不同的角度对中央空调的水系统的化学清洗进行分类 a 按清洗方式,中央空调的水系统的化学清洗可分为循环法和浸泡法。 循环法是一种使用最为广泛的方法。利用临时清洗槽等方法,使清洗设备形成一个闭合回路,清洗液不断循环,沉积层等不断受到新鲜清洗液的化学作用和冲刷作用而溶解和脱落。 浸泡法适用于一些小型设备和被沉积物堵死、而无法将清洗液进行循环的设备。 b 根据使用的清洗剂,中央空调水系统的化学清洗可分为碱洗、酸性、杀菌灭藻 c 按清洗的对象,中央空调水系统的化学清洗可分为单台设备清洗和全系统清洗。 d 按是否停机,中央空调水系统的化学清洗可分为停机清洗和不停机清洗。 不停机清洗指的是清洗液循环过程中,制冷机组仍处于开机状态,清洗液作为冷却水或冷冻水,在空调系统内部管线中循环。 (2) 化学清洗的优缺点 化学清洗的优点 :沉积物等能够被彻底清除,清洗效果好;可以进行不停机清洗,以保证制冷(或供暖)的照常进行;清洗操作比较简单。 化学清洗的缺点: 易对金属产生腐蚀;产生清洗废液,易发生二次污染;清洗费用相对较高。 3、循环水系统停机化学清洗的程序: 1)酸性化学清洗 中央空调停运后, 冷却水系统和冷冻税系统的清洗可用采取单台设备清洗方式或全系统清洗方式。但无论如何单台设备清洗还是全系统清洗,一般都使用清洗槽和清洗泵将单台设备或原系统(可使用系统的水泵)构成一个闭合回路进行循环清洗。清洗一般按下列程序进行; 水冲洗-- 杀菌灭藻清洗 ---碱洗---碱洗后水冲洗---酸洗---酸洗后水冲洗----漂洗---(中和)钝化--封存或(中和)预膜--运行 (1)水冲洗(检漏)水冲洗的目的是用大流量的水尽可能的冲洗掉系统中的灰尘、泥沙、脱落的藻类及腐蚀产物等一些疏松的污垢,同时检查临时系统的泄漏情况。 冲洗时水的流速以大于0.15m/s为宜,必要时可做正反方向切换。冲洗合格后,排尽系统内的冲洗水。必要时可注入60--70℃的热水,用手触摸检查系统中有无死角、气阻、短路等现象。 (2)杀菌灭藻清洗 杀菌灭藻清洗的目的是杀死系统内的微生物,并使设备表面附着的生物黏泥剥离脱落。 排尽冲洗水后注水充满系统并循环,加入适当的杀生剂循环清洗。当系统内有浊度趋于平衡时即可结速清洗。 (3)碱洗 碱洗的目的是除去系统内的油污,以保证酸洗均匀(一般当系统内有油污时才需要进行碱洗,新建设备一般需要)。 注水充满系统并用泵循环加热,加入各各碱洗药剂,维持一定温度,循环清洗,当系统中碱洗液的碱度曲线,油含量曲线基本趋于平缓时即可结速碱洗。 在碱洗过程中,应定时测试碱洗液的碱顺应式结构,油含量,温度等。 (4)碱洗后的水冲洗 碱洗后的水冲洗是为了除去系统内残留的碱洗液,并使部分杂质被带走.碱洗液排出后,及时注入温水冲洗,使系统呈中性或微碱性状态,当pH值曲线趋于平缓,浊度达到一定要求时,水冲洗即可结束。 在冲洗过程中,需测试排出口冲洗液的pH值和浊度。 (5)酸洗 酸洗的目的是利用酸洗液与水垢和金属氧化物进行化学反应,生成可溶性物质而除去。 为抑制和减缓酸洗液对金属的腐蚀,在酸洗液中常需添加适当的缓蚀剂。碱洗后的冲洗水排出后,将配制的酸洗溶液用清洗泵打入系统中,确认充满后用泵进行循环冲洗.可能时可切换清洗液的循环方向,并在最高点放空和底部排污,以避免产生气阻和导淋堵塞,影响清洗效果。 清洗过程中应定期(一般1次/30min)测试酸洗液中酸的浓度,金属离子(Fe2+,Fe3+,Cu2+)浓度,温度,pH值等。当金属离子浓度曲线趋于平缓时,既为酸洗终点。 (6)酸洗后的水冲洗 此次水冲洗是为了除去残留的酸洗液和系统内脱落的固体颗粒,以便漂洗和钝化处理(或预膜). 将酸洗液排出,并用大量的水对全系统进行开路清洗,不断轮换开启系统各导淋,以使沉淀在短管内的杂物,残液排出. 冲洗过程中,应每隔10min测定一次排出的冲洗液的pH值,当接近中性时停止冲洗. (7)漂洗 漂洗的目的是利用低浓度的酸洗液清洗系统内在水冲洗过程中形成的浮锈,使系统总铁离子浓度降低,以保证钝化效果. 漂洗实际上是一个低浓度酸洗过程.漂洗过程中也应测试漂洗液浓度,金属离子浓度,温度和pH值等.当总铁离子浓度曲线趋于平缓时,即可结束漂洗. (8)中和钝化(或预膜) a.钝化 在金属表面上形成能抑制金属溶解过程的电子导体膜,而这层膜本身在介质中的溶解度又很小,以至它能使金属的阳极溶解速度保持在很小的数值上,则这层表面膜称为钝化膜.在金属表面形成完整的钝化膜的过程,叫钝化. 金属设备或管道经过酸洗后,其金属表面处于十分活泼的活性状态,它很容易重新氯氧结合而被氧化返锈.因此,设备或管道在清洗后如暂时不使用,则需要进行钝化处理,然后加以封存. 漂洗结束后,若溶液中铁含量小于500mg/L时,可直接用氯水调节pH值到合适范围,再加入钝化药品进行钝化.若铁含量大于500mg/L时,则应稀释漂洗液至溶液中含铁离子小于500mg/L,再进行钝化钝化过程中应不断进行高压排空和低点排污,以排除气阻,避免死角,确保钝化效果. b.预膜 当空调清洗后马上就投运时,漂洗后可直接进行预膜而不必钝化. 预膜的目的是让清洗后尤其是酸洗后处于活化状态下的新鲜金属表面上,或其保护膜曾受到重大损伤的金属表面上,在投入正常运行之前预先生成一层完整而耐蚀的保护膜. 补加水使漂洗液中铁离子浓度低于500mg/L,并加中和药剂使pH值趋于中性,然后迅速加入预膜药剂进行预膜. 在化学清洗过程中,各阶段排除的化学清洗液必须经过处理达标后才可排放. 2)络合清洗: 络合清洗是用已二胺四乙酸二钠盐等络合剂和成膜剂通过络合化学反应,来完全溶解循环水系统内各类污垢达到清洗目的的,是一种温和的逐层溶解污垢的清洗,解决了传统酸洗过程中污垢成片脱落发生的堵管现象,也能避免酸洗对设备材质的腐蚀损伤. 络合清洗过程没有气体产生,无毒,无味,排放液不会污染环境,络合清洗腐蚀率低,[<0.26g/(m2h),小于水的腐蚀率],设备清洗过程安全,清洗后没有事故隐患,不会发生"氢脆","过洗","电腐蚀",垢快堵塞等现象. 由于机组循环水系统管径很细,用常规酸洗脱落垢快大,易堵塞管道;而部分管路采用异材联接.用常规酸洗会发生电化学腐蚀,易造成管路连接处断裂及设备腐蚀穿孔泄露,而络合清洗时污垢是逐层以粉末状脱落,不堵塞管道,络合清洗对金属腐蚀性很小。所以采用络合清洗解决了常规酸洗易产生的问题。 络合清洗可采用不停机清洗和停机清洗两种方式进行。不停机清洗时在机组正常运行状态下,加入清洗剂,使清洗剂作为冷却水或冷冻水在空调系统内部依靠空调机组进行循环清洗,不影响机组正常的运行。冷却水系统利用冷却塔底部水槽作为配液槽,各种清洗药剂直接加入配液槽进行清洗;冷冻水系统则需利用膨胀水箱或外接配液槽的方式进行加药清洗。络合清洗一般采用在冷冻水循环水泵入口前加装可控专用清洗泵站,利用清洗泵站中的配液槽加入各种清洗剂进行清洗。不停机清洗不需要钝化和除油碱洗。其清洗步骤为:杀菌灭藻清洗——〉络合除垢清洗——〉净洗中和清洗——〉预膜。 络合除垢清洗时先向循环水中加入适量的铜保护剂,再将络合除垢剂缓慢地加入,速度以络合剂溶解为度。投加量控制在PH值为3.0左右进行络合清洗,在清洗中要根据系统情况对液体走向,流速加以控制和调整,并每2h对清洗液进行一次监测.以总铁曲线和PH值曲线趋于平缓时作为清洗终点.向系统中补加新鲜水,并从排污口排污,降低浊度和铁离子浓度. 采用停机清洗时既可按不停机清洗工艺操作,也可以采用专用清洗泵站将整个系统分段清洗;清洗步骤基本上与不停机清洗相同,对已经停用的系统首先要进行冲洗试漏,对清洗后不立既投入使用的中央空调系统,在络合除垢清洗结束后,要认真进行钝化工艺处理,然后进行湿保养封存. 4、循环水系统不停机清洗 1)循环水系统不停机清洗的必要性 为保证某些实验室和工厂连续生产的需要,中央空调不可能长时间停运以便清洗,必须在空调正常运行的同时进行清洗。另外,许多宾馆大厦如果长时间停机势必影响宾馆的营业,造成经济上损失。因此,中央空调循环水系统进行不停机化学清洗是非常必要的。 2)冷却水系统的不停机清洗 (1)清洗方法 冷却水不停机清洗是一种循环清洗方法,它是利用冷却水系统的循环水泵作为清洗循环泵,利用冷却塔底部水池作为配液槽,各种清洗药剂直接加入冷却塔底部的水池中,并由循环水泵将清洗药剂送到冷却水系统革除。 (2)清洗步骤 不停机清洗是针对运行的系统而言。因此在清洗后不需要钝化,而只需要预膜。一般在中央空调水系统中,油污的存在也很少,因而也不需要进行碱性处理。 中央空调冷却水系统不停机清洗的步骤为 杀菌灭藻清洗----系统清洗---预膜---缓蚀阻垢 a 杀菌灭藻清洗 杀菌灭藻清洗应选择杀菌效果好并且有较好生物黏泥剥离能力的杀生剂。比如选择次氯酸钠和新洁尔灭,它们之间具有良好的协同效应,用药量按系统饱水量每(吨)计10-15ppm的使用量后其灭藻率达100%,并且对生物黏泥的剥离效果也很好。 在杀菌灭藻清洗一般时间为4-8h。在清洗过程中可每隔1h测定一次冷却水的浊度。当浊度曲线趋于平缓时,即可结束清洗。 在杀菌灭藻后,若冷却水比较浑浊,可以通过在冷却塔底部水池补加水,从排污口排放冷却水的方式来稀释冷却水 b.系统清洗 杀菌灭藻后就可以进行系统清洗。选择合适的缓蚀剂和酸洗剂。一般不停机系统清洗 是在低PH值下进行的。 先向冷却水系统中加入适量的缓蚀剂,待缓蚀剂在冷却水系统中循环均匀后就可以加入酸洗剂。如选择硫酸或氨基硫酸作酸洗剂,采用滴加法向冷却塔水池内加入酸洗剂,使冷却水的PH值缓慢下降并维持在2.5--3.5之间。每30分钟测定一次PH值,随时调整酸洗剂的滴加量。 在系统清洗过程中,应经常测定冷却水中的(Cu2+)(Fe2+)(Fe3+)含量等。一般在清洗开始阶段,每4小时一次。在清洗中后期每2小时测定一次。以总铁曲线趋于平缓为酸洗终点。浊度曲线可作为辅助终点判断手段。这种酸洗方式需频繁监测ph值,所以操作麻烦,但酸洗剂的浪费很少。 在系统清洗剂加入中,也可一次性将适量的系统清洗剂加入到系统中,投药量按饱水量以每(吨)计1000-1500ppm的使用量。清洗时间为24h.以总铁曲线和ph值曲线趋于平缓做清洗终点。这种方式终点明显,操作简单。 在系统清洗过程中,还可加入一些表面活性剂,如多聚磷酸盐等来促进酸洗效果。在循环水系统中沉积物可分为几层,如最上层为生物黏泥层,然后是水垢层,最下为腐蚀产物沉积层。但在有些系统中,在水垢层还会有生物黏泥层。对于这类沉积物的酸洗,在酸洗液中应加入合适的黏泥剥离剂去除生物黏泥层,使得反应得以继续进行。 系统清洗后应向冷却水系统中补加新鲜水,同时从排污口排放酸洗废液,以降低冷却水系统中的浊度和铁离子浓度,同时加入少量的碳酸钠(NaCO3)中和残余的酸,为下一步的预膜打好基础。 c.预膜 系统清洗结束后,向系统中投入一定剂量的预膜药剂进行预膜。投药量按饱水量每(吨)计500ppm.预膜时间为24h--48h。预膜时也可以再添加硫酸锌(三聚磷酸钠与硫酸锌的比例均为4:1),以缩短预膜时间和增加预膜效果。预膜完后将高浓度的预膜水用补加水的方式稀释排放,控制总磷值为10mg/L左右,然后转入正常的水处理。 3)冷冻水系统的不停机清洗 d.缓蚀阻垢 预膜结束后向系统里投加缓蚀阻垢剂,投药量按饱水量每(吨)计境100-200ppm运行时间为24-48h.缓蚀阻垢主要是防止新鲜的循环水腐蚀水管辟和结垢. (1)清洗方法 冷冻水系统不停机清洗也是一种循环清洗。它也是利用冷冻水循环系统中的水泵作为清洗用循环泵,但它利用膨胀水箱或外接配液槽的方式进行清洗。利用膨胀水箱时清洗药剂可以加入膨胀水箱中,然后从系统的排污口排出冷冻水,在系统内形成负压,从而将膨胀水箱中的清洗剂吸入系统内。使用外接配液槽时,一般选择夜间气温低时短时间停机,将配液槽连接在冷冻水循环水泵入口前,清洗药剂直接加入配液槽内。 在冷冻水系统的清洗中,需要更换一些冷冻水或冷冻水要流过外部设置的配液槽,从而使冷却保温受到一些影响,制冷机组的负荷会有所增加,但影响不大。 (2)清洗步骤 冷冻水系统的清洗和冷却水系统的清洗一样,也需要杀菌灭藻清洗--系统清洗--预膜等步骤。清洗过程和冷却水循环系统的不停机清洗相同,在此不再叙述。 在冷却水系统和冷冻水系统清洗时,为避免清洗循环系统出现短路情况,应根据不同部位的工艺性质分别单独开启或关闭,以保证中央空调水系统的任何部分都能够得到充分的清洗而无死角。 4)水质处理过程 循环水处理的任务,就是先清除新旧系统,设备水路的锈垢、粘泥、生物菌藻,然后在干净的内壁预膜一层完整的薄而密的保护膜(钝化膜)最后再根据日常水系统变化,通过水质分析投加复配缓蚀剂、阻剂、分散剂以及杀菌灭藻剂,抑制系统腐蚀,防止结垢生锈,阻止粘泥淤积以及菌藻滋生。 (1)预处理:预处理包括清洗和预膜。 清洗分为物理清洗和化学清洗,物理清洗就是用人工清扫和清水冲洗,以除去残留的泥沙、建筑垃圾等。化学清洗是以化学清洗剂去除设备管道中的油污、结垢、粘泥、铁锈和菌藻等杂质,达到清洗金属表面的目的,降低热阻,为预膜打好基础。 清洗药剂为有机高分子化合物,对设备管道无任何损害,其作用机理是渗透、扩散、能很好的清除污垢的铁锈。 预膜剂系复合配方,具有协同效应,能在已清洗干净的金属表面迅速形成化学保护膜,使其管道设备有很好的缓蚀、阻垢效果,延长设备使用年限。 (2)日常处理: 预处理后,系统正常运行,进入日常处理阶段。根据我公司水稳试验选作出的初步药剂配方及初始投加浓度,进行缓蚀、阻垢、杀菌处理。后根据对水质及投加量的跟踪分析和水处理效果的分析,随时调整配方,这样能确保药剂与工艺的最优化组合,以达到水处理的最佳效果。 (3)服务的内容及范围: A 提供系统全年运行的日常处理用药(机组运行时,每月加药一次); B 定期进行水质常规分析(每月一次); C 定期出具水质分析报告(每月一份); (4)水处理工艺: A 在水系统内的冷却塔和膨胀水箱中加入剥离剂、杀菌灭藻剂,并加入一定量的分散剂,通过水循环运行24-48小时,进行杀菌灭藻剥离污垢,最后排污。 B 在水系统中加入清洗剂,除去系统中污垢及铁锈,通过水循环48-60小时,排污到蚀度小于15PPM,最后将Y型过滤器的过滤网拆开清洗。 C 在水系统中加入预膜剂进行表面钝化处理,运行时间在24小时左右,PH值控制在6-6.5之间,排污至浊度小于5PPM。 D 日常维护,药剂浓度依据具体水质情况,由分析监控决定投加量,以维持和修补系统内金属表面形成的保护膜,以阻止和分散各种成垢离子结垢,达到防腐、防垢和控制微生物生长的目的。 5)清洗质量保证系统 (1)清洗之前公司将派工程技术人员对水质进行采样分析,调查了解设备运行、使用情况,根据水质分析和设备运行情况制订清洗方案。 (2)清洗过程中,公司将派专业工程技术人员现场服务,严格按清洗方案执行,各种检测数据记录存档。 (3)日常维护。公司每月将派人投加水质稳定处理药剂,并加强运行管理,确保水质达标运行。 (4)文明施工,安全优质,确保质量,无延误工期。
C. 你们的循环水怎么处理的,8T/h,10-15度水温.分两级处理么QQ540806157
1、 冷却水系统
用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。冷却水系统通常
有两种:直流冷却水系统和循环冷却水系统。
1.1 直流冷却水系统
在直流冷却水系统中,冷却水仅仅通过换热设备一次,用过后水就被排放掉,因此,它的用水量很大,而排出水的温升却很小,水中各种矿物质和离子含量基本上保持不变。
1.2循环冷却水系统
循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种。
1.2.1 封闭式循环冷却水系统
封闭式循环冷却水系统又称为密闭式循环冷却水系统。在此系统中,冷却水用过后不是马上排放掉,而是回收再用。
1.2.2 敞开式循环冷却水系统
敞开蒸发系统是目前应用最广、类型最多的一种冷却系统。它也是以水冷却移走工艺介质或换热设备所散发的热量,然后利用热水和空气直接接触时将一部分热水蒸发出去,而使大部分热水得到冷却后,再循环使用。因此,这样的系统也称敞开循环冷却水系统。根据热水和空气接触方法的不同,可以分成很多类型。敞开循环冷却水系统的分类见表一。
表一 敞开蒸发系统的分类
自然冷却塔
冷 却 池
喷淋冷却池
喷水式
敞 开 放 式 横流式
开 点滴式
蒸
发 自然通风
系 点滴式、薄膜式
统 风 筒 式
喷水式、点滴薄膜式
冷
却 点滴式
塔 薄膜式 逆流式
鼓 风 式 喷水式
点滴薄膜式
机械通风 点滴式
横流或逆流式
薄膜式
抽 风 式 喷水式
逆流式
点滴薄膜式
冷却水由循环泵送往系统中各换热器,以冷却工艺热介质,冷却水本身温度升高,变成热水,此循环水量为R的热水被送往冷却塔顶部,由布水管道喷淋到塔内填料上。空气则由塔底百页窗空隙中进入塔内,并被塔顶风扇抽吸上升,与落下的水滴和填料上的水膜相遇进行热交换,水滴和水膜则在下降过程中逐渐变冷,当到达冷却水池时,水温正好下降到符合冷却水的要求。空气在塔内上升过程中则逐渐变热,最后由塔顶逸出,同时带走水蒸气。这部分水的损失称为蒸气损失E。热水由塔顶向下喷溅时,由于外界风吹和风扇抽吸的影响,循环水会有一定的飞溅损失和随空气带出的雾沫夹带损失。由于这些损失掉的水,统称为风吹损失D。为了维持循环水中的一定的离子浓度,必须不断向系统中加入补充水量M和系统外面排出一定的污水。这部分水量称为排污损失B。
冷却塔的种类很多,按照塔的构造和空气流动情况来区分,有自然通风冷却塔和机械通风冷却塔两大类。按照空气与水在塔内的相对流动情况,又可分为逆流式和横流式。有关各种类型冷却塔的结构和特点,可参阅有关的参考文献。机械通风冷却塔冷却效果最好。设计中应综合考虑循环比,其应在3~5倍为宜。
2、 浓缩倍数
循环冷却水的浓缩倍数是该循环冷却水的含盐量与其补充水的含盐量之比。
提高循环冷却水的浓缩倍数,可以降低补充水的用量,从而节约水资源;还可以降低排污水量,从而减少对环境的污染和废水的处理量。此外,提高浓缩倍数还可以节约水处理剂的消耗量,从而降低冷却水处里的成本。但是,过多地提高浓缩倍数,会使循环冷却水中的硬度,碱度和浊度升得太高,水的结垢倾向增大很多,从而使结垢控制的难度变得太大;还会使循环冷却水中的腐蚀性离子(例如Cl-和SO42-)和腐蚀性物质(例如H2S、SO2和NH3)的含量增加,水的腐蚀性增强,从而使腐蚀控制的难度增加;过多地提高浓缩倍数还会使药剂(例如聚磷酸盐)在冷却水系统内的停留时间增长而水解。因此,冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好,一般热电系统可控制5~8倍,化工、炼油2~4倍。
2.1.1节水量与浓缩倍数的关系
现在从节约水资源的角度看一下补充水量M占循环水量R的百分比M/R与浓缩倍数K的关系,以及每提高一个浓缩倍数单位时节约的补充水百分比(以占循环水量的百分比表示)
M /R / K与浓缩倍数K的关系。
为了有一个定量的概念,我们用下面的例题来说明。
例题 设循环冷却水系统的循环量R为10000m3/h,冷却塔进口和出口的水温分别为42℃和32℃,试求浓缩倍数K分别为1.5~10.0时的补充水量M、排污水量B以及补充水量占循环水量的百分比M/R。
解 现以K+2.0时为例进行计算;
蒸发损失水量E=R•CP• t/r
=10000×4.187×(42-32)/2401
=174.4(m3/h)
风吹损失水量(按0.05%R计)
D=10000×0.05%=5.0(m3/h)
总排污水量 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)
补充水量 M=E+Br=174.4+174.4=348.8(m3/h)
式中 CP——水的热容量(比热)•kJ/(kg•℃);
t——水的进口温度与出口温度之差,℃;
r——水的蒸发潜热,kJ/kg ;
K——水的浓缩倍数。
现把K分别为1.5、3.0、4.0……10.0时的M、B、M/R和 M/R / K的计算结果列于表2中。
2.1.2浓缩倍数的选择
从表2中可以看到:
随着循环冷却水浓缩倍数K的增加,冷却水系统的补充水量M和排污水量B都不断
表2不同浓缩倍数下冷却水运行参数的计算值
K
计算项目 1. 0
(直流水) 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 10.0
冷却水的循环量R,m3/h
进出口水温差 t,℃
蒸发损失水量E,m3/h
风吹损失水量D,m3/h
排污水量B,m3/h
总排污水量B/R,%
补充水量M,m3/h
排污水量占循环水量的百分比B/R,%
补充水量占循环水量的百分比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
减少,因此,提高冷却水的浓缩倍数,可以节约水资源;
但是,每提高一个浓缩倍数单位( K=1)所降低的补充水量的百分比 M/R / K则随浓缩倍数的增加而降低。例如:
当浓缩倍数K由1.0提高到2.0时,补充水量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%
当浓缩倍数K由2.0提高到3.0时,则有:
M/R / K=348.8-261.6/10000/(3.0-2.0)=0.87%
当浓缩倍数K由3.0提高到4.0时,则有:
M/R / K=261.6-232.5/10000/(4.0-3.0)=0.29%
当浓缩倍数K由4.0提高到5.0时,则有:
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 在低浓缩倍数时,提高浓倍数的节水效果比较明显;但当浓缩倍数提高到4.0以上
时,再进一步提高浓缩倍数的节水效果就不太明显了。例如把上述循环冷却水的浓缩倍数由4.0提高到5.0时,节约的水量仅占循环水量的0.14%。因此,一般循环冷却水系统的浓缩倍数通常被控制在2.0~4.0左右。
② 与直流冷却水相比,即使循环水的浓缩倍数比较低,例如仅为1.5倍,但此时补充
水即可节约94.8%(100%—5.2%)。由此可见,从节约水资源的角度来看,把直流冷却水改造为浓缩倍数不太高的冷却水,就可以节约大量的淡水资源。因此,直流冷却水系统的改造与不改造(为循环冷却水系统)是大不一样的。
敞开式循环冷却水的浓缩倍数可以通过调节排污水量或补充水量来控制。
2.2 补充水量M(m3/h)
水在循环过程中,除因蒸发损失和维持一定的浓缩倍数而排掉一定的污水外,还由于空气流由塔顶逸出时,带走部分水滴,以及管道渗漏而失去部分水,因此补充水是下列各项损失之和。
2.2.1 蒸发损失E(m3/h)冷却塔中,循环冷却水因蒸发而损失的水量E与气候和冷却幅度有关,通常以蒸发损失率a来表示。进入冷却塔的水量愈大,E也就愈多,以式表示如下:
E=a(R-B)
a=e(t1-t2)
式中 a — 蒸发损失率,%;
R — 系统中循环水量,m3/h;
B — 系统中排污水量,m3/h;
t1、t2 — 循环冷却水进、出冷却塔的温度,℃;
e—损失系数,与季节有关,夏季(25~30℃)时为0.15~0.16;冬季(-15~10℃)时为0.06~0.08;春秋季(0~10℃)时为0.10~0.12。
2.2.2 风吹损失(包括飞溅和雾沫夹带)D(m3/h)风吹损失除与当地的风速有关外,还与
冷却塔的型式和结构有关。一般自然通风冷却塔比机械通风冷却塔的风吹损失要大些。若塔中装有良好的收水器,其风吹损失比不装收水器的要小些。风吹损失通常以占循环水量R的百分率来估计,其值约为
D=(0.2%~0.5%)R m3/h
2.2.3 排污水损失 B(m3/h)B的大小,由需要控制的浓缩倍数和冷却塔的蒸发量来确定,其计算下面再讨论。
2.2.4 渗漏损失 F (m3/h) 良好的循环冷却水系统,管道连接处,泵的进、出口和水池等地方都不应该有渗漏。但因管理不善,安装不好,则渗漏就不可避免。因此在考虑补充水量时,应视系统具体情况而定。故补充水量
M=E+D+B+F
3、排污水量 B(m3/h)
排污水量B的确定与冷却塔的蒸发损失E和浓缩倍数K有关。可以通过下列物料衡算的办法,找出B和E与K的关系式。
设循环冷却水系统中,除了有补充水加入和排污、蒸发、风吹、渗漏等损失外,再没有其他的水流或溶质加入或排出系统,那么整个系统在循环浓缩过程中,就可以对循环水中某些不受加热、沉淀等干扰的溶质(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 — 补充水中某种溶质的浓度;
CE — 水蒸气中某种溶质的浓度;
CR — 循环冷却水中某种溶质的浓度;
当系统中管道联接紧密,不发生渗漏时,则F=0;当冷却塔收水器效果较好时,风吹损失D很小,如略去不计,则上式可简化为
E
B=
K-1
因此循环冷却水系统运行时,只要知道了系统中循环水量R和浓缩倍数K,就可以估算出蒸发量E,排污水量B以及补充水量M等操作参数。控制好这些参数,循环冷却水系统的运行也就能正常进行。
第二节 敞开式循环冷却水处理的重要性
1、敞开式循环冷却水系统产生的弊端及问题
冷却水在循环系统中不断循环使用,由于水的温度升高,水流速度的变化,水的蒸发,各种无机离子和有机物质的浓缩,冷却塔和冷却水池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、灰尘杂物的进入,以及设备结构和材料等多种因素的综合作用,会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、设备腐蚀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问题。
1.1循环冷却水使用后的弊主要表现在以下五个方面:
①对于凉水塔周边污染物的吸收及累积;
②细菌及生物粘泥大量产生;
③金属腐蚀性急剧上升;
④泄露介质污染水系统进而造成全部冷却器管网的结垢或腐蚀;
⑤污染物不易消减。
1.2敞开式循环冷却水系统产生的问题
1.2.1沉积物的析出和附着
一般天然水中都溶解有重碳酸盐,这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成分。
在循环冷却水系统中,重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增加,当其浓度达到过饱和状态时,或者在经过换热器传热表面使水温升高时,会发生下列反应:
Ca(HCO3)2 CaCO3 + CO2 +H2O
CaCO3沉积在换热器传热表面,形成致密的碳酸钙水垢,它的导热性能很差。不同的水垢其导热系数不同,但一般不超过1.16W/(m•K),而钢材的导热系数为45 W/(m•K)。
1.2.2设备腐蚀
循环冷却水系统中,大量的设备是金属制造的换热器。对于碳钢制成的换热器,长期使
用循环冷却水,会发生腐蚀穿孔,其腐蚀的原因是多种因素造成的。
1.2.3冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀
敞开式循环冷却水系统中,水与空气能充分地接触,因此水中溶解的O2可达饱和状态。当碳钢与溶有O2的冷却水接触时,由于金属表面的不均一性和冷却水的导电性,在碳钢表面会形成许多腐蚀微电池,微电池的阳极区和阴极区分别发生下列的氧化反应和还原反应:
在阳极区 Fe=Fe2+ +2e
在阴极区 1/2 O2+ H2O +2e =2OH-
在水中 Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2
Fe(OH)2 Fe(OH)3
这些反应,促使微电池中的阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。
1.2.4有害离子引起的腐蚀
循环冷却水在浓缩过程中,除重碳酸盐浓度随浓缩倍数增长而增加外,其他的盐类如氯化物、硫酸盐等的浓度也会增加。当Cl-和SO2-4离子浓度增高时,会加速碳钢的腐蚀。Cl-和SO2-4会使金属上保护膜的保护性膜的保护能降低,尤其是Cl-的离子半径小,穿透性强,容易穿过膜层,置换氧原子形成氯化物,加速阳极过程的进行,使腐蚀加速,所以氯离子是引起点蚀的原因之一。
对于不锈钢制造的换热器,Cl-是引起应力腐蚀的主要原因,因此冷却水中Cl-离子的含量过高,常使设备上应力集中的部分,如换热器花板上胀管的边缘迅速受到腐蚀破坏。循环冷却水系统中如有不锈钢制的换热器时,一般要求Cl-的含量不超过300mg/L。
对于碳钢而言,S2-、油污、酸、碱的腐蚀是剧烈的,尤其是S2-引发的一系列生化腐蚀极易造成管道的大面点蚀穿孔,其对金属的腐蚀能力远大于Cl-、SO2-4等离子。
1.2.5微生物引起的腐蚀
微生物的滋生也会使金属发生腐蚀。这是由于微生物排出的粘液与无机垢和泥砂杂物等形成的沉积物附着在金属表面,形成氧的浓差电池,促使金属腐蚀。此外,在金属表面和沉积物之间缺乏氧,因此一些厌氧菌(主要是硫酸盐还原菌)得以繁殖,当温度为25~30℃时,繁殖更快。它分解水中的硫酸盐,产生H2S,引起碳钢腐蚀,其反应如下:
SO2-4 +8H++8e=S2-+4 H2O +能量(细菌生存所需)
Fe2+ + S2 -=FeS
铁细菌是钢铁锈瘤产生的主要原因,它能使Fe2+氧化为Fe3+,释放的能量供细菌生存需要。
细菌
Fe2+ Fe3+ +能量(细菌生存所需)
1.2.6微生物的滋生和粘泥
冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中,一般来说细菌和藻类都较少。但
在循环水中,由于养分的浓缩,水温的升高和日光照射,给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出的粘液像粘合剂一样,能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀等粘泥附在一起,形成粘糊糊的沉积物粘附在换热器的发热表面上,有人称之为生物粘呢,也有人把它叫做软垢。
粘泥积附在换热器管壁上,除了会引起腐蚀外,还会使冷却水的流量减少,从而降低换热器的冷却效率;严重时,这些生物粘泥会将管子堵死,迫使停产清洗。
2、敞开式循环冷却水处理的重要性及优点
如前所述,冷却水长期循环使用后,必然会带来沉积物附着、金属腐蚀和微生物滋生这三个问题,而循环冷却水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。这样做法的好处如下:
①稳定生产 没有沉积物附着、腐蚀穿孔和粘泥堵塞等危害,冷却水系统中的换热器就可以始终在良好的环境中工作。循环冷却系统由于能够有效地控制污垢的沉积和生长,保证了传热效率,污垢热阻值一般定为万分之三以下。良好的传热效率为延长生产周期创造了条件。国内外有很多管理水平较高的工厂可连续生产400天左右。
②节药水资源 一般合理利用的循环水可节药96%以上的用水量,循环水装置的投资6~12个月就可以得到回收。例如在日产千吨合成氨的工厂中,每小时直流冷却水的用量是22000米3。如果用循环冷却水,其补充水量一般只需550~880米3/时。因此,循环冷却系统节约了96~97.5%的用水量。
③减少环境污染 直流冷却水系统直接从水源抽取冷水用于冷却,然后又将温度升高了的热水再排放到水源中去。将废热带到水源中形成热污染,用循环水可减95%以上的热污染。
④节约钢材 提高经济效益;处理效果良好的化工企业冷却器一般使用寿命可达4~6年,远高于2~3年的一次水冷却器使用期限。
⑤减少设备的体积:热交换器的污垢热阻值若按千分之三设计时,其传热面积将比污垢热阻值,按万分之三设计时大数倍。因此采用循环冷却水系统可使热交换器体积缩小。这也就是为什么日产千吨的新氨厂比日产三百三十吨的老氨厂产量提高了三倍,而占地面积却减少了十倍的原因之一。热交换器体积减小还节约大量的钢材。
⑥循环冷却系统中投加缓蚀剂可以有效地控制腐蚀,降低了对热交换器的材质要求。
第二章 循环冷却水系统中的沉积物控制
第一节 循环冷却水系统中的沉积物
1、沉积物的分类
循环冷却水系统在运行的过程中,会有各种物质沉积在换热器的传热管表面。这些物质统称为沉积物。它们主要是由水垢(scale)、淤泥(sludge)、腐蚀产物(corrosion procts)和生物沉积物(biological deposits)构成。通常,人们把淤泥、腐蚀产物和生物沉积物三者统称为污垢(fouling)。
2、水垢析出的判断
在实验室及生产现场我们常用LangLier指数判断水垢的形成趋势并相对应的作配方研究。
前面曾经提到,最容易沉积在换热器传热表面的水垢主要是碳酸钙垢。当条件适宜时也会出现磷酸钙垢及硅酸盐垢。下面就这些水垢析出的判断作些介绍。
2.1 碳酸钙析出的判断
2.1.1 饱和指数(L.S.I.)
碳酸盐溶解在水中达到饱和状态时,存在着下列动平衡关系:
Ca(HCO3)2 Ca2+ + 2HCO-3 式1
HCO-3 H+ + CO32- 式2
CaCO3 Ca2+ + CO32- 式3
1936年朗格利尔(Langelier)根据上述平衡关系,提出了饱和PH和饱和指数的概念,以判断碳酸钙在水中是否会出析出水垢,并据此提出用加酸或加碱预处理的办法来控制水垢的析出。
早期水处理工作者曾有意让冷却水在换热器传热表面上结一层薄薄的致密的碳酸钙水垢,这样既不影响传热效率,又可防止水对碳钢的腐蚀。因此,朗格利尔提出:L.S.I.>0时,碳酸钙垢会析出,这种水属结垢型水;当L.S.I.<0时,则原来附在传热表面上的碳酸钙垢层会被溶解掉,使碳钢表面裸露在水中而受到腐蚀,这种水称作腐蚀型水;当L.S.I.=0时,碳酸钙既不析出,原有碳酸钙垢层也不会被溶解掉,这种水属于稳定型水。如以式表之,则可写成:
L.S.I.=PH-PHs>0 结垢
L.S.I.=PH-PHs =0 不腐蚀不结垢
L.S.I.=PH-PHs<0 腐蚀
①计算饱和PH(PHs)的公式 根据电中性原则和质量作用定律,中性碳酸盐水溶液中,存在着下列关系:
PHs=(9.70+A+B)-(C+D)
式中 A 总溶解固体系数;
B 温度系数;
C 钙硬度系数;
D M-碱度系数;
② 饱和指数的应用 通常设计部门对水质处理进行设计和确定药剂配方时,往往根据水质资料首先计算一下饱和指数,以判断水质是属于什么类型的,然后再考虑处理方案。
除了朗格利尔(Langelier)指数外,1946年雷兹纳(Ryznar),发明了稳定指数(R.S.I);1979年帕科拉兹(Puckorius)发明结垢指数;
上述四种指数均是针对碳钢材质,预测水中溶解的碳酸钙是否会析出,或者碳酸钙在水中是否会溶解而言,因此判断式中所谓腐蚀的实际含意并不是直接预测水的腐蚀性,而是指作保护层用的碳酸钙溶解后,碳钢直接裸露在水中,由电化学作用等原因引起腐蚀。如果材质是铝、不锈钢等合金则腐蚀问题就不会像碳钢那样突出。
2.2 磷酸钙析出的判断
在许多水质处理方案中,常在循环冷却水中投加聚磷酸盐作为缓蚀剂或阻垢剂,而聚磷酸盐在水中会水解成为正磷酸盐,使水中有磷酸根离子存在。磷酸根与钙离子结合会生成溶解度很小的磷酸钙沉淀,如附着在传热表面上,就形成磷酸钙水垢。因此,在投加有聚磷酸盐药剂的循环冷却水系统中,必须要注意磷酸钙水垢生成的可能性。
D. 钛阳极的主要用途是什么
钛阳极(MMO)是由贵金属铱盐涂敷于钛基材经高温烧结而成的,广泛用于电镀(线路板行业的深孔高要求电镀铜,电镀金),电解等湿法冶金行业。电极的制备及应用已相当成熟,至今已有40年历史,相对于传统的镀铂电极在碱性铜工艺而言,钛阳极有镀铂电极无法比拟的优点:
1、 技术特性
电流高效率高,有优良抗菌腐蚀性能;电极使用寿命长;可以随再高的电流密度,运行电流密度:《10000A/M2 属于以工业纯钛为基层的析氧型阳极
2、 催化活性高
众所周知,镀铂电极是一各高过氧电位(1.563V,相对硫酸亚汞)电极,而MMO阳极是一种低析氧过电们(1.385V相对硫酸亚汞)电极,在阳极析氧区更容易析氧。因此,电解时,槽村也相对较低,更节省电能。这种现象在铜箔后处理碱性镀铜墙中,已明显体现出来了。
3、 无污染MMO
阳极涂层是贵金属铱的陶瓷氧化物,该氧化物是一种相当稳定的氧化物,几乎不溶于任何酸碱中,且氧化物涂层约20-40µm,整体涂层氧化物量是较少的。因此,MMO阳极不会对电镀液造成污染,这一点和镀铂电极基本一样。
4、 性价比高
已维持镀铂电极(涂层厚3.5mm)同样的使用寿命,MMO阳极的价格约为镀铂电极的80%,MMO电极在碱性电镀铜电解液中有更好的电化学稳定性,同时其具有优异的电解活性和耐久性。从本公司的MMO阳极与PT电极的造价成本上分析,明显MMO电极经济实惠。
5、 由于印刷电路中铜的应用需使用脉冲周期反向(PPR),我们知道镀铂钛不溶解阳极的使用被禁止9硫酸电解液中氯化物存在于这种电流环境中,一段时间后会使铂层剥落)。然而,使用尺寸稳定的阳极,能避免这种现象,而且可使不溶解阳极技术在这种应用中成功地实现性能优势。
6、 阳极维护最少。不需要停下生产给一清洗和补充阳极、更换阳极袋及给阳极重新镀层(生产率提高,人工成本降低);
7、 不溶解阳极的寿命取决类型、工作电流密度以及与各种电镀化学物质的接触;
正方向脉动(PPR)电镀阳极
由于金属原料的价格不断上涨,由于铜离子容易集中在孔的边沿部份(那高电流密度区域)快速沉积,而孔的中央部分(即低电流密度区域)的沉积速度则相对地缓慢得多。这样导致铜的沉积分布极不均匀:行为称为“狗骨状)以适中的电流密度操作会出现狗骨状,以较低的电流密度会出现筒裂现象,以较高的电流密度操作会出现烧集现象。对于电镀线路板来说无疑是一个沉重的冲击。
反向脉冲电镀阳极也因此而生,由于印制电路板中铜的反应需使用脉冲周期反向(PPR)技术我们知道镀铂钛不溶解阳极的使用在硫酸电解液中,氯化物存在于这种电流环境中,一段时间后会使铂层剥落。
利用正反向脉冲电镀阳极,有以下特点:
1、 阳极的几何尺寸保持不变,从而使电流分布得到优化。
2、 阳极维护少。不需要停下生产线来清洗和补充阳极,更换阳极袋提高生产率,人工成本降低。
3、 对解决深孔电镀的镀层均匀问题:电流效率高,可以承受1000A/ M2 电流密度。
4、 对电镀介质不会产生污染。
正反相脉冲电镀阳极是析氧型电极,以工业纯钛(TA2)为基材。电阳极使用寿命和优良的抗腐蚀性能。
E. 如何清理太阳能热水器里面的水垢
1、太阳能进水口打开倒入除垢液,用量依据太阳能热水器容量而定。
(5)循环水除垢阳极扩展阅读:
由于自来水中杂质较多,用于消毒的余氯、管道中的泥沙铁锈等都会被带进热水器,使水质变差;长时间不清洗,附在加热棒上的水垢会影响加热效率;另外,水中沉积的杂质和金属屑也可能引发皮肤病。所以,清洁是热水器使用中不可忽视的一环。
1.电热水器。如果喷水不畅、堵塞,可将喷头卸下,用螺丝刀将喷头盖中间的螺丝拧下,取下套盖,用牙刷对脏污进行清理。内胆清洗前,要先切断电源,关闭进水阀门,打开出水阀门,取下排污口盖,将水箱内的水放出,然后打开进水阀,反复冲洗几分钟,直至排出净水,盖上排污口盖。
2.燃气热水器。外部可用毛巾沾水擦拭,不能使用热水或酸碱度强的清洗剂。为防止自来水结垢,应定期拧下冷水管连接接头,取出过滤网,用水冲洗。内部水箱如果积累太多灰尘,会影响到热能吸收,最好用抹布轻轻擦拭或用牙刷刷净。
3.太阳能热水器。根据脏污情况擦拭表面灰尘,保持清洁可维持较高集热效率。在水龙头滤网处,水管内的水垢会聚集于此,应定期自行拆下清洗。内部清洗时,可打开太阳能热水器进水口,将白醋倒入存水箱,让热水器自动循环20~30分钟,再打开排水口,最后再将水箱加满水,循环2分钟后排干即可。
热水器最好两三年清洗一次。在操作时,要注意拔掉插头,关闭电热水器下方的冷水和热水角阀,等缸内的水冷却后再清洗。为保证安全,防止清洗不净、没有专业设备以及弄坏热水器,建议有条件者请专业的维修人员来进行清洁。
F. 电化学水处理怎么除垢的只用电吗
不对,不只是用电,电解除垢是利用电与化学能相互转化的产物,也内叫EST电化学水处理,也有叫容EST电解除垢的,当然,要想完成这一过程,必须给机器先通电,然后才能产生化学反应的动力,所以说,通电外部因素,化学反应是内部因素。上海亨祥宁科技希望能帮到你!
G. 关于冷却水处理结垢的判断
判定是否结垢,先要搞清楚水垢是什么。
实际上,水垢就是水中溶解的钙镁离子形成不溶性版碳酸盐而沉积的产物权。结垢是一个缓慢的过程。
判定是否有冷却水结垢,如果假设冷却水是封闭运行,假设冷却水没有蒸发和泄露减少,那么通过检测冷却水中钙镁离子的减少就可以知道有否结垢,以及结垢的多少。
方法是:在初始注入冷却水时取样备存。(这一点很重要,因为所有的自来水或井水,其矿物质含量不是每时每刻都相同的),运行一段时间后,再取一份冷却水样。对两者同时做分析,比较其钙镁离子含量。然后根据其减少量和总水量,就可计算结垢的数量。
H. 冷却塔循环水除垢、防垢有什么好的办法
使用辽宁抄星力电化学除垢设备袭,该设备是引进以色列技术研发生产的。设备主要有阴极板和阳极板(专利)组成,安装在循环水管道的旁路上,其工作原理是利用电化学法氧化和还原循环水中的成垢物质,使其定向生成在电极板上,定期处理。在电解过程中阳极板主要生成次氯酸HCLO3等强氧化物质,氧化循环水中的有机物和无机物起到杀菌除藻的作用;阴极板主要生成氢氧根离子(OH-)碳酸根离子(CO3-)当循环水中的钙镁离子经过该区域时产生还原反应,生成碳酸钙,氢氧化镁,硅酸钙等附着在阴极板上,达到一定厚度即可清理,排除循环水体系外,从而达到很好的杀菌除藻,除垢防垢的效果。使用星力电化学定向除垢设备无需添加缓蚀剂,阻垢剂和杀菌剂,可以减少循环水的污水排放,同时也可以提高循环水的浓缩倍数,节约用水20%-40% 。