3-3 循环冷却水处理-沉积物及其控制.ppt

第三节 冷却水的沉积物及其控制 一、水中形成的沉积物 （1）水中的盐类 （2）水中的污泥 （3）空气中生成的污泥 （4）与系统相关的沉积物 二、水垢析出的判断 三、控制方法 四、沉积物控制剂 五、阻垢机理的研究情况 一、水中的沉积物--（1）水中的盐类 产生的原因： 冷却塔的曝气作用： Ca HCO3 2 → CaCO3↓+CO2↑+H2O 钙盐的反温度效应： 温度升高， CaCO3和Ca3 PO4 2的溶解度反而下降。 溶度积效应： 碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐等的钙镁铁盐随水的浓缩而产生沉淀。 一、水中的沉积物--（2）水中的污泥 各种悬浮物、砂子、淤泥、粘土、微生物、油等，均可由补充水带入系统。 常常聚集在水速较慢或流速突然发生变化的位置，如集水池、水箱、水箱和换热器的壳程处。 这些杂质的粒度、紧密度以及水的特性，对于沉降和成垢发生影响。 油污常黏附在金属表面，起着一种污垢黏合剂的作用。油膜影响传热效果，是微生物的营养源，阻止抑制剂达到金属表面，影响钝化效果。 一、水中的沉积物-- （3）空气中生成的污泥 空气中混有很多悬浮物，随空气带入的砂子、粘泥、黏土、污泥和细菌等会促进系统的总体结垢。 空气中的杂质在系统中产生沉积物。 氧气和二氧化碳加速了腐蚀； 二氧化硫、硫化氢等气体使阳极抑制剂还原成不溶性的污垢，硫化氢腐蚀性很强，生成硫化铁沉积物，进一步加剧腐蚀； 氨选择性腐蚀铜和铜合金。 一、水中的沉积物-（4）与系统相关的沉积物 系统内的部件的腐蚀也会导致沉积物的生成，它们蔓延面积很广，很快堵塞配水管线和换热器。沉积物又会加速腐蚀和结垢。 由油、某些气体、有机物产生的污染物，或能与水中化学剂起反应的任何杂质产生的污染物都会导致沉积。有机物作为微生物的养料，常常使阳极型抑制剂还原。 二、水垢析出的判断 1.碳酸钙垢的析出判断 1 Langelier 饱和指数 LSI pH – pHs ＞ 0 结垢 LSI pH - pHs 0 不腐蚀不结垢 LSI pH - pHs ＜ 0 腐蚀 饱和pHs的计算 饱和pHs的简化计算 2 Ryznar 稳定指数 RSI 2pHs-pH-pHs 4.0～5.0严重结垢 RSI 2pHs-pH-pHs 5.0～6.0 轻度结垢 RSI 2pHs-pH-pHs 6.0～7.0基本稳定 RSI 2pHs-pH-pHs 7.0～7.5轻微腐蚀 RSI 2pHs-pH-pHs 7.5～9.0严重腐蚀 RSI 2pHs-pH-pHs ＞9.0极严重腐蚀 3 Puckorius 结垢指数 pHeq 1.465lgM+4.54 RSI 2pHs-pHeq ＜6 结垢 RSI 2pHs-pHeq 6 不结垢不腐蚀 RSI 2pHs-pHeq ＞6 腐蚀 均从热力学角度来判断。结垢还应包括动力学因素； 主要针对碳酸钙垢、碳钢材质以及不加药剂时。 4 临界pH结垢指数pHc：实验方法得到。 一般pHc pHs + 1.7 - 2.0 （5）极限碳酸盐硬度 磷酸钙的析出判断 硅酸盐的析出判断 4. 污垢热阻 无污垢时的总热阻 污垢热阻的测定和计算 动态模拟装置示意图 三、控制方法 （1）常规处理 软化：离子交换、石灰软化 加酸： 旁流处理:无阀滤池、陶瓷膜过滤、混凝 （2）聚合物沉积控制剂 配伍性：缓蚀阻垢剂与杀生剂、缓蚀剂和分散剂 高效性：高效的缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂 强分散性：如污循环的运行 （3）多价螯合剂、络合剂及低限抑制剂 （4）清洗：停车、不停车化学清洗 （5）机械清除：排污（潜水泵） A. 软化 用钠沸石或氢沸石进行离子交换、石灰软化除去矿物质等方法去除成垢离子。 除石灰法外，其它成本较高，适宜于小系统。 在密闭系统应用得较多，特别是运行温度很高的那些系统，如天然气加压发动机冷却夹套中水的处理。 B. 加酸 控制水垢的最老的方法之一。 加酸以控制适当的碱度和pH值。 Ca HCO3 2+H2SO4→CaSO4+2CO2↑+2H2O 硫酸钙的溶解度至少比碳酸钙高100倍。 HCl：使氯离子增加，腐蚀性增强； HNO3：强氧化剂，会引起腐蚀； NH2SO3：在一定条件下会腐蚀； NaHSO4：酸性比硫酸弱； CO2：仅增大重碳酸钙的溶解度，但易逸出。 C. 旁流处理 1-5%的冷却水流经过滤器； 滤料有砂子、无烟煤、混合滤料等； 不适合处理含油的水，易使其堵塞； 若要提高塔内浓缩倍数，可采用旁流石灰软化：除去悬浮物，减小硬度。 （2）聚合物沉积控制剂 A.絮凝剂 B.分散剂 M 1000-20000,加入阴离子聚合物后会增大污垢表面的负电荷，使离子保持分散状态。 C.硬垢控制 与分散作用相似，使得硬垢晶体畸变。较大