化學(xué)工程與裝備2012年第3期Chemical Engineering& equipment2012年3月循環(huán)水系統(tǒng)中的水垢及其控制閆帥(天津辰力科技發(fā)展有限公司,天津300400摘要:在循環(huán)水系統(tǒng)中,如果產(chǎn)生嚴重的結(jié)垢,會對整個系統(tǒng)的運行產(chǎn)生嚴重的影響,必須要對循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢進行嚴格處理。本文就循環(huán)水系統(tǒng)中的水垢形成原因和影響,以及控制方法等等一些關(guān)于循環(huán)水系統(tǒng)中的水垢方面的問題做出了闡述關(guān)鍵詞:循環(huán)水系統(tǒng):水垢:控制在系統(tǒng)的長期運行中,就會在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中產(chǎn)生-候就會產(chǎn)生大量的不溶于水的物質(zhì)從水中析出,從而就會些問題,影響系統(tǒng)的運行,其中最嚴重的就是水垢、污垢、產(chǎn)生水垢腐蝕及微生物危害,這四種危害中有著相互的聯(lián)系。如圖:(3)在系統(tǒng)運行的過程中,突然出現(xiàn)冷卻水的中斷,腐蝕從而導(dǎo)致循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的水出現(xiàn)沸騰汽化,在系統(tǒng)停止運行后,冷卻水的供應(yīng)過早終止,導(dǎo)致冷卻水的溫度升高這些都會導(dǎo)致水垢的產(chǎn)生2水垢的種類以及性質(zhì)做生物水垢的成分往往不是單一的化合物,而是由很多種化合物組成的混合物,這種混合物中結(jié)構(gòu)成分較為復(fù)雜,但是其中往往會有某一種,或是某幾種化合物為混合物的主體,在水垢循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的水垢,大體可以分為四類:碳酸鹽水垢在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,其中微生物問題最為微妙,任硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、混合水垢。其中混合水垢是前面何一方的問題均可加劇微生物的問題,而微生物的問題也會幾種幾種水垢的混合物,要想知道其中的主要成分可以從顏色和加劇腐蝕、污垢和水垢的情況。本文就這四種危害中的水垢化學(xué)性質(zhì)來進行鑒定問題作為主要研究方向。3水垢的危害在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,水垢的產(chǎn)生主要是一些不溶于水(1)致密的微溶性鹽類水垢的導(dǎo)熱性很差,水垢的熱的物質(zhì)的沉淀,比如CaCO3、Zn(0H2Ca3(P04)2、Casi03等阻大概是金屬的40倍以上。因此在水垢形成后,輕則導(dǎo)致如果這些沉淀的量較少,在不影響換熱效果的情況下,或?qū)Q熱器的效率降低,嚴重時甚至?xí)?dǎo)致?lián)Q熱器的堵塞,增大高硬度、堿度的水質(zhì)本身,控制沉積速率,即可認為是保護系統(tǒng)壓力,讓水泵和冷卻塔的效率下降,增加能量的消耗膜。這種系統(tǒng)中循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水量、水質(zhì)、微生物繁殖降低產(chǎn)量,造成局部的腐蝕加快,造成非正常停產(chǎn),對產(chǎn)品金屬保護膜修復(fù)等在動態(tài)運行中保持基本平衡質(zhì)量也會產(chǎn)生很大的影響,形成對工作人員的安全隱患1循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生水垢的原因(2)在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中產(chǎn)生結(jié)垢,再加上水中溶解在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)如果水垢產(chǎn)生的嚴重,因為水垢的熱的水,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的金屬就會發(fā)生電化學(xué)腐蝕,造成阻大約是鋼板的40倍,這就會嚴重影響系統(tǒng)的運行,那么金屬溶解,設(shè)備是使用壽命變短,增加維修費用,對政策生循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的水垢是如何產(chǎn)生的呢?產(chǎn)產(chǎn)生嚴重中國煤化工(1)冷卻水的水質(zhì)指標(biāo)達不到規(guī)定的要求(3)水CNMHG的增加,降低金(2)在系統(tǒng)的運行中,局部的溫度較高,同樣會有不屬表面保護膜課擴性呢溶于水的物質(zhì)從水中析出,產(chǎn)生水垢;1.3循環(huán)冷卻水系統(tǒng)(4)水垢的形成能夠促進微生物繁殖、集結(jié)及粘液分中冷卻水流量不足,這就導(dǎo)致了水溫高于了40℃,這個時泌,若情況嚴重,半月內(nèi)就使設(shè)備熱負荷下降50%,停產(chǎn)、閆帥:循環(huán)水系統(tǒng)中的水垢及其控制清洗、檢修會給工廠造成重大的經(jīng)濟損失。特別是其中的的在中墾殖方法能偶有效的去除水質(zhì)的制垢鹽分,紡織碳鐵細菌、硫酸鹽還原菌、硝化細菌會使金居腐蝕,嚴重時會酸鹽水垢的形成,但是這種方法的基建和運行費用很高,很造成穿孔、形成滲漏,直接導(dǎo)致生產(chǎn)停頓、設(shè)備檢修、設(shè)備少在大型循環(huán)水系統(tǒng)中使用。使用壽命縮短并造成經(jīng)濟損失。4.1.5加酸法4循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水垢的預(yù)防和控制碳酸鈣的在水中溶解度很低,而硫酸鈣的溶解度很高,為了防止各種水垢和附著物的產(chǎn)生,保證循環(huán)冷卻水系大概是碳酸鈣的106倍。因此在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,可以加統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行,必須要做好循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水垢的預(yù)入少量的濃硫酸,讓其在水中和碳酸鈣進行反應(yīng),從而控制防和控制工作冷卻水的結(jié)垢,其反應(yīng)式為4.1無機鹽和栲膠復(fù)合防垢法Ca〔HCO)2+HS04~CaSO4+2HO+2CO2↑4.1.1碳酸鈉4.1.6通入cO2在進行熱交換的過程中,使用碳酸鈉溶液會和鈣生成水在在曝氣的條件下水中的碳酸氫鈣會產(chǎn)生分解,其反渣狀的碳酸鈣,而不會附著在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的受熱面中應(yīng)式為:從而紡織了硅酸鈣和硫酸鈣水垢的形成Ca(HCO-):-CaCoh!+HLO+CO4.1.2磷酸鈉這個時候向水中通入CO2能夠促使反應(yīng)平衡的逆向移在進行熱交換的過程中,使用磷酸鈉可以和水中的鈣反動移動,讓CaCO2生成Ca(HC).從而減少水垢的生產(chǎn)。但應(yīng)形成分散裝的磷酸鈣,當(dāng)水循環(huán)中的磚酸離子和氫氧離子是這種方法在水通入以后,平衡會向右邊移動,產(chǎn)生CaCO的含量較大時,還可以形成水渣狀的堿式磷酸鈣,讓老垢脫沉淀,因而這種方法的使用并不多。落,并和冷卻水套以及管壁內(nèi)表面作用形成一側(cè)無念觀磷酸4.2栲膠亞鐵的保護膜,防止腐蝕的發(fā)生。使用栲膠可以在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)金屬表面生產(chǎn)一層保4.1.3氫氧化鈣護膜,其主要成分為單寧酸鐵,這層保護膜能夠有效的防止氫氧化鈉的用途主要是用來消除水中的鎂元素,形成不腐蝕,讓循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中懸浮的雜質(zhì)和水渣凝聚在一起溶于水的氫氧化鎂沉淀,同時讓細小分散的碳酸鈣形成穩(wěn)定從而方便清除。栲膠還會和水中的氧發(fā)生作用,防止氧的去的微粒,在這個過程中,碳酸鈣還會因為吸附了氫氧離子而極化腐蝕變得帶負電,從而互相之間很難會產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象,成為一種4.3使用阻垢劑分散、穩(wěn)定的狀態(tài),而且這種帶負電的碳酸鈣微粒,很難吸阻垢劑的購買,要根據(jù)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中水的用量和硬附在水套和管壁的金屬表面形成水垢,并在水循環(huán)系統(tǒng)中形度來確定使用阻垢劑的量,同時還要根據(jù)不同的季節(jié)進行適成一定的堿性,防止金屬被酸性物質(zhì)所腐蝕。當(dāng)?shù)恼{(diào)整,這就需要根據(jù)實際的情況而定。阻垢劑主要分為4.1.4離子交換軟化法兩大類阻垢緩蝕劑和阻垢分散劑這種方法是利用鈉型陽離子交換樹脂上的鈉離子和補4.3.1阻垢緩蝕劑充水中的鈣離子進行交換,降低補充水中的鈣硬度,把原來阻垢緩蝕劑能夠擁有阻垢和緩蝕的作用,常用的阻垢緩的水變成軟水:其反應(yīng)式為:蝕劑有聚磷酸鹽、磷酸酯、有機多元腳酸,其中的代表物分R(SO,Na)2+Ca(HCO.)2-R(SO,), Ca+2NaHCO,別為六偏磷酸鈉(SHP)、多元醇磷酸酯(POE)、ATMP。堅信軟水中只有少量的鈣離子或是不含鈣離子,在進入冷卻阻垢劑有2-膦酸基丁烷-1,2,4三羧酸( PBTCA)、HPA(羥水系統(tǒng)中,就不易機構(gòu)。而失效后的離子交換樹脂可以用基膦?；宜?和 PAPEMP(多氨基多醚基甲叉膦酸鹽),它的5%到8%的Nacl溶液將它再生,其反應(yīng)式為結(jié)構(gòu)式見下圖:R(SO)Ca+2NaCl→R(SONa)2CaCl2(再生反應(yīng))CH2-CooEOHHo-3-—cro-n中國煤化工OH CH2CNMHGCH5--CooHPBTCA結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式閆帥:循環(huán)水系統(tǒng)中的水垢及其控制0(HO2—cH2CHCH2-P(OH)HC—CH2-00 HCH)nHO2P—CH2CH2-P(OH)2PAPEM結(jié)構(gòu)式在以上的有機磷緩蝕阻垢劑的使用過程中,要注意控制于膠狀物的物質(zhì)(Na2[CaNa2(P03);]),讓循環(huán)冷卻有機磷的分解,盡量不要使用含有活性氯的殺生劑,以免造水系統(tǒng)的內(nèi)部水垢變成一種易溶于水的復(fù)鹽,變得穩(wěn)定:成有機磷的分解形成磷酸離子,從而產(chǎn)生大量的磷酸鈣沉積Na(PO)6+CaS0,→Na2[CaNa2(PO2)·]+Na2S0在換熱器的表面。Na( PO,6+ CaCO.-Naz CaNa:( PC4.3.2阻垢分散劑從此看出使用上偏磷酸鈉來進行冷卻水的處理,不但能阻垢分散劑既有阻垢作用,又有分散作用,一半沒有緩夠防止鈣、鎂鹽產(chǎn)生不溶于水的物質(zhì),還能夠清除已經(jīng)在水蝕作用,常用的阻垢分散劑有聚丙烯酸(PAA)、水解聚馬來中形成的水垢。另外上偏磷酸鈉還有著一定的抗腐蝕性能酸酐(HPMA)丙烯酸/丙烯酸羥丙酯的共聚物,較新的阻垢上偏磷酸鈉能夠吸附在金屬的表面,然后形成一層保護膜,分散劑有丙烯酸(AA)/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺·酸類防止金屬被腐蝕(AMPS)共聚物AAP的二元或三元共聚物,其結(jié)構(gòu)式為:5結(jié)語循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中水垢的形成還和所使用的水的水質(zhì)有著很大的關(guān)系,因此在日常的管理還要加強水質(zhì)的管理,H建立一套完善的管理制度,同時結(jié)合以上的水垢的防治方法做好循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中水垢的控制工作,保證整個冷卻系統(tǒng)COOH的正常運行,提高各項設(shè)備的使用率和運轉(zhuǎn)率,發(fā)揮出更好NHCH2so的經(jīng)濟價值CH參考文獻在冷卻水處理中,MA/AMPS類的共聚物主要用于與鋅鹽1]馬玉梅.煤氣壓縮機循環(huán)冷卻水系統(tǒng)結(jié)垢處理[J].山復(fù)配成一些復(fù)合水處理劑以穩(wěn)定鋅鹽,去防止鋅離子在高東冶金,2011(02)pH的冷卻水(例如不加酸調(diào)pH的堿性冷卻水)中發(fā)生沉淀而2]周開敏,施哲,周廷熙,等.循環(huán)冷卻水系統(tǒng)換熱設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕控制[J].硫酸工業(yè),2010(01)4.4上偏磷酸鈉軟化冷卻循環(huán)水防垢法[3]李建璽,羅丹,張寶山,等.循環(huán)冷卻水結(jié)垢傾向判為了防止循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的結(jié)垢,還可以使用上偏磷酸斷方法[J].熱力發(fā)電,2010(08)鈉進行對冷卻水的處理,上偏磷酸鈉(№a(P03)s)是一[4]唐飛,鄭愛萍,宋昭崢.工業(yè)循環(huán)冷卻水阻垢劑的應(yīng)種化學(xué)藥劑,從性質(zhì)上看,它易溶于水,且能夠穩(wěn)定重碳酸用和研究進展[J].化工科技,2010(03)鹽,能夠讓過飽和的重碳酸鹽在水溶液中形成一種穩(wěn)定狀態(tài)5吳靜然V凵中國煤化工系統(tǒng)中沉積物控同時還能偶和鈣、鎂的鹽類沉淀物產(chǎn)生作用,形成一種類似制的研CNMHG