循环冷却水处理技术进展.pdf

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1、技术与信息循环冷却水处理技术进展吴小清(四川大学化学工程学院，四川成都610065)摘要：随着水资源日渐短缺及水量使用逐渐上升，工业用冷却水均由传统的直流式冷却水系统改换成循环式或密闭式冷却水系统，但是循环率提高的同时由于水体碱度等也随之上升，结垢腐蚀的问题也一并而来。随着化工技术的进步在水处理领域的应用，解决节约循环冷却水与设备腐蚀结垢的矛盾成为可能。关键词：循环冷却水；处理技术；进展[1]位较低而形成牺牲阳极，锌即被选择性腐蚀，造成合金材质的1腐蚀与循环水处理中的影响因素机械性质衰退。1.1pH的影响2.5裂隙腐蚀pH﹤4时，碳钢表面氧化膜持续被冷却水溶解。又称氧浓淡电池腐蚀或沉积物

2、下方腐蚀，沉积物下方为缺pH=4-10时，冷却水腐蚀率随着pH上升而逐渐下降。氧区而形成牺牲阳极，一般均以点蚀的方式形成。(沉积物如氧pH>10时，碳钢的化学活性随着pH上升而下降。化铁，泥砂等，但其中又以微生物粘泥最为严重。)1.2水流速对腐蚀率的影响2.6冲击腐蚀Passive区域：水流速达到一定速度时，金属表面的氧化一般为水流速高，水中悬浮物多时最易产生，最常发生在物会形成足够厚度的保护膜，腐蚀速率会变的很低。弯管处，由于其形状为顺水流速方向形成一凹穴，故又称穴蚀。Transpassive区域：水流速达到一定程度时，氧化物保护2.7应力腐蚀膜会崩破剥落，腐蚀率会快速增加。因温度，压

3、力承受力等不同而产生的应力所造成的腐蚀，1.3水中氯离子与硫酸根对腐蚀的影响一般较易发生在高温或高压处。冷却水中的氯离子与硫酸根会与碳钢、不锈钢和铝等金3水垢对循环水处理的影响属或合金表面的钝化膜发生反应，从而破坏其钝化膜，加速腐蚀反应的阳极过程速度，引起金属的局部腐蚀。水垢的成因主要是由于水中盐类(钙镁盐)在受热或浓度升高，超过其在水中的溶解度而过饱和时即结晶析出，在换热拉森指数(Larson_SkoldCorrosivityIndex，简称LI)可器表面形成致密而牢固的水垢。作为判定氯离子与硫酸根对碳钢腐蚀的影响大小，即：LI=(epmCL-+epmSO2-)/3.1碳酸钙水垢42-

4、(epmHCO3-+epmCO3)(1)钙离子以是以碳酸氢钙Ca(HCO3)2的形态存在于水体中，当LI>0.6对碳钢腐蚀性较明显。其溶解度较高，但因冷却水参与热交换受热后，水中溶解的碳当LI=0.2-0.6对碳钢腐蚀性较轻微。酸氢钙即分解成CO2及碳酸钙水垢。当LI﹤0.2对碳钢腐蚀性可忽略。加热Ca(HCO3)2→CaCO3+CO2↑+H2O(2)2常见的腐蚀形态一般均以计算饱和指数(LSI)、或稳定指数(RSI)或结垢指2.1均匀腐蚀数(PSI)或更精确的饱和倍数(SL)的方式来预知水质是否有形又称全面腐蚀，腐蚀分布在整个金属表面上，一般为加酸成碳酸钙水垢的倾向。不当、pH偏低所造

5、成，这类腐蚀在工程实际中不是很严重。LSI=pH-pHS(3)2.2点蚀LSI>0倾向结垢；LSI=0倾向不腐蚀、不结垢；LSI＜金属表面部分出现纵深发展的腐蚀小孔，其余部分不腐0倾向腐蚀。蚀或腐蚀轻微，这种腐蚀形态叫点蚀，又叫孔蚀或小孔腐蚀。较RSI=2pHS-pH(4)薄的热交换器极易穿孔破掉而泄漏，在实际生产中很常见，需RSI＜6倾向结垢；RSI＝6倾向不腐蚀、不结垢；要着重预防。RSI>6倾向腐蚀。2.3双金属腐蚀PSI=2pHS-pHeq(5)双金属腐蚀是两种电极电位不同的金属在腐蚀环境中相PSI＜6倾向结垢；PSI＝6倾向不腐蚀、不结垢；接触或实现了电连接，从而形成腐蚀电池，

6、使电位低的金属加PSI>6倾向腐蚀。速腐蚀的现象。是一种危害性极高的局部腐蚀。一般的冷凝器SL=(Ca)(CO3)/KsPCaCO3(6)的端板是金属铁材质时极易产生这类电化学腐蚀。SL>1倾向结垢SL＝1；溶液饱和并处于平衡SL＜12.4选择性腐蚀；倾向溶解、溶液不饱和。一般发生在合金材质如黄铜(Cu-Zn合金)，由于锌的电pHs：饱和pH值(pHs＝PCa+PM-ALK+“C”96

7、2017年5月SCALE)。4.2阻垢分散剂pHeq：平衡pH值(pHeq＝1.465LogM+4.54)。(1)聚羧酸阻垢分散剂3.2硫酸钙水垢聚羧酸类水处理剂是低分子量聚电解质。聚羧酸类水处理剂主要有

8、聚丙烯酸PAA(S)、水解聚马来酸酐HPMA、膦基聚马冷却水中形成的硫酸钙垢主要以CaSO4.2H2O为主，硫来酸酐、马来酸-丙烯酸共聚物MA-AA、丙烯酸-2-丙烯酰酸钙水垢极不容易清除，但其对换热器传热系数影响明显较碳胺-2-甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS等。聚羧酸的阻垢分散酸钙水垢要高。在实际生产中保持循环水中钙离子浓度与硫酸性能，与分子中的羧基数目和间隔有关，分子量相同时，羧基数根浓度的乘积不超过500，000，可有效减缓硫