循环水系统腐蚀与总铁关系探讨

1、维普资讯 第 27卷第 3期工业水处理Vo127 No32007年 3月IndustrialWaterTreatmentMar，2007循环水系统腐蚀与总铁关系探讨边家领，刘永明，杨世昌，陶玉红(洛阳石化金达实业公司化X-厂，河南洛阳 471012)摘要】论述了循环水系统总铁来源，碱度对总铁的影响，现场监测结果与总铁的平衡及余氯对总铁的影响。结果表明。循环水 系统总铁的高低与补充水中总铁、浓缩倍数、碱度控制范围有关。在碱度较低时，循环水中总铁与碱度呈负相关关系。当系统碱度超过一定范围(130 mgL)以后，大部分铁离子形成沉积垢，总铁基本维持在低位且变化不

2、大。此 时用总铁判断系统腐蚀趋势已失去意义，应以现场监测结果为准。如果总铁稳定在一定范围内 ，并不持续升高，应属正常，否则就要细查原因，尤其要查氧化性杀菌剂的投加方式和投加量引起的系统腐蚀问题。关键词】循环水系统；总铁；腐蚀；碱度；余氯中图分类号】TQ085 文献标识码】B 文章编号】1005829X(2007)03008603Discussion aboutthe relationship between corrosion and totaIiron incirculatinq watersystemsBian Jialing，Liu Yongming，YangShichang，TaoYu

3、hong(ChemicalPlant，JindaIndustry Co，LuoyangPetrochemicaloC，Luoyang471012，China)Abstract：Thesourceoftotal iron and theefectofalkalinity on total iron，thebalancebetween thetestresuh onthe spotnda the efectofresidual chlorine on total iron are discussed The resuhsshow thateither the totaliron in circul

4、ating system ishigh orlow，itrelatesto the total iron in the makeup water，cycles ofconcentratim na dcontroHing extentofalkalinity When the lkalinitya islow，the total iron and alkalinity in circulating water haveaninverserelationshipAfterthesystem lkalinityaexceedstocertain extent(130 mgL)mostofiron a

5、reformedtobe deposit hT etotaliron keepslow basicallyand doesnotchan gemuch Itismeaninglesstoevaluatethe corrosion tendency with total iron Itshould be based on the testresuh on the spot If the total iron keeps stable to a certain extent，and does notincrease，itis norm 1aOtherwise，causes mustbe found

6、 outcarefuly，especialy to indf outthe feeding form ofoxidative bactericide and the corosion problem resuhing from feeding amountKey words：circulatingwatersystem；total iron；corrosion；lkalinitya；residual chlorine在工业循环水系统中，普遍存在着钢铁管线及冷换设备的腐蚀问题。为节水减排，必须提高循环水浓缩倍数，使系统中离子成倍增加，微生物在系统中存留时间大大延长，从而更加剧了系统的腐蚀。为使腐

7、蚀速度控制在允许的范围内，普遍采用投加缓蚀阻垢剂和杀菌灭藻剂，以控制腐蚀离子和生物黏泥引起的腐蚀。为监控系统腐蚀倾向，现场普遍采用监测换热器、挂片，同时配合循环水中总铁含量来判断腐蚀的程度，但是总铁的高低有时又与腐蚀情况不完全一致，需要具体情况具体分析。1 循环水系统总铁来源总铁是指分散在循环水中的二价和三价铁离子，主要来源于补充水、系统残留铁锈垢和系统钢铁腐蚀产物。当补充水总铁升高、铁锈沉积物重新溶解、系统钢铁表面腐蚀速度升高、浓缩倍数提高时，均会造成循环水系统总铁升高。其 中补充水总铁的高低由水源决定；腐蚀产生的总铁高低与水处理剂的缓蚀性能有关，可通过改善水处理剂性能控制：系统中残留铁锈垢

8、的溶解和铁离子的重新沉积所引起的总铁升高与降低，又与水处理剂的分散性能和碱度控制范围有关。2 碱度对总铁的影响路琼华发现】，pH80时，铁能产生吸氧腐蚀生成 Fe(OH)，并形成铁锈；90pH136时 ，钢铁产生苛性脆裂又可转化为 HFe02-而溶解，又处于离子86一维普资讯 工业水处理 200703，27(3)溶解区。在 加酸处理的循环水系统中，由于碱度控制较低，铁离子处于溶解与沉积的临界点。系统碱度与总铁呈负相关关系，见图 1、图 2。图 1为洛 阳石化化纤循环水厂 2o05年 4月 27日一8月 9日总碱度与总铁的运行数据。图 2为 2o05年 12

9、月 27 日一20o6年 2月 8日的总碱度与总铁的分析数据。20o1501002 2 l l 0 050踊 0咖姗咖姗碎窨彳 军tN1-日I)借螬：兮 8 =兮 g gg 害日期(20o5年)图 1 循环水系统总碱度与总铁的关系3o一总碱度+ 总铁09100890：7030建50边家领，等：循环水系统腐蚀与总铁关系探讨一-1 毯馨痘，至 0429mgL，之后的总铁均未超标。3 现场监测结果与系统总铁平衡分析洛阳石化现场监测要求：试管腐蚀速率 005 mma，黏附速率 15mcm，系统总铁 05mgL。1 (有机磷、磺酸盐共聚物、羧酸共聚物 )、2(有机磷、无机磷、磺酸盐共聚物、聚环氧琥珀酸类

10、共聚物 )、3 (有机磷、无机磷、磺酸盐共聚物、聚环氧琥珀酸类共聚物 )药剂在洛阳石化循环水厂试验期间的运行结果见表 2。表 2 1、 、3 药剂在试验期间部分运行结果试验药剂l23试管 均腐 速率00590037o106【m m a J试管平均黏附速率l375l176l373m cm循环水平均总铁O24206590420(mgL-)循环水碱度控制范8015070l20l0o20o围(ragL-)循环水平均碱度碎珲 寻寻 军辱碎一tN 2tN一 tN g g g g g g g g g g g(mgL-)ll3l0o146日期(20o512-2006-02)图 2 循环水系统总碱度与总铁的关系

11、碱度高。总铁易形成氢氧化铁 (失水后又形成三氧化二铁 )沉积于塔池或管线内，形成锈垢，导致系统总铁分析结果偏低。碱度低。系统总铁不易形成氢氧化物沉积同时铁锈垢被溶解 又会使系统总铁升高。为了进一步分析循环水系统碱度对总铁的影响，笔者于 2006年 3月 7日用洛阳石化化纤循环水厂的循环水回水 (pH 771，总碱度 937mgL，总铁042mgL，含阻垢缓蚀剂约 90mgL，余氯 03mgL，钙硬 960mgL)调配成含总铁 192mgL、不 同碱度的试样。在模拟现场换热 的过程中，将各试样在 80 c【=下恒温 05h。然后自然冷却至室温 。分析总铁和碱度，结果见表 1。表 1 不同碱度时总

12、铁的分析结果根据上述分析。针对洛阳石化化纤循环水厂试验期间总铁超标(总铁指标要求 05mgL)的问题，将现场总碱度由平均 100mgL(80120mgL)提高至 110mgL(90130mgL)。总铁 由 0710mgL降循环水平均375378407浓缩倍数倍补充水平均总铁O1lO1lOI2O(mgL )由表 2可见1 药剂在化纤循环水厂的处理效果比 药剂差，腐蚀和结垢速率较高。说明 1药剂因腐蚀而引起的系统总铁升高要大于 2 药剂。从化纤循环水厂平均浓缩倍数和补水总铁含量看，试验期间，1、2 药剂理论系统总铁为 041mgL左右，但实际上1 药剂系统总铁只有 0242mgL， 药剂反而高达

13、0659mgL。其可能原因是 1 药剂碱度控制范围(平均 113mgL)比 2 药剂的碱度控制范围(平均 100mgL)高所致。在 1 药剂试验期间，一部分系统总铁转变为氢氧化铁垢沉积，导致循环水总铁分析结果偏低；而 药剂的碱度范围控制低。系统总铁不易形成氢氧化铁垢沉积。同时部分老铁垢可能被溶解或再分散进入循环水，从而使分析所得的循环水系统总铁较高。3 药剂在炼油循环水厂试验期间试管监测腐蚀结果平均为 0106mma，远高于指标要求(005 mma)严重超标。说明因腐蚀引起的系统总铁升高将大大增加。试验期间补充水平均总铁质量浓度02mgL。平均浓缩倍数 407，补充水浓缩 407倍后总铁应为

14、0814mgL加上腐蚀产生的总铁 ，系统总铁应远大于 0814mgL，而实际炼油循环水系统平维普资讯 经验交流均总铁却为 0420mgL，相应的碱度被控制在 146 mgL。可见系统总铁也形成了氢氧化铁垢沉积，导致系统总铁分析数据偏低而实际系统生成 的总铁并不低，腐蚀相当严重。从表 3数据可知循环水总铁 的高低与现场监测结果并不完全一致此 时用总铁高低来研判系统腐蚀趋势已失去意义。对于不 同的补充水、不同的浓缩倍数、不同药剂处理的循环水系统，由于其碱度控制范围及药剂分散铁垢的能力不同，系统的总铁高低也不同。因此，不能从总铁的高低片面地断定药剂缓蚀性能的优劣

15、而应结合现场监测的综合效果来研判。同时也不能用同一总铁控制指标来规定所有循环水系统而应根据补充水总铁、浓缩倍数、碱度高低等具体情况，制定合理的总铁控制指标。4 余氯对总铁的影响为控制微生物引起的生物黏泥各水厂普遍采用杀菌效果好、使用方便的优氯净 (二氯异氰尿 酸钠 )进行定期冲击投加，但其投加方式和投加量对钢铁的腐蚀至关重要，却常被人们忽视。图 3、图 4为2005年 9月 21日一 2006年 1月 l1日洛阳石化化纤循环水系统运行的总铁和余氯数据。此期间每天投加优氯净 200kg，但投加方式不同。余氯大幅波动期间投加方式为每天 1次冲击投加 200kg。余氯在05mgL以下低位运行期间投加

16、方式为每天 2次投加，每次 100kg。一 一-+ + + _一-(上接第 85页)(2)外输缓冲罐和其他沉降、除油罐要定期排泥否则将给净化后的水带来二次污染，影响水处理效果。参考文献】1乌锡康 有机化工污水治理技术 M北京：化学工业出版社，1999：833工业水处理 200703，27(3)f星黛日期图 4 循环水系统运行的余氯数据冲击式投加氧化性杀菌剂时应特别注意每次投加量要10mgL2h后余氯不能超过 05mgL。否则将会引起系统钢铁腐蚀。总铁持续升高。5 结语(1)在碱度较低时，循环水中总铁与碱度呈负相关关系。碱度低，总铁高；碱度高，总铁低；当系统碱度控制范围超过 130mgL以后 ，

17、铁离子大部分形成沉积垢，总铁基本维持在低水平，且变化不大，此时用总铁判断系统腐蚀趋势已失去意义。(2)循环水系统中总铁的高低与补充水中总铁、循环水浓缩倍数、碱度控制范围及水处理剂的分散性能有关应根据不同循环水系统的具体情况制定合理的总铁控制指标，不能一概而论。(3)由于干扰总铁高低的因素较多，判断系统腐蚀趋势时要将总铁与现场监测结果结合考虑如果监测结果在控制的范围内，应以监测结果为准。(4)在一定的碱度范围内(小于 130mgL)，如果总铁稳定在一定范围之内，并不持续升高，应属正常否则就要细查原因，尤其要查氧化性杀菌剂的投加方式和投加量引起的系统腐蚀问题。参考文献】1路琼华工科无机化学 M上海：华东化工学院出版社，1992：775作者简介 边家领(1967一 )，1989年毕业于大连理工大学精细化工专业，副厂长，高级工程师。电话：0379-69