3-2 循环冷却水处理-预处理和正常运行.ppt

1、一、清洗二、预备膜、第五节冷却水系统的预处理、1 .清洗的定义2 .清洗的意义3 .清洗的原因4 .清洗的方法5 .化学清洗、一、清洗、物理、化学和生物等作用去除物体表面的沉积物等，恢复原状态的过程1 .清洗的定义、清洗也是循环冷却水系统处理的重要环节这直接关系到水处理的预备膜和正常运转。 系统中的热交换设备和配管中的油污、泥、污垢、锈垢等杂质使缓蚀剂难以在金属表面形成良好的保护膜，在降低预膜效果的日常运转时，这些污垢会成为水垢的生长点、腐蚀的活性点，或进入系统而使水质恶化因此，清洗是发挥水处理药剂效果，保证设备安全、长周期运行所必需的。 2、清洗的意义，新的冷却水系统在其设备和管道制造、安装

2、过程中，焊屑、切削物、建筑物碎片、润滑油及防锈等是不可避免的。 经过多年运转的循环冷却水系统，由于冷却塔内的冷却水曝气、循环过程的蒸发浓缩及高温热交换设备表面等二氧化碳的排出、盐类的溶解度积效果、碳酸钙和磷酸钙的逆温度效果、水的流速低等原因3 .清洗的原因、补充由于水处理不良带入的固体浮游物(砂土、尘土、碎屑等)的冷却塔的清洗空气中的尘埃和细菌等进入冷却水系统，在一定条件下形成淤泥和污垢的循环冷却水中的微生物繁殖形成的泥品的泄漏水处理药剂本身的不稳定性引起的磷酸钙、磷酸钙这些都会引起设备和管道内的污染。 因此，对新旧循环冷却水系统也要进行适当的清洗。 一般分为物理清洗和化学清洗。 物理清洗的定

3、义物理清洗是利用机械和水力的作用去除物体表面的污垢，其作用包括热能、电流、超声波、紫外线等作用。 因此，利用热学、力学、声学、光学和电学原理去除物体表面污垢的方法都应归入物理清洗的范畴。 4、清洗方法、物理清洗多为干式清洗，不存在废水排放问题，或水力清洗的废液易于处理。 与此相比，环境污染小对工人健康的损害小，对设备也没有什么腐蚀破坏作用。 其缺点是，对于结构复杂的设备内部，其作用力无法均匀到达所有部位，无法形成“死角”，有时需要停车清洗，而且需要动力设备，占地面积大，搬运困难等。 物理清洗的优缺点，化学清洗用化学药品和其他水溶液去除物体表面的污垢，主要依靠清洗剂的化学作用。 常见的化学清洗剂

4、如各种无机酸、有机酸等可去除金属表面的水垢、水垢，用漂白氧化剂、杀菌剂等杀死微生物，去除物体表面的泥垢和泥。 化学清洗的定义、化学清洗利用化学药品的反应能力，具有作用强、反应快的特点，液体流动性好、渗透力强，适用于接触的金属表面容易均匀分布、清洗形状复杂的物体，不产生不能清洗的“死角”，通过成分分析监测了解清洗化学洗涤剂选择不当，会给洗涤物造成腐蚀破坏，甚至造成损失，其废液危害环境，化学洗涤剂操作不当，对工人健康、安全有一定危害。化学清洗的优缺点，(1)化学清洗的分类，(2)化学清洗的技术准备工作，(3)化学清洗方法的选择，5 .化学清洗，a .使用清洗剂的化学清洗，可以分为碱清洗酸清洗(无机

5、酸清洗，有机酸清洗)络合剂清洗电解质清洗的表面活性剂清洗杀生剂清洗有机溶剂清洗。 b .清洗对象的化学清洗根据单体设备清洗、全系统清洗c .清洗的装置分为不间断清洗(在线清洗)、停车清洗。 (1)化学清洗的分类首先严格诊断污垢类型、设备材质及其结构，然后制定有效的清洗方案。 确定污垢类型：在当地取样进行污垢样本分析，选择有效的清洗剂，包括污垢种类、形态、厚度等。 材质的构成：循环冷却水系统的设备一般由多种材质制成，清洗前需要知道材质的种类，选择不腐蚀的清洗剂。 设备结构：循环冷却水系统的设备结构和工艺流程对清洗工作至关重要。 清洗前严格调查设备构成，确认是否发生死角，或者为了生产是否需要分阶段

6、清洗，污垢是否顺畅，有无泄漏等。 (2)化学清洗的技术准备工作，目前随着清洗技术的发展和进步，出现了许多化学清洗方法，它们使用不同的清洗剂和缓蚀剂，清洗堆积在不同金属(材质)热交换器上的污垢，取得了技术更新。 碱洗酸洗净络合剂洗净表面活性剂洗净电解质洗净杀生剂洗净，(3)化学洗净方法的选择，碱洗是以强碱性或碱性的化学药品作为洗净剂去除疏乳化分散设备内的堆积物的方法。 主要用于清洗油脂和有机物的污垢，也可以置换为表面活性剂。 碱洗，酸能有效洗涤金属设备中的碳酸盐水垢和金属氧化物腐蚀产物。 酸与金属的碳酸盐和氧化物反应而变成可溶性的金属盐类。 无机酸如强酸，水垢除去率高，清洗时间短，清洗成本低，主

7、要适合水垢和铁锈较严重的系统或单一设备的清洗。 但是，由于对金属设备有很强的腐蚀性，在酸洗前需要在酸洗液中加入专用的高效酸洗缓蚀剂，以减轻被清洗设备对金属基体的腐蚀。 酸洗涤、络合剂洗涤是利用各种络合剂(包括螯合剂)对各种定标离子(Ca2、Mg2、Fe2等)的络合作用和螯合作用，生成可溶性络合物(络合物)和螯合化合物的洗涤。 常用于洗涤络合剂的无机络合剂有聚磷酸盐、聚马来酸等，常用的有机螯合剂有柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA )或氮三乙酸(NTA )等(C6H8O7H2O、C10H16O8N2)。 错洗剂的垢效率高，对基体金属和水泥设施的侵蚀性极小。 由于缺乏氢脆化和晶间腐蚀等优点，多用于循环

8、冷却水系统的不间断清洗。 络合剂清洗、表面活性剂和湿润剂通常用于清洗冷却水系统中含有含油或胶体物质的堆积物，可以分散水中的油类、脂质和微生物产生的堆积物。 通常与无机盐(Ca2、Mg2、Fe2)清洗剂复合并用。 在表面活性剂清洗、冷却水全系统的停车和不间断清洗中，常常使用电解质进行清洗。 电解质主要是在支链上具有可以在水中离子化的基团的高分子聚合物和共聚物。 这不仅可以防止结垢物质从水中析出再堆积，而且可以疏松冷却水(更适合冷冻)系统内在的污垢，使其逐渐脱落，达到去除污垢、保护金属腐蚀的目的。 在清洗电解质时，经常需要同时使用表面活性剂、湿润剂、杀生剂、渗透剂等。电解质清洗剂在冷却水系统中发生

9、微生物、泥时，可以使用杀生剂进行清洗。 常用的复合剂有低泡非离子表面活性剂、非氧化杀生剂(如二硫氰基甲烷)和季胺盐杀生剂(如十二烷基二甲基氯化苄和溴化铵)。 进行不停车的清洗，将微生物粘泥和藻类从设备上剥离。 杀生剂洗净，1 .预备膜的目的2 .保护膜的性质3 .常用的预备膜方案4 .影响预备膜质量的要素5 .预备膜过程6 .预备膜效果的检查，2 .预备膜，冷却水循环系统内的设备和配管化学洗净后，金属的本体露出，水中溶存氧等的作用容易正常运转时的缓蚀腐蚀在预成膜剂的作用下，在金属表面形成致密均匀的保护膜，保护金属不受腐蚀。 1 .预制膜的目的，2 .保护膜的性质，薄。 薄保护膜不影响热交换效果

10、的均匀化。 不会引起腐蚀，是致密的。 致密性与膜的牢固性有关。 保护膜的特征是将缓蚀剂本身作为氧化剂在金属表面形成钝化氧化膜。 铬酸盐本身具有氧化性，如能在中性水溶液中氧化铁的- Fe2o 32 Fe2n a2cro 42 h2o Fe2o3Cr2o 34 NaOH那样，氧化性的缓蚀被膜剂由于有一定的毒性和价格因素，经常用于密闭系统的处理。 (1)氧化型膜可以通过缓蚀剂的相互作用而形成，也可以通过缓蚀剂与腐蚀介质中的金属离子反应而形成。 一般来说这个膜的厚度可以达到几百到一千埃。 锌盐在水中形成Zn(OH)2沉淀：阴极： O2 2H2O 4e 4OH- Zn2 2OH- Zn(OH)2还由于正

11、磷酸盐的存在，发挥产生磷酸锌沉淀的缓蚀作用。 主要由晶状(Zn，Fe)3(PO4)24H2O膜和Zn3(PO4)24H2O层产生。 (2)沉淀型膜为阴离子型缓蚀剂，与钙离子结合形成带正电荷的多磷酸钙络离子(Na2Ca2P4O6)，以胶体溶解状态存在于水中。 阳极反应产生的亚铁离子向阴极扩散，产生一定的腐蚀电流。 当带正电荷的聚磷酸钙络离子到达表面区域时，进一步与亚铁离子交织，生成以聚磷酸钙铁为主要成分的交织和离子，通过腐蚀电流电沉积在阴极表面形成沉淀膜。 这个膜有一定的致密性。 聚磷酸盐等被用于开放系统，被广泛使用。 由于多磷酸盐的吸附型缓蚀剂与金属的结合性稍差，因此，例如由于有机膦酸盐、有机

12、胺等，在使冷却水系统循环的预备膜处理中不一般单独使用。 (3)吸附型膜，1专用配方的预备膜方案提高聚磷酸盐锌盐2浓度的预备膜方案正常运转药剂浓度的2-4倍，3 .常用的预备膜方案，a钙离子b浊度C pH值d温度e流速f金属离子g预备膜剂的浓度h分散剂I溶解氧，4 .影响预备膜质量的因素，磷锌预备膜水中的钙离子含量低时，可以适量补充钙离子，增加多磷酸盐的使用量。 a钙离子在预备膜时的水浊度对预备膜品质有很大影响。 a .太浑浊的话，生成的膜会松弛，容易因水流的冲击而脱落。 b .浊度过高会吸附阴离子多磷酸盐，改变沉积膜的组成、结构，导致膜的不均匀。 b浊度因pH条件不同，膜的形成不一致，这也与预

13、成膜剂的组成有关。 a. pH过高时，堆积物的堆积速度快，量多，因此形成膜厚不均匀(实际上可以认为是形成了水垢)。 b. pH过低时，磷锌预膜剂不能堆积在金属表面。 对于一般的预备膜，pH值控制在5.57.5之间，这也需要根据系统的情况条件进行选择。 在水的硬度、预成膜剂的浓度、水温、设备的壁温等方面。CpH值、水温高有利于分子扩散，加速预膜剂的水解反应，加快成膜速度。 通常，在a .低温时(20 )形成的膜呈蓝紫色，在b .高温时(50 )形成的膜呈蓝黄色。 d .温度、水的流速有利于预成膜剂和水中溶解氧的扩散，加速成膜。 使生成的膜均匀的流速超过2.5m/s时，水流对金属表面的冲击作用加剧

14、，膜的堆积受到影响，引起腐蚀。 流速太慢，不仅成膜速度慢，而且影响膜的均匀性，流速最好是1.01.5。 e .流速、锌离子本身是阴极型缓蚀剂，在阴极高pH区域形成Zn(OH)2沉淀，抑制阴极反应，发挥缓蚀作用，锌成膜速度快，但软件不牢固。 一般不单独使用。 必须与多磷酸盐组合使用。 水解形成比较致密的膜。 因此，水中的锌离子越多，就越能够适当地减少预膜剂以及正常工作的药剂中的锌离子的含量。 铁对预备膜有坏影响。 预成膜时的Fe3含量高的话，成膜会松弛，不牢固，变得均匀。 因此，Fe3的含量应该控制在1mg/L以下。 铜离子过高时与金属铁置换析出，发生电腐蚀。 因此，Cu2不足0.1mg/L，或

15、加入铜缓蚀剂BTA、MBT或掩蔽剂进行处理。 f .金属离子、Betz807是国内最早导入的预成膜剂，其投入浓度为600800mg/L，但随着工业生产经验的增加，多数为200300mg/L .一般水质硬度高时限制为低，水质硬度低时限制为高。 另外，与热交换设备的负荷、Cl-等有关，有时为150mg/L左右的使用量。 关于g预膜剂的浓度，由于预膜剂为沉积型缓蚀剂，为了防止在水中的沉积过早，从设备的运转状况、成膜的均匀性等方面考虑，应适当投入分散剂。 一般的浓度最好是50150ppm。 由于多磷酸盐在电沉积原理下沉积，h分散剂主要通过阳极溶解产生的腐蚀电流完成。 溶解氧的要求大于2mg/L，可以满

16、足开放循环冷却水的要求。 I溶解氧、a监测和控制的指标b监测装置。 5、预成膜工艺，一般水的pH控制在5.57.5之间，H2SO4可调节。 根据补充水的碱度，必要的加酸量由下式表示： X=(M原m循环/k)m/1.81/1000kg/小时自动控制的pH修正，因此可以根据实际运转的pH值调节加酸量。 条件允许的话，可以设置自动添加酸的设备。 一般来说，集水池(水泥)、管内的浮锈、水中的污垢等也会消耗酸，所以初期的酸消耗量多，pH调整时注意缓慢、均匀、多点投入，进行在线监测来控制。 另外，a. pH能够由水中的总磷数值判断前膜剂的使用量，能够控制为100200mg/L，也能够根据具体的情况适当增减

17、。 a .钙离子必须大于50mg/L。 b .浊度应低于10mg/L。 b .总磷、钙离子、浊度、外观检查：膜层均匀，颜色一致，不生锈。 硫酸铜检查法是将15克氯化钠和5克硫酸铜溶解于100毫升水中，将配置的硫酸铜溶液滴入预制片的瓣膜中，开始校正时间，测量瓣膜出现红点的时间。 红点出现的时间最好在15秒以上。 CuSO4 Fe2 FeSO4 Cu将预成膜片浸入0.1%CuSO4的溶液中，如果15分钟不析出铜，也可以认为预成膜成功。 2 .铁氰化钾检查法将15克氯化钠和5克铁氰化钾溶解于100毫升水中，将配置的溶液滴加到预备膜的挂片上，开始修正时间，测量挂片上出现蓝点的时间。 红点出现的时间最好在15秒以上。4Fe3 3K4Fe(CN)6 Fe4Fe(CN)63 12K，6 .预膜效果的检查，一、水质的变化二、浓缩倍数三、复合水处理剂四、药剂的投入， 第六节正常运行二氧化碳含量的降低硬度和碱度的