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Na2Cr2O4(重格酸钠)MrO(重铭酸钾){高浓度时具有阳极和阴极缓蚀剂的双重作用低浓度时仅起阴极极化作用反应6Fe0+2Cr0r+2H20=Cr203+6Fe
20.1+4110膜物质有重金属有污染,使用受限止
2、亚硝酸盐及硝酸盐NaN02NaNQ使阳极极化,反应4Fe+3N02+3ir=2Fe03+NH3+N2膜物质
(二)、水中离子沉淀膜型缓蚀剂「难溶盐防蚀薄膜形成T-络合物防蚀膜膜孔多、较厚、松散、密合性差,热阻提高
1、聚磷酸盐EDTMP(聚磷酸钠)缓蚀用量10〜15mg/L(以P0厂计)n二14〜16是阴极缓蚀剂,与Ca/Mg*、Z离子形成络合盐保护膜
2、正磷酸盐:阳极缓蚀剂形成FePO」、Fe保护膜oIINa—O-P—O—N・正■依MN«PO4IOINa
3、锌盐阴极缓蚀剂产生Zn(OH)2保护膜药剂ZnCLsZnS
0.ZnN03对环境有污染,使用受限制
(三)金属离子沉淀膜型缓蚀剂机理缓蚀剂使金属离子活化溶解,在金属离子浓度高的部位与缓蚀剂形成沉积,形成保护膜
1、疏基苯并嚷哇(MBT)是铜的阳极缓蚀剂O^NcSHOCcSH用量1〜2mg/L
2、苯并三哩(BZT)是铜的阳极缓蚀剂鳌合机理不明确
(四)吸附膜型缓蚀剂机理有机缓蚀剂,分子具布二(i亲水基亲水基吸附在洁净的金属表面,疏水基朝向水中,由疏水作用来阻碍水和溶解氧向金属迁移,来隔绝金属的腐蚀
(1)极性基(亲水基)使碳酸盐硬度►非碳酸盐硬度
3、加阻垢剂(提高冷却水中允许的极限碳酸盐硬度)机理
(1)螯合作用(增溶Solubiligation)整合剂将CaCQ螯合在一起在水中呈悬浮状态(絮凝作用)
(2)分散作用(dispersion分散)分散剂具有表面活性,吸附在CaCQ微小晶坯的表面上,以小品坯的形式存在于水中,防止结垢
(3)使结晶改良(crystal晶体modificatini改良)(使晶格歪曲作用)使形成的CaCQ结晶松散,不坚硬,易去除阻垢剂r六偏磷酸钠
(1)聚磷酸盐一I三聚磷酸钠麟酸盐,代表为乙二胺四甲叉
(2)有机磷酸盐V瞬酸盐,简称EDTMP二璘酸盐,代表为羟基乙叉二磷酸盐,简称和HEDP
(3)聚竣酸类阻垢剂聚丙烯酸钠及f聚甲基丙烯酸聚丙烯酸的衍生物,I聚丙烯酰胺(絮凝剂)三种药剂多为复合使用
4、烟气处理法:C02S02机理抑制重碳酸盐分解降低循环冷却水中的碳酸盐硬度提高允许的极限碳酸盐硬度Ca(HCO3)z+SO^+HQfCaSOs+ZHa+ZCOz2CaS03+02-*2CaSOi
(二)微生物的控制及防污垢
1、化学药剂处理(I)氧化型杀菌剂液Cl、C1O2次氯酸盐Na、Cao
(2)非氧化型杀菌剂硫酸铜一一CuSO.o一般不单独使用,CuSO有腐蚀性,与螯合剂联合作用(EDTA)为了使渗入藻类内部,加表面活性剂一脂肪胺(碳原子数为12〜16的脂肪胺)氯酚杀菌剂五氯酚钠,GClsONa三氯酚钠,也可用
(3)表面活性剂杀菌剂三甲基氯化钱ATM季核盐类化合物<二甲基烷氯酸钱DBAI十二烷基二甲基茉基氯化镂DBL茉基
2、旁滤使系统中一部分水分流进行处理,再返回系统中(不排污)并联(旁力f)水量为流量1〜5%旁滤水量也可按悬浮两种形式[物的动平衡计算确定串联过滤去除悬浮物(螯合的CaSOJ§10-3综合处理即防腐,又防垢
一、系统预处理一一清洗与预膜
1、清洗
(1)目的为了有效地预膜物理洗刷
(2)清洗分类]I化学药剂
(3)清洗剂与助剂
二、综合处理与复方稳定剂水对系统即有结垢作用,又有腐蚀作用要求综合处理(阻垢、缓蚀、杀菌),多采用复合配方
(一)复合缓蚀剂配方.聚磷酸盐六偏磷酸钠、三聚磷酸钠;.有机磷酸盐主要有EDTMP或HEDP.聚竣酸盐如聚丙烯酸钠添加剂疏基苯并噫噗腐蚀率一般小于
0.05mm/a连续运行3个月未发现点蚀,污垢热阻小于
0.2X10-m2-h-k/kjo最大垢层厚度小500umo
(二)复合阻垢缓蚀剂无机磷酸盐系阻垢缓蚀剂.正磷酸盐一锌盐阻垢缓蚀剂.聚磷酸盐一锌盐阻垢级蚀剂.六偏磷酸钠一硫酸锌一苯并曝嗖.低PH—高磷酸盐阻垢缓蚀剂特点无机磷酸盐系使用广泛,但缓蚀阻垢效果不稳定;对水中钙离子浓度有限制;缓蚀效能受PH影响;对高温面的效果差采用无机磷酸盐系稳定剂,要求低硬度水,并要求加酸调节PH添加锌盐虽能有效控制腐蚀,但损耗很大因溶于水中的锌化合物被污泥吸附后随排污排出系统,使循环水中锌离子浓度降低锌离子浓度的波动影响了缓剂效果微生物及其分秘物一一粘垢任务:防止或减轻水垢、防止或减轻水时设备及管系统的腐蚀、防止或减轻系统中产生的污垢
二、循环冷却水的基本水质要求常用腐蚀和沉积物控制要求一一基本水质指标CoCL一一循环水未处理和处理后的腐蚀率
(二)污垢热阻
1、热阻传热系数(K)的倒数
2、污垢热阻(R.)由于结垢和污垢沉积使热交换器热阻增加的量称为污垢热阻(m2-h-℃/KJ)Ko——未结垢所测总传热系数;kJ/m2-h•°C《一一运行t时间(结垢了)所测总传热系数;力i——积垢后传热效率降低百分数可作t〜R的变化曲线,工作中应用,可做控制指标
二、循环冷却水的积垢和腐蚀
(一)水质影响因素
1、循环水的水质污染
(1)补充水带来污染悬浮物,溶解盐,有机物,微生物
(2)水处理引起的污染药剂带入杂质,冷却时,大气带进杂质尘埃,杂草,树叶,有机物
(3)工艺流体的漏入
(4)系统内部产生的污染金属,碎受腐蚀脱落产物,藻类脱落物
2、循环水脱CO作用在冷却塔中有一定量的CO2进入空气Ca(HC03)-CaC031+C021+H20由于CO2进入空气中,使反应产生水垢
3、循环水的浓缩作用补充水量二损失水量二P二P1+P2+P3+P4设补充水含盐量Sb循环水含盐量S补充水带进盐SbP1+P2+P3+PJ风吹、排污渗漏及生产耗水带走的盐量SP2+P3+PD系统运行一定时间后,带进盐先带走盐系统中的含盐量趋于一个稳定值,用Sp表示,即:ShP1+P2+P3+P4=SpP2+P3+P4S”/++[+/P=]।ASbPHP-P\K一一浓缩倍数由于有R-K大于1-SSb-系统有可能结垢
4、溶解度与温度的关系单位mg/L水温变化的影响1热交换器中t升高,Ca/Mg’的盐类溶解度降低当Ca*、Mg及HCO「、OH一含量高于溶解度时水失去稳定性可能产生结垢2冷却塔t下降;CaMg的盐类溶解度升高即有IK%水显酸性产生腐蚀3系统由温度引发的低温区设备冷水进口一一腐蚀高温区设备热水出口一一结垢二金属化学腐蚀化学已学过是电位差使电子迁移的过程
1、电池阳极铁失去了2个电子Fe-2e-Fe2t
2、电池阴极电子沿铁中电阻小的途径达到阴极部位1酸性水或中性水H2H++2e--%而Fe2,+20H-Fe0H2Fc0H2致密层,保护铁不再被氧化由乩和Fc0H2的生成而引起电位差的变化称为极化极化的作用一一抑制金属腐蚀阻兰;烤兰2当水中有溶解氧时%+2一%2阴极继续2FOH2+-O2+H2Ot2FeOH\+OH-FeOH3一铁锈,起去极化作用继续腐蚀金属3碱性水中阴极直接产生0kH2O+^O2+2t20H-tFe+tF\pH\
3、凡是金属表面的两部位间存在差异电位差,就会发生腐蚀电位低的成为阳极,受腐蚀电位高的成为阴极,产生沉积物
4、形成差异的原因PH值H\0H溶解氧;溶解盐;悬浮物;沉积物微生物等金属中的杂质等合金三循环水水质稳定的判别
1、极限碳酸盐硬度法H.iz水中CO与碳酸盐硬度应保持平衡关系,保持不结垢的碳酸盐硬度一一极限碳酸盐硬度H.经验公式条件430〜65℃耗氧量V25mg/11
[0]-
402.84凡.=oHerr-r
[0]补充水的耗氧量;mg/1乩一一补充水的非碳酸盐硬度;t——循环水的最高水温当tV40℃时,仍以40℃计浓度平衡时,碳酸盐硬度HkKHbHb——补充水的碳酸盐硬度K一一浓缩倍数1当HkKHWIL水质不结垢不结垢,但要排污2当KIh产生水垢应处理h——仅判定是否结垢,不能判定腐蚀,
2、水质稳定性指标饱和指数L.稳定指数h1饱和指数LangclirSaturationIndex课程名称《水质工程学I》i§10-2循环冷却水系统防垢防腐处理§10-3综合处理授课题目(章、节)【目的要求】通过本讲课程的学习,学会建立的方法,特点【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】§10-2循环冷却水系统防垢防腐处理水质稳定内容
(1)防止循环水结水垢;
(2)防止循环水结污垢;
(3)防止循环水对设备腐蚀对水的处理,对三者均有影响所以应用综合处理
一、防腐蚀处理:主要方法膜保护,在金属表面生成一层保护膜形成金属氧化物膜(-)氧化膜型缓冲剂I形成金属氢氧化物膜
1、铭酸盐Na2CrO4(铭酸钠)KCrOi(铭酸钾)ZH|■市*^jI.5*ioH•Dk)1〉«■聂,什、心叫彳新修—《1一,…_J.厦jI.军杼疝第
1.4XI•o«;・MT,》d*1(加,«)jj
2..tt*~~f付后翱11X1JOZldJjeQ表中要求金件……七一率《*e»)-电电澳WMI
1、・索污垢热阻min扣m℃/kj,
2、腐做轧mm/a;~~L121-r-炙干「■〜《印♦修微■(匕次/,以、;\U
3.tt4也乩―知昆总碱度以C(1/2Car计,是极限碳酸盐硬度
(一)腐蚀率每年平均腐蚀深度(mm/a)C由实验确定0二
8.76媪二£pFtPoP腐蚀前后金属重量;gP金属密度;g/cm:tF一—试件表面积;m2t一一试验(腐蚀作用)时间h
1、点蚀系数金属最大腐蚀深度与平均腐蚀深度之比反映的是点蚀危害程度
2、缓蚀率n处理后的水质腐蚀率降低的效果〃=汩课程名称《水质工程学I》第一周,第30讲次摘要授课题目(章、节)第十章循环冷却水水质稳定处理§10-1循环冷却水的特点及处理要求【目的要求】通过本讲课程的学习,学会建立的方法,的特点【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】第十章循坤冷却水水质稳定处理§10-1循环冷却水的特点及处理要求1直流式用后直接排放(水量大)密闭式完全封闭,与大气仅有热量传递无水量传质散热冷却水系统损失水量小,水质处理单纯问题腐蚀1敝开式水质处理最复杂,应用的最多(主要讲敝开式系统水处理)
一、循环水的处理特点和任务
1、水垢:原因CaC03,Mg0H2危害交换器热交换效率下降,管道过水断面减小,增加管阻,耗能造成事故
2、腐蚀防止水对金属管道及器件的腐蚀
3、污垢悬浮物伺机或无机物项产生俯垢0如有机胺(胺取代金属吸附的水)HH/H11II/./M(/+N—RfMN—R+d11hIIH
(2)疏水基R直链脂肪胺以〜部缺点分析方法复杂,浓度难控制,价格贵
二、防垢处理
(一)防结垢处理
1、用排污法减小浓缩倍数排污量巳8;必__(6+鸟)Sb一一补充水含盐量,S循环水含盐至,P.一一蒸发水量百分比,(与循环总水量的百分比)P2P——风吹和渗漏损失百分比Pi》3〜5%仅适用于4远小于S且新鲜水源充足
2、降低补充水的碳酸盐硬度降低补充水的碳酸盐硬度,进而使Sb降低适用在补充水水质很差或需提高浓缩倍数的情况采用酸化法水中加酸主剂无机酸盐酸、氨基磺酸、磷酸、氢氟酸、硝酸、硫酸有机酸柠檬酸、乙酹酸、甲酸、苹果酸、草酸、前萄糖酸整合剂EDTA碱剂氨、氢、氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、联氨助剂缓蚀剂、还原剂、溶解促进剂、湿润剂【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】P题t020406080100CaCO.i956539262015MgOH
210986.
55.
75.2Il=pHo-pHs(书LSFpHo-pH)pH0——水的pH值pHs——水的CaCO饱和pH值当L0时,CaC()3处于过饱和,有结垢的倾向当L.V0时,CaO)3未饱和而CO过量,水有腐蚀性当L=0时,水质稳定工程控制IL=±(
0.25〜
0.30)范围内
(2)、稳定指数IR(Rgznar)经验式Ik2pHs-pHIr=
4.0〜
5.0水有严重结垢倾向;k=
5.0〜
6.0水有轻微结垢倾向;k=
6.0-
7.0水有轻微结垢或腐蚀倾向;h=
7.0-
7.5腐蚀显著;1百
7.5〜
9.0时,严重腐蚀它不能提供计算数据,仅能判断水的结垢和腐蚀的倾向
3、结垢控制指标
(1)其它影响因素(对结垢有影响的因素)悬浮物及溶解的有机物浓度水温(换热器水温升高)处理药剂(主要是缓垢剂)
(2)经验控制指标结垢物质控制参数控制指标CaCO3CaS04Ca3PO42MgSiOspHs溶解度pHP溶解度pHOpHs+
0.5-
2.5Ca2+XSO42-V500000pHOpHp+
1.5Mg2+XSiO23500pHs——CaC03饱和时的pH值pH.——Ca3P
0.2饱和时的pH值pllo一一循环水的实际pH值SiO2——SiO-以SiO计实际工程中所考虑的一些指标1腐蚀率C.一实验定,讲了2腐蚀深度用总蚀系数,讲了3缓蚀率n讲过了4污垢热阻R讲了【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】P题。