最新循环水处理技术以及化学水处理培训资料PPT课件.ppt
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1、循环水处理技术以及化学循环水处理技术以及化学水处理培训资料水处理培训资料一冷却水系统 1.1.直流冷却水系统直流冷却水系统 2.2.循环冷却水系统循环冷却水系统 AA封闭式循环冷却水封闭式循环冷却水 BB敞开式循环冷却水敞开式循环冷却水结垢原理工业循环冷却水中硬度物质,其存在形态以钙、镁的重碳工业循环冷却水中硬度物质,其存在形态以钙、镁的重碳酸盐酸盐CaCa(HCOHCO3 3)2 2和和MgMg(HCOHCO3 3)2 2为主,都为易溶盐类。为主,都为易溶盐类。但在冷却水中重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增高,当其但在冷却水中重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增高,当其浓度达到饱和状态,会从水中析出;
2、或经过换热器传热表浓度达到饱和状态,会从水中析出;或经过换热器传热表面使水温升高时,发生如下反应:面使水温升高时,发生如下反应:Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2=CaCO=CaCO3 3 +CO+CO2 2 +H+H2 2O O冷却水经过冷却塔时产生气水分离,溶解在水中的游离冷却水经过冷却塔时产生气水分离,溶解在水中的游离COCO2 2要逸出,这就促使上述反应向右方进行。要逸出,这就促使上述反应向右方进行。反应产物反应产物CaCOCaCO3 3为难溶物质,且富有粘性,沉积在换热器为难溶物质,且富有粘性,沉积在换热器表面,形成致密的碳酸钙水垢。水垢使换热器效率下降,表面,形成致密的碳酸钙水
3、垢。水垢使换热器效率下降,系统阻力增加,设备出力下降;严重时,会使换热器堵塞,系统阻力增加,设备出力下降;严重时,会使换热器堵塞,同时产生垢下腐蚀。同时产生垢下腐蚀。循环冷却水粘泥以及微生物问题 33粘泥问题粘泥问题 粘泥是水中的悬浮物沉积而形成的,可能来自环境,也可能来自系统粘泥是水中的悬浮物沉积而形成的,可能来自环境,也可能来自系统内部。多数证据表明:粘泥的沉积来自低流速区或流速受限地区。粘内部。多数证据表明:粘泥的沉积来自低流速区或流速受限地区。粘泥包括各种形式,如:昆虫、软体动物、泥沙、铁锈、油和油脂、其泥包括各种形式,如:昆虫、软体动物、泥沙、铁锈、油和油脂、其它部位形成的垢和其它各
4、种碎片。软性物质,如:油它部位形成的垢和其它各种碎片。软性物质,如:油/油脂油脂/生物团的生物团的存在,通过捕获悬浮物质,形成粘泥团,会加速沉积物的增长。生物存在,通过捕获悬浮物质,形成粘泥团,会加速沉积物的增长。生物粘泥主要由于细菌及藻类等微生物分泌产物同时粘附了水中悬浮杂质粘泥主要由于细菌及藻类等微生物分泌产物同时粘附了水中悬浮杂质而形成,生物粘泥产生的后果与结垢一样会影响传热,堵塞列管,引而形成,生物粘泥产生的后果与结垢一样会影响传热,堵塞列管,引起局部的腐蚀等危害,影响粘泥生成主要因素与水温、起局部的腐蚀等危害,影响粘泥生成主要因素与水温、pHpH、溶解氧、溶解氧、营养源及金属表面特性
5、等有关。系统工艺物料泄漏对生物粘泥繁殖更营养源及金属表面特性等有关。系统工艺物料泄漏对生物粘泥繁殖更为有利。为有利。44微生物问题微生物问题 微生物是系统存在的微小生物的总称,其自身或其代谢产物生物粘微生物是系统存在的微小生物的总称,其自身或其代谢产物生物粘泥,是系统产生故障的主要原因。冷却水系统为微生物的生长提供了泥,是系统产生故障的主要原因。冷却水系统为微生物的生长提供了相当适宜的生长和繁殖的环境,这些有机物包括藻类、真菌和不同种相当适宜的生长和繁殖的环境,这些有机物包括藻类、真菌和不同种类的细菌:好氧菌、厌氧菌和铁细菌。最明显的就是粘液、发臭物质、类的细菌:好氧菌、厌氧菌和铁细菌。最明显
6、的就是粘液、发臭物质、生物团在设备上的沉积。位于垢下的厌氧菌会通过造酸作用加速局部生物团在设备上的沉积。位于垢下的厌氧菌会通过造酸作用加速局部腐蚀。其它菌种,如真菌会恶化冷却塔的木质构件。由于水质为污水腐蚀。其它菌种,如真菌会恶化冷却塔的木质构件。由于水质为污水处理排放水,水中有机物处理排放水,水中有机物CODCOD和和BODBOD含量可能较高,同时微生物和生含量可能较高,同时微生物和生物粘泥问题应是这类水质的主要问题。物粘泥问题应是这类水质的主要问题。五循环冷却水系统腐蚀控制一一 腐蚀形态腐蚀形态1.1.均匀腐蚀均匀腐蚀 又称为全面腐蚀或普通腐蚀。特点是又称为全面腐蚀或普通腐蚀。特点是腐蚀过
7、程在金属的全部暴露表面上均匀的进行,腐蚀过程在金属的全部暴露表面上均匀的进行,腐蚀过程中,金属逐渐变薄,最后破坏。对碳钢腐蚀过程中,金属逐渐变薄,最后破坏。对碳钢而言,均匀腐蚀主要发生在低而言,均匀腐蚀主要发生在低PHPH值的酸性溶液中。值的酸性溶液中。例如,冷却水系统中的碳钢热交换器在用盐酸、例如,冷却水系统中的碳钢热交换器在用盐酸、硝酸、硫酸等无机酸进行化学清洗剂,如果没有硝酸、硫酸等无机酸进行化学清洗剂,如果没有加缓蚀剂会发生明显均匀腐蚀。又如,在加酸调加缓蚀剂会发生明显均匀腐蚀。又如,在加酸调节节PHPH值的冷却水系统,如果加酸过多,冷却水的值的冷却水系统,如果加酸过多,冷却水的PHP
8、H值降到很低,碳钢设备也将发生均匀腐蚀。值降到很低,碳钢设备也将发生均匀腐蚀。腐蚀形态22电偶腐蚀又称为金属腐蚀或接触腐蚀,当两种电偶腐蚀又称为金属腐蚀或接触腐蚀,当两种不同的液体浸在导电性的水溶液中时,两种金属不同的液体浸在导电性的水溶液中时,两种金属之间通常存在电位差。如果这些金属互相接触或之间通常存在电位差。如果这些金属互相接触或用导线连接,则该电位差会驱使电子在他们之间用导线连接,则该电位差会驱使电子在他们之间流动,从而形成一个腐蚀电池。与不接触相比,流动,从而形成一个腐蚀电池。与不接触相比,耐蚀性较差的金属(电位较低的金属)在接触后耐蚀性较差的金属(电位较低的金属)在接触后腐蚀速度通
9、常会增加,而耐蚀性较好的金属腐蚀速度通常会增加,而耐蚀性较好的金属(电位电位较高的金属)在接触后腐蚀速度会降低。如换热较高的金属)在接触后腐蚀速度会降低。如换热器中的黄铜换热管和碳钢管班或不锈钢水室。器中的黄铜换热管和碳钢管班或不锈钢水室。腐蚀形态3.缝隙腐蚀浸泡在腐蚀性介质中的金属表面,当其处在缝隙或其他隐蔽区域内时,常会发生强烈的局部腐蚀。这种腐蚀常常和孔穴、垫片底部、搭接缝、表面沉积物、金属的腐蚀产物以及铆钉铆下的缝隙内积存的少量静止液体有关。因此,这种腐蚀形态被称为缝隙腐蚀,有时也被称为垢下腐蚀、沉积物腐蚀、垫片腐蚀。腐蚀形态产生缝隙腐蚀的沉积物有:冷却水中的泥沙、尘埃、腐蚀产物、水垢
10、、微生物粘泥和其他固体。沉积物的作用是屏蔽,在其下面形成缝隙,为液体不流动创造条件。缝隙腐蚀一般发生在缝隙宽度等于或小于.01-0.2mm的窄缝处。金属和非金属缝隙也可能发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀机理缝隙腐蚀总反应包括金属缝隙腐蚀总反应包括金属MM氧化成金属离子氧化成金属离子M2M2+的阳极过的阳极过程和水中溶解氧还原为氢氧根离子的阴极过程。程和水中溶解氧还原为氢氧根离子的阴极过程。在缝隙中,金属生成的离子在缝隙中,金属生成的离子M2+M2+,而氧则由于缝隙中溶液,而氧则由于缝隙中溶液对流不畅而贫化,所以氧的还原反应主要是在缝隙之外氧对流不畅而贫化,所以氧的还原反应主要是在缝隙之外氧容易到达阳极区
11、反应,这样,缝隙中有过剩的正电荷,这容易到达阳极区反应,这样,缝隙中有过剩的正电荷,这些过剩的正电荷需要带负电的氯离子迁徙到缝隙里面去,些过剩的正电荷需要带负电的氯离子迁徙到缝隙里面去,以保持电中性。结果缝隙中的金属氯化物的浓度增加。之以保持电中性。结果缝隙中的金属氯化物的浓度增加。之后,金属氯化物后,金属氯化物MCL2MCL2水解,生成不溶性的金属氢氧化物水解,生成不溶性的金属氢氧化物沉淀和可溶性的盐酸。盐酸为强电解质,在水中会全部电沉淀和可溶性的盐酸。盐酸为强电解质,在水中会全部电力力H+H+和和CL-CL-会加速多数金属和合金的腐蚀。会加速多数金属和合金的腐蚀。腐蚀形态四孔蚀又称为点蚀或
12、坑蚀。孔蚀是在金属表面的一种局部的腐蚀形态。孔蚀是循环水系统最常见的,又是破坏性和隐患性最大的腐蚀形态之一。孔蚀是一种金属溶解的独特形式,孔蚀中金属的阳极溶解是一种自催化过程。冷却水中大多数孔蚀和卤素有关系。其中影响最大的是氯离子、溴离子硫酸根离子和次氯酸根离子。腐蚀形态五选择性腐蚀又称为选择性浸出。选择性腐蚀是一种固体金属中有选择的除去其中一种元素腐蚀。冷却水系统中最常见的选择性腐蚀的实例是电厂冷凝器中黄铜管脱锌。黄铜管有原来的黄色变成红色或铜的颜色。腐蚀形态六磨损腐蚀又称为冲击腐蚀、冲刷腐蚀或磨蚀。磨损腐蚀是由于腐蚀性流体和金属表面间的相对运动的金属加速破坏和腐蚀。他同时还包括机械磨耗和磨
13、损作用。磨损腐蚀的外表特征是:腐蚀的部位呈槽、沟波纹和山谷型,还常常显示有方向性。腐蚀形态七应力腐蚀是指由拉力和特定腐蚀介质的共同作用而引起金属或合金破裂。引力腐蚀的特点是,大部分表面实际上未遭破坏,只有一小部分细裂纹穿透金属或合金内部。应力可以有各种来源:外加应力、残余应力、焊接应力以及腐蚀产物产生的应力。六冷却水中金属腐蚀的因素1.PH1.PH值值 2.2.阴离子阴离子3.3.络合剂络合剂4.4.硬度硬度5.5.金属离子金属离子6.6.溶解性气体(氧溶解性气体(氧 二氧化碳二氧化碳 氨氨 硫化氢硫化氢 二氧化硫二氧化硫 氯)氯)77浓度浓度8.8.悬浮固体悬浮固体9.9.流速流速10.10
14、.电偶电偶11.11.温度温度七金属腐蚀控制指标碳钢换热器管壁的腐蚀速率小于0.125mm/a(5mpy)铜、铜合金和不锈钢换热器的腐蚀速率小于0.005mm/a(0.2mpy)金属腐蚀控制方法1.添加缓蚀剂2.提高冷却水PH浓度3.选用耐蚀材料制造的换热器4.用防腐涂料涂覆。循环水处理缓蚀剂1.1.钼酸盐(钼酸盐(200-250ppm)200-250ppm)宽宽PH6-11.PH6-11.缓蚀效果好。适合密缓蚀效果好。适合密闭系统。闭系统。2.2.亚硝酸盐(亚硝酸盐(300-500ppm)300-500ppm)一般用于设备酸洗后的钝化剂一般用于设备酸洗后的钝化剂和密闭系统中的非铬酸盐系缓蚀剂
15、。和密闭系统中的非铬酸盐系缓蚀剂。3.3.硅酸盐(直流水)硅酸盐(直流水)4.4.钼酸盐钼酸盐5.5.锌盐锌盐(硫酸锌)硫酸锌)优点:优点:aa能迅速成膜能迅速成膜bb成本低成本低cc与其他缓蚀剂联合使用效与其他缓蚀剂联合使用效果好果好缺点:缺点:aa单独使用时效果比较差单独使用时效果比较差bb对水生生物有些毒性对水生生物有些毒性CPHCPH大于大于8 8时,锌离子容易从水中析出以致降低或失去缓时,锌离子容易从水中析出以致降低或失去缓释作用。为此,要同时使用锌稳定剂。有机酸(盐)都有释作用。为此,要同时使用锌稳定剂。有机酸(盐)都有一定的稳定作用,其中磺酸基团的共聚物有更明显的稳定一定的稳定作
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