工业循环冷却水的水质稳定处理.doc
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1、工 业 循 环 水处理方案目 录第一节:工业(电厂)循环水概述 第2页第二节:循环水中各种杂质的危害及处理方法第5页第三节:循环水处理剂各论 第12页 HXD-904氧化型杀菌灭藻剂 第13页 HXD-905氧化型杀菌灭藻剂第14页 HXD-901杀菌灭藻剂第15页 HXD-902缓蚀阻垢剂第16页HXD-900新型高效广谱杀菌灭藻剂 第17页聚丙烯酰胺(PAM) 第18页第四节:结论及附表 第19页第一节:工业(电厂)循环水概述一 (电厂)循环水首先来源于天然水天然水(即自然界的水)都是不纯净的,含有各类型的杂质,水的质量就是由这些杂质的成份、数量及其性质决定的。大气降水(雨或雪)是地面水的
2、主要来源。地面水又是地下水的主要来源,电厂用水主要是地下的井水或地面的江湖、河水。其中的杂质按其微粒的分散程度可分为以下几类:1、 悬浮物质:这类杂质的微粒粒径一般在0.2微米以上,呈较大的颗粒状悬浮在水中,其主要组成为矿物质(如泥土、砂粒等)、有机物(如藻类、细菌、动植物碎片等)以及其它不溶物质。2、 胶质物质:这类杂质的微粒粒径在0.0010.2微米之间,呈较小的颗粒状态,即以许多分子的集合体形式存在于水中。其主要成分是钙、镁、钾、钠等盐类,氧、二氧化碳、硫化氢等气体以及酸碱和其它无机、有机物质。二 (电厂)循环用水 电厂工业用水量是很大的,为了切实节约用水,节能降耗,一般都是循环利用的,
3、循环水在使用过程中,由于受雨雪风沙的侵袭,温度的升高,溶解氧的变化,水的质量受到较大的影响。首先,以上天然水所存的各种杂质在循环水中表现出来,接着由于温度的升高,化学耗氧量增加,各种细菌、藻类真菌、芽孢、沾泥的滋生速度加快,而且随着溶解氧的增加,化学耗氧量的提高,水和金属表面的化学反应及电化反应速度加快,从而导致循环用水的水质发生变化。三 (电厂)循环用水主要控制指标1、悬浮物 它是悬浮于水中的不溶性的物质,主要包括:细菌、藻类、原生动物、泥沙、粘泥以及其它的不溶性物质,如果循环用水超过规定标准的话,就会对用水系统的设备及管道造成堵塞、沉积。从而影响到设备生长的正常运行,所以必须对循环水进行澄
4、清、过滤、加药等净化处理,单位一般用毫克/升表示。 2、溶解固形物 溶解固形物也叫做蒸发残渣,指水中所溶解的全部盐类的总量,确切的说,它实际上只是溶解在水中的、并且在105110时不挥发物的总量,水中溶解固形物越高,所含矿物质越多,水质也就越差,越容易对循环用水的设备及系统产生腐蚀及结垢。在实际生产运行中常用测定水中氯离子的含量来代替,一般用毫克/升来表示。 3、硬度这是衡量循环用水的一项极重要的指标。硬度是指水中所含钙、镁离子的总量,水的硬度越高,设备越容易结垢,相对水处理费用也就越高。其单位现统一用毫克当量/升表示。4 、碱度也是衡量循环用水的一项重要指标。它是指水中能与强酸作用的物质,一
5、般指重碳酸盐碱度、碳酸盐碱度和氢氧化物碱度,碱度太高时,可对循环水系统的钢制容器、换热设备等造成碱腐蚀。5、PH值这是表示水的酸碱度的指标,PH值越大,碱度越强,PH值越小,酸度越强。PH值为7时,水为中性。循环水都要求有一定的PH值,因为它直接影响着设备的结垢和腐蚀速度。6、相对碱度它是防止循环水系统的设备产生苛性脆化而规定的一项技术指标,其数值应0.2,如果数值过高,对设备容易造成损害。7、氯离子循环水中的氯离子的含量也是常见的一项循环用水指标,水中氯离子的浓度越低越好,氯离子的浓度过高,容易引起设备的腐蚀。一般以毫克/升表示氯离子的浓度。8、溶解氧氧气能溶解于水中,水的温度越高,其溶解度
6、越小,由于水中的溶解氧能加快细菌、藻类的生长,另一方面,溶解氧能腐蚀设备及给水管路,换热器等。所以循环水中的溶解氧应尽可能除去。第二节 循环水中各类杂质的危害及处理方法一、循环水中的泥沙危害及处理 由于循环水储存系统暴露在室外及空气中,再加上风、雨、雪的洗礼,空气中的泥、沙和其它有机无机的尘埃容易落入循环水系统中,从而造成循环水的浊度增大。这些如果不除去,容易在设备和系统中形成沉积,使设备的正常运行受到很大影响,而且对细菌、藻类的生长提供了良好的环境,也容易在设备中产生水垢、油垢等危害性杂质,所以必须进行清除,其方法是往循环水池中加入聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等絮凝剂,这些药剂絮凝效果好,用量少成
7、本低。一般阴离子聚丙烯酰胺澄清后的水浊度在58之间,聚合氯化铝澄清后的水浊度在1012之间,前者为阴离子高分子聚合物,后者为无机高分子化合物。二、循环水的阻垢、防垢及除垢 1、水垢的种类水垢的种类很复杂,通常是多种化合物的复合体,按其主要化学成分可分为以下几类: 碳酸盐水垢:通常是指碳酸盐含量占50以上的水垢,这种水垢常附着在设备温度较低的部分,如热交换口、给水管道等处,有硬度水垢,也有疏松的海绵状水垢。 硫酸盐水垢:这种水垢硫酸钙占50以上,坚硬致密,常沉积在设备受热强度最大的地方。 硅酸盐水垢:通常指SiO2含量20以上的水垢,这种水垢容易在热应力较大的蒸发面上沉积,非常坚硬,导热性小,难
8、于清除。 混合水垢:由Ca(CO3)2、Mg(OH)2、CaSO4、CaSiO3等多种成分组成,很难说那一种成分是主要的。这种水垢导热系数较大,可当做碳酸盐垢处理。含油水垢:当水中含油量较大而水中的硬度又较小时,易生成黑色疏松的含油水垢,常沉积在设备内温度最高的部件上,这种水垢难于清理。2、水垢的危害水垢的导热性能极差,其导热系数比钢铁小数十倍,甚至数百倍。由于水垢的存在,会使给水管道、热交换设备受热及传热性能的情况变坏,热量不能迅速传递,使受热面壁温大大提高,金属抗拉强度大大降低。另外,若受热面上大量集结水垢,还会影响水循环,甚至堵塞管道,这些都可导致受热面的过热变形,鼓起和裂缝,甚至炸破,
9、影响生产和设备的使用寿命。3、结垢的原因水垢的形成是一个复杂的物理化学过程,水垢形成的原因可分为内因和外因两个方面。内因就是给水中有残留硬度,即存有钙镁等结构离子,钙镁盐类,如若遇到下列因素就会形成水垢(即水垢形成的外因): 蒸发浓缩:在一定温度下,盐类在水中的溶解度是一定的。由于循环水在使用过程中会不断的受到浓缩,可溶性钙镁盐类的浓度不断增大,当形成过饱和溶液时。就会有沉淀析出,在蒸发面或设备管道壁上浓缩最快,故水垢就易在那里结生。 受热分解:重碳酸盐类的热稳定性较差,水中钙、镁的重碳酸盐受热后要发分解,生成不溶性的钙镁沉淀物,方程式如下: Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2 M
10、g(HCO3)2=MgCO3+H2O+CO2 碳酸镁在水中也有一定的溶解度,它进一步水解成溶解度更小的氢氧化镁后才沉淀。 MgCO3+H2OMg(OH)2+CO2温度升高、溶解度降低:大多数物质的溶解度时随着温度的升高而增大(即正温度系数);少数物质的溶解度时随着温度的升高而减小(即负温度系数)。如硫酸钙就属于负温度系数的永硬部分。如果循环水碱度较高,蒸发浓度大,也可能不生成水垢;如果水中细菌、藻类等生成水渣或颗粒,它们重新在金属壁上附着,就会产生二次水垢。4.防垢、阻垢及除垢:防止给水管道及热交换设备结垢是循环水处理工作的重点。以上了解到,水垢的形成是多种多样的,故防垢、阻垢要先从循环水的水
11、质入手。目前主要的处理方法是加入絮凝剂首先使循环水澄清。为了防止细菌、藻类、粘泥的产生,利用杀菌灭藻剂进行处理,在以上对水进行处理的同时,重点是加入防垢阻垢剂,我们采用先进的生产工艺和配方而成的由有机膦酸、聚羧酸、含磺酸盐共聚物、唑类等组成的阻垢剂或复合而成的阻垢缓蚀剂进行阻垢,其原理是高效阻垢缓蚀剂中的高聚物吸附在垢的微晶体上,抑制垢的结晶生长,并起到分散微晶体的作用。同时产品中的膦酸盐使垢的微晶体产生畸变,从而抑制了垢的形成。循环水设备一旦有垢就要用除垢剂进行除垢,如氨基磺酸复配物等。三、循环水设备的防腐 循环水的给水管道、热交换设备等在周围介质的作用下会发生化学或电化学的破坏过程,也就是
12、设备的腐蚀,腐蚀是设备损坏的主要原因之一。1、腐蚀的分类按照金属表面被腐蚀的特征,腐蚀可分为全面腐蚀和局部腐蚀(如点蚀、溃疡性抗蚀、晶际腐蚀等)。按照腐蚀过程中的性质分类,腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。按照造成腐蚀的原因进行分类,可分为氧腐蚀、酸腐蚀、二氧化碳腐蚀、苛性脆化等。设备的腐蚀,有时是一种形式单独进行的,有时是几种形式合并在一起的,一般来说,局部腐蚀远比全面腐蚀危险,其中最危险的是晶际腐蚀。因为金属遭到晶际腐蚀后,尽管表面并无大量的腐蚀产物,但是这部分金属已经丧失了机械强度,其次是溃疡性腐蚀,常常造成设备的穿孔破坏。2、影响金属设备腐蚀的主要因素溶解氧:水中的溶解氧是影响循环水设备
13、腐蚀的重要因素之一,只要水中含有一定数量的氧,就会对设备产生腐蚀。PH值:当溶液的PH值较低时(PH7)会产生酸性腐蚀,由于这是腐蚀产物的溶解,保护膜不易形成,金属表面的破坏表现在均匀腐蚀,但随着溶液PH值的提高,金属的均匀腐蚀则逐渐转为局部性。游离二氧化碳:游离二氧化碳的存在使水呈酸性反应,而且在相同PH值下,碳酸的腐蚀作用将比盐酸厉害。中性盐:溶解盐的腐蚀性有显著的电化学特性,随着盐类浓度的提高,增大了循环水的电导,腐蚀速度也相应增加。相对碱度:较大的相对碱度是金属苛性脆化的先决条件,苛性脆化是晶际腐蚀的一种。当水的相对碱度大于0.2,高浓度的苛性钠溶液可以溶解铁及氧化膜,从而造成晶际腐蚀
14、。3、循环水设备的防腐循环水中加入缓蚀剂,我公司通过近几年的水处理先进经验,科学的筛选了大量配方,研制出由苯骈三氮唑及其它唑类化合物,有机膦酸盐、磺酸盐共聚物等复配而成的缓蚀阻垢剂,可有效地防止金属设备的腐蚀,延长设备的使用寿命。其缓蚀原理为磷酸盐等复配活性物的分解产物与水中的钙离子在金属表面(阴极区)结合成磷酸钙化合物保护膜,阻止了阴极反应,同时在溶解氧的存在下,金属阳极区上正磷酸盐(分解产物)生成磷酸铁和-Fe2O3的混合物保护膜,把金属的腐蚀电位提高到钝化区,抑制了阳极反应。控制循环水中的碱度符合水质标准,同时保持一定的PH值和相对碱度小于0.2,可以减缓设备腐蚀,防止苛性脆化。适当加入
15、和亚硫酸钠化学除氧剂,减少水中的溶解氧,减缓腐蚀( Na2SO3+O2-Na2SO4 )。四、 循环水中的杀菌灭藻在冷却水循环系统中,含有微生物的补充水不断进入,与此同时,冷却塔中从上面喷淋下来的水又从相遇的空气中捕集了大量的微生物进入冷却水系统,冷却水系统充沛的水量为这些进入的微生物生长提供了可靠的生存环境,冷却水的水温范围又特别有利于某些真菌、细菌、藻类的生长,一些水里的有机无机盐类为它们的生长提供了营养源及所需能量的来源,冷却水在冷却塔内喷淋曝气过程中溶入了大量氧气,为好氧的微生物提供了必需条件,而一些污垢等沉积物又为厌氧性微生物提供了庇护所,所以,在冷却水循环系统中存在着大量的微生物。
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