冷卻水系統(tǒng)水處理基礎(chǔ)知識

1、1、 前言冷卻水系統(tǒng)在任何制造或生產(chǎn)型工廠中，就猶如血液在人體中占著非常重要的地位。當冷卻水系統(tǒng)發(fā)生沉積、結(jié)垢等問題時，就像血管受到硬化或結(jié)塊堵住，無法暢通；若冷水系統(tǒng)發(fā)生腐蝕的問題，就像血管受到潰瘍，輕易破裂。這些障礙都足以令以個工廠的生產(chǎn)完全停頓，甚至遭至嚴重的損失。因此，一個完善的冷卻水系統(tǒng)處理方案，非但可以節(jié)省能源的耗費，并且可以提高產(chǎn)能及產(chǎn)品質(zhì)量，實在非常重要。完善的冷卻水系統(tǒng)處理方案，除了要有強而有效的藥品之外，還需配合不斷的研發(fā)、監(jiān)控及有經(jīng)驗的技術(shù)服務工程師，如此才算完整。2、 冷卻水面臨的一般問題2.1、結(jié)垢及沉淀由于在水中之Ca2+ CO3、O422、iO32、等離子及懸浮物

2、、有機物、油脂等質(zhì)，其溶解度受到溫度、流速、及PH值等因素作用，在高溫和低流速地方沉積，造成下列不良后果： 降低熱傳效率或傳熱不均。 工廠非計劃性停止運轉(zhuǎn)。 設備腐蝕（垢下腐蝕）。 增加管線輸送壓力落差及電力消耗。 減低腐蝕抑制劑效果。阻垢機理主要是在碳酸鈣晶體的成長過程中，使碳酸鈣晶格發(fā)生畸變。碳酸鈣小晶體成長過程中，若晶體吸附有阻垢劑并摻雜在晶格點陣中，或者吸附在晶體表面，就會使晶體不能嚴格按照晶格正常生長，因而發(fā)生畸變。而那些即使長大了的晶體，由于內(nèi)部應力的增大，也非常容易破裂變成微小晶體或軟垢，從而防止了碳酸鈣沉積成硬垢。在實際的冷卻水系統(tǒng)中，碳酸鈣垢的形成可分為三個階段:1.過飽和溶

3、液的生成。2.晶核的生成。3.晶核成長為晶體。阻垢劑的加入，只要能有效地破壞其中任何一環(huán)，則碳酸鈣垢的形成就會受到抑制。據(jù)此我們對加入復配藥劑前后碳酸鈣晶體的形態(tài)進行掃描電鏡觀察，圖片如下:加入藥劑后碳酸鈣晶體放大11000倍照片 未加藥劑碳酸鈣晶體放大2000倍照片電鏡掃描結(jié)果：加入藥劑后碳酸鈣的晶格明顯變小，說明藥劑的作用。2.2、 腐蝕由于冷卻水中含有溶解氧以及各種電解質(zhì)，它會由于電位差而產(chǎn)生電化學反應，從而產(chǎn)生金屬腐蝕。其反應機理如下：碳鋼腐蝕的過程如下：陽極反應：4Fe 4Fe² + 8e8H2O 8H+ 8OH-陰極反應：8H+ 8e 8H ( 析出的氫原子吸附在碳鋼表面

4、上 )細菌的陰極去極化作用：SO4²- 8H 細菌 S²- 4H2O 腐蝕產(chǎn)物的生成：Fe² + S²- FeS3Fe² + 6OH- 3Fe(OH) 2 腐蝕總反應：4Fe SO4²- 4H2O 細菌 FeS 3Fe(OH) 2 2OH-從上式看鋼的腐蝕是一個電化學過程的自發(fā)過程，所以腐蝕是絕對進行的化學反應，但使用好的緩蝕劑可以使它的反應動力學降低，以延緩反應的速度。根據(jù)中華人民共和國國家標準 工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范GB5005095 的對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中腐蝕控制指標的規(guī)定：碳鋼腐蝕速率小于0.125/a(5mPy) 銅及銅合

5、金、不銹鋼腐蝕速率小于0.005/a(0.2mPy)在淡水中，由于有溶解氧的存在，碳鋼和鑄鐵是不耐腐蝕的。當氧的濃度達到某一臨界值時，鋼鐵發(fā)生鈍化，腐蝕速度發(fā)生明顯下降當溶解氧消耗完后，如果水中不存在別的氧化劑時，水就不再腐蝕鋼鐵了。但水中如果有足夠量的溶解氧。又有少量活性離子例如C1-).就會造成鋼鐵的局部腐蝕，有的會快速穿孔。使用藥劑后的 鋼、銅腐蝕率現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)匯總?cè)掌阡摳g率/（mma-1）銅腐蝕率/（mma-1）2003110.11160.00732003120.10040.00532004010.06380.00602004020.09070.00412004030.10900.00402004040.11200.00542004050.08600.00482004060.09200.0035上圖：冬季和夏季配方的緩蝕效果曲線 A B C D 上圖：為腐蝕表面能譜 A 、C是紫銅 B、D為碳鋼A、B為沒有添加緩蝕劑，C、D添加0.2的緩蝕劑 A B上圖：為紫銅的掃描電鏡圖， A未加緩蝕劑，B為加入緩蝕劑 C D上圖：為碳鋼的掃描電鏡圖， A未加緩蝕劑，B為加入緩蝕劑以上資料證明我們的阻垢緩蝕劑的腐蝕率完全達標。水處理方案實施兩個月后，鋼腐蝕率、銅腐蝕率基本控制在鋼腐蝕率 ，銅腐蝕銅腐蝕率監(jiān)測：每月