溴化锂溶液质量的分析与控制

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1、溴 化 锂 溶 液 质 量 的 分 析 与 控 制蔺 海 云 孟 示 阳 师 红 吉(安阳钢铁股份有限公司 )摘要 介绍了溴化锂溶液的质量技术指标 ,分析了溴化锂溶 液 质 量 的 影 响 因 素 ,提 出 了 相 应 的 控 制 措 施 。 对 保 持溴化锂溶液质量 、 提高溴冷机高效平稳运行起到了一定的作用 。关键词 溴化锂溶液 分析 控制THE QUAL ITYS ANALYSIS AND CO NTROL OF L ITHIUM BROMID E A QUALin Haiyun Meng Shiyang Shi Hongji(Anyang Iron & Steel Group Co .

2、 ,Ltd)ABSTRACT Introduced the lithium bromide aquas index sign of some quality techniques , and analyzed the influencing factorsto lithium bromide aqua quality , put forward the controlling method accordingly , and this is very useful for keeping the quality of the lithium bromide aqua and improving

3、 the efficiency of the cold machine of bromides the steady control .KEY WO RDS Lithium bromide aqua analysis management0 引言吸 收式溴 化 锂 制 冷 机 ,因 其 高 效 、 节 能 、 制 冷 量溴 化 锂 溶 液 是 一 种 强 腐 蚀 剂 ,对 碳 钢 和 铜 都 具有 强腐蚀性 。 由 于 腐 蚀 会 使 溶 液 成 份 发 生 变 化 ,影 响机组正常运行 ,严重者会造成机组泄漏 、 屏蔽泵烧 毁等重大故障 ,所以 ,机组内部防腐是很重要的 。 酸性条件下 ,溴

4、化锂溶液对金属的腐蚀相当快 ,在碱性 条件下 ,腐 蚀 作 用 会 大 大 减 弱 , 但 溶 液 的 PH 值 过 高 ,对紫铜的钝化 不 利 ,会 加 剧 腐 蚀 的 发 生 ,特 别 是 当 溶液 PH 11 . 2 时 ,易 产 生 胶 状 沉 淀 ,机 组 不 能 正 常 运转 。 实验表明 ,溶液的 PH 值 控 制 在 9 . 0 10 . 5范围 ,缓蚀效果比较 好 1 。制 冷 机 组 在 正 常 运 转 中 ,溶 液 中 的 缓 蚀 剂 铬 酸 锂 (Li2 CrO4) 与机内 的 铜 ( Cu) 、 铁 ( Fe) 会 发 生 预 膜 反 应 ,生 成 LiOH ,使 P

5、H 值 升 高 ,其 化 学 反 应 方 程 式 如 下 :3Fe + 2Li2 CrO4 + 2 H2O 3FeO + Cr2O3 + 4LiOH3Cu + 2Li2CrO4 + 5H2O 3CuO + 2Cr (OH) 3 + 4LiOH另 外 ,机组内 漏 入 氧 气 (O2 ) 后 ,也 会 发 生 腐 蚀 ,使溶液的 PH 值升高 ,其反应方程式如下 :2Fe + 2 H2O + O2 2Fe (OH) 24Cu + O2 2Cu2O2Cu2O + O2 + 4 H2O 4Cu (OH) 2可 见 ,溶 液 的 碱 度 是 随 着 运 转 时 间 的 增 长 而 逐 渐增大的 。1

6、. 3 缓蚀剂减缓溴化锂溶液对机组腐蚀的另一措施是向溶大 、 无毒无污染 、 操 作 方 便 等 优 点 ,越 来 越 被 广 泛 应用 于社会生产和 社 会 生 活 的 许 多 领 域 中 ,特 别 是 随 着 国际上对氟里昂 ( CFC) 制 冷 剂 生 产 和 使 用 的 逐 步禁 止 ,溴化锂吸收 式 制 冷 机 更 是 获 得 了 突 飞 猛 进 的发展 。溴 化 锂 溶 液 作 为 溴 冷 机 的 工 作 物 质 ,起 着 制 冷 剂 和吸收剂的作 用 ,其 质 量 的 好 坏 直 接 影 响 着 制 冷机的运转性能和使用寿命 。 很多单位由于重视不够 或经验不足 ,对溶液质量缺乏

7、妥善的管理 ,往往造成 机组性能下降过快 ,故障率偏高 ,甚至短期内报废的 严重后果 ,造成极大的经济损失 。 因此 ,对溴化锂溶 液的分析与控制就显得非常重要 。1 影响因素及机理分析1 . 1 浓度溴冷机的运转性能与溶液浓度有很大关系 。 溶 液浓度低时 ,冷剂 水 量 充 裕 ,但 蒸 发 温 度 升 高 ,溶 液 吸收作用减弱 ,制冷量不会很大 ,而且溶液泵有抽空的可能 ,浓度过低时 ,机组根本不制冷 。 如果溶液浓 度过大 ,冷剂水量 减 少 ,冷 剂 泵 有 可 能 抽 空 ,而 且 机 组 此时容易 发 生 结 晶 现 象 。 所 以 ,溶 液 浓 度 的 高 低 对 机组的运转

8、性 能 有 很 大 的 影 响 ,合 适 的 浓 度 是 保 持溴冷机正常运转的重要条件 。1 . 2 碱度液 里注入一定浓度的缓蚀剂 ,如铬酸锂 (Li2 CrO4 ) 、 钼酸 锂 (Li2MoO4) 、 氧 化 铅 ( PbO) 等 等 。 目 前 大 多 采 用 铬 酸锂 (Li2 CrO4 ) ,其 防 腐 的 机 理 是 与 铜 和 铁 发 生 反应 ,生成薄而致密的氧化物和氢氧化物保护膜 ,阻止腐蚀进一步发生 ,其化学反应方程式如下 :3Fe + 2Li2 CrO4 + 2 H2O 3FeO + Cr2O3 + 4LiOH3Cu + 2Li2CrO4 + 5 H2O 3CuO +

9、 2Cr ( OH) 3 +4LiOH1 . 4 表面活性剂 (能量增强剂 )为 了 提 高 制 冷 机 的 性 能 ,通 常 向 溶 液 里 加 入 一 定 量的能量 增 强 剂 ,如 正 辛 醇 或 异 辛 醇 。 辛 醇 为 无 色油状 液 体 ,比 重 约 为 0 . 81 ,不 易 溶 于 溴 化 锂 溶 液 。 它 在吸收器里的 作 用 是 减 弱 吸 收 液 的 表 面 张 力 ,从 而减少吸收阻力 ,加强传质和传热效果 ,提高吸收效 率 ,在冷凝器里 ,它可以使冷剂蒸汽在冷凝器传热管 上由膜状凝结变为珠状 ,大大加强传热效果 ,这两种 作 用 ,可 以 大 大 提 高 制 冷

10、机 组 的 制 冷 量 ( 一 般 可 达10 15 %) ,但其增强作用与其 在 溶 液 中 的 含 量 并 不 成正比关系 。 实验 表 明 ,一 般 控 制 在 0 . 1 % 0 . 3 %之间比较合适 。1 . 5 杂质溴 化 锂 溶 液 在 生 产 过 程 中 ,不 可 避 免 地 带 有 氯 化 物 ( Cl - ) 、 硫 酸 盐 ( SO42 - ) 、 铵 盐 ( NH4 + ) 、 钙( Ca2 + ) 、 铁 ( Fe3 + ) 、 铜 ( Cu2 + ) 、 钡 (Ba2 + ) 等多种杂质 , 这些杂质是有一定含量要求的 ,超过了一定的含量 , 会 对机组 造 成

11、不 良 影 响 。 例 如 ,如 果 溶 液 Cl - 含 量 偏 高 ,腐蚀作 用 会 大 大 加 强 。 溶 液 在 正 常 使 用 过 程 中 ,杂质成份和含量也在不断地发生着变化 ,特别是 由 于腐蚀 、 泄漏 、 检 修 或 操 作 失 误 等 原 因 ,会 使 溶 液 成 份发生很大 变 化 。 如 果 某 些 杂 质 含 量 大 大 超 标 , 会 严重影响 机 组 的 性 能 和 使 用 寿 命 。 例 如 ,溶 液 中 混有铁锈 、 焊渣等颗粒状杂质时 ,往往会堵塞喷嘴和 屏 蔽泵冷却润滑 管 路 ,造 成 冷 量 衰 减 和 屏 蔽 泵 烧 毁 等 严重故障 。 所 以 ,

12、对 溶 液 杂 质 含 量 的 检 测 与 分 析 也很重要 。的 浓度过高或 过 低 ,要 及 时 进 行 调 整 。 方 法 是 通 过冷剂水旁通阀加入或排出一部分冷剂水 。 此时应注 意两点 :一是冷剂水污染时不可外排 ,二是防止空气 进入机组内部 ,影响机组真空度 。 机组运行时 ,一般 只 对稀溶 液 进 行 检 测 , 此 时 其 浓 度 为 53 % 57 % 。机 组 停 运 期 间 , 溶 液 充 分 稀 释 后 , 浓 度 应 略 大 于50 % 。2 . 2 缓蚀剂含量及添加 缓 蚀 剂 在 溴 化 锂 溶 液 中 的溶 解 度 很 小 ,而 且 其溶解性还与溶液浓度和温

13、度有关 ,如果添加量过大 , 溶 液易产生胶 状 沉 淀 ,造 成 不 良 后 果 ,所 以 ,一 般 控 制在 0 . 1 % 0 . 3 %之间 。机组运行 初 期 , 由 于 预 膜 反 应 ,Li2 CrO4 消 耗 快些 ,另外 ,由于 高 温 Li2 CrO4 也 会 分 解 一 些 ,所 以 ,需 要 定期对其含 量 进 行 检 测 ,及 时 补 充 。 其 含 量 可 以用化学实验法测出 ,也可以简单用目测法进行判断 。 由 于溶液 加 入 铬 酸 锂 后 , 颜 色 呈 金 黄 色 , 其 含 量 越低 ,溶液颜色越浅 ,所 以 ,可 以 取 标 准 溶 液 进 行 抽 样

14、比较 ,作出大致判断 。添加缓蚀剂时 ,严禁直接加入机组内部 ,应先从 机组内取出一定量的溶液 ,放在容器中 ,再慢慢加入Li2CrO4 ,待完全混合均匀后再注入机组内 ,同时 启 动机组 ,使缓蚀剂和溶液充分混合 。2 . 3 溶液 PH 值的控制及调整由以上分析可知 ,由于预膜反应和腐蚀反应 ,溶 液 的 PH 值 会 逐 渐 增 大 , 所 以 , 需 要 定 期 进 行 检 测 ,合 理调整 ,使溶液的 PH 值始终保持在 9 . 0 10 . 5 之 间 。 同时我们看 到 氧 气 是 造 成 腐 蚀 的 根 本 原 因 ,所 以 ,隔绝氧气是防 止 机 组 内 部 腐 蚀 保 持

15、溶 液 质 量 的重要措施 。溶液 PH 值的调整是 通 过 向 机 组 内 部 添 加 一 定 量的氢氧化锂 (LiOH) 或 氢 溴 酸 ( HBr) 来 完 成 。 添 加时 ,氢氧化锂和氢溴酸的浓度不可过高 ,灌注速度不 可 过快 ,最好从机 组 内 取 出 一 部 分 溶 液 混 合 均 匀 后再慢慢加入机内 2 。2 . 4 辛醇的添加辛 醇比重较 小 ,且 易 挥 发 ,往 往 聚 集 在 溶 液 、 冷 剂 水和铜 管 的 表 面 , 抽 真 空 时 很 容 易 把 它 抽 出 , 所 以 ,其含量也易下降 ,辛醇含量不足可以从两方面判断 :一是机组性能下降 ;二是溶液中没有刺

16、激性气味或抽真空时没有辛醇的气味 2 。所以 ,需要定期检测 ,若浓度低时 ,应及时加入 , 使其浓 度 保 持 在 0 . 1 % 0 . 3 %左 右 。 添 加 方 法 与 向机组内添加溶液的方法相同 。控制措施22 . 1 浓度的控制注入机组 的 溴 化 锂 溶 液 浓 度 一 般 控 制 在 50 % 左右 ,而且机内溶液浓度一般比较稳定 ,但下列几种 情况有可能引起溶液浓度发生较大变化 。1) 机组水洗后残余水分较多 ;2) 水系统泄漏 ,大量水进入机组 ;3) 溶液初始浓度不当 ;4) 调试过程中稀释或浓缩过度 。所以 ,需要定期对溶液进行取样化验 ,发现溶液 2 . 5 杂质的控制首先 ,在溴化锂溶液的生产过程中 ,应尽量避免和减少杂质进入 溶 液 ,以 保 持 其 高 质 量 品 位 ,其 次 ,在使用过程中应注意以下几点 :1) 避免误操作 ,使真空泵油进入机组内部 ;