《[2017年整理]水处理技术在循环冷却水系统中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[2017年整理]水处理技术在循环冷却水系统中的应用（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1一 、 前 言1、 水 资 源 的 匮 乏 与 污 染 以 及 节 水 的 紧 迫 性水 是 自 然 界 中 分 布 最 广 的 一 种 资 源 ， 同 时 也 是 人 类 赖 以 生 存 和 发 展 的 基础 物 质 。 当 前 ， 水 资 源 匮 乏 和 污 染 对 社 会 稳 定 、 经 济 发 展 构 成 威 胁 ， 成 为 世界 绝 大 多 数 国 家 稳 定 和 发 展 面 临 的 最 突 出 问 题 之 一 。 联 合 国 为 此 向 世 界 发 出警 告 ： 水 ， 不 久 将 成 为 一 个 深 刻 的 社 会 危 机 ， 石 油 危 机 之 后 的 下 一 个 危 机 就
2、是 水 。我 国 是 一 个 幅 员 辽 阔 的 大 国 ， 又 是 一 个 水 资 源 贫 乏 国 ， 人 均 占 有 水 量 仅为 2340m3， 只 有 世 界 人 均 占 有 水 量 的 1/4， 排 到 世 界 第 88 位 ， 被 世 界国 际 组 织 列 入 世 界 上 17 个 最 贫 水 国 家 名 单 中 。 我 国 600 多 个 城 市 中 ，已 有 300 多 个 存 在 不 同 程 度 的 缺 水 ， 多 次 出 现 河 水 断 流 ， 地 下 水 超 采 ，141 条 河 流 被 严 重 污 染 ， 13 亿 人 口 中 有 65%以 上 的 人 喝 着 不 适
3、合 饮 用 的水 。 为 了 人 类 的 生 存 和 繁 衍 ， 治 理 污 染 ， 合 理 用 水 ， 节 约 水 资 源 已 刻 不 容 缓 。2、 水 处 理 技 术 是 工 业 水 处 理 最 普 遍 的 有 效 手 段节 水 首 先 要 抓 住 比 较 集 中 使 用 和 用 量 大 的 工 业 用 水 ， 工 业 用 水 占 有 总 用水 量 的 80%以 上 ， 而 工 业 的 冷 却 水 量 占 工 业 用 水 总 量 的 60 70%。 因 此 ，节 约 冷 却 水 ， 就 成 为 工 业 节 水 最 紧 迫 的 任 务 。 我 国 1988 年 制 定 了 中华 人 民 共
4、 和 国 水 法 ， 并 开 始 对 用 水 单 位 收 取 水 资 源 费 。 原 化 学 工 业 部 也 于1991 年 发 布 过 化 工 系 统 节 约 用 水 管 理 规 定 ， 要 求 加 强 用 水 管 理 ， 合 理利 用 水 资 源 。 特 别 规 定 ： “采 用 地 下 水 、 自 来 水 作 间 接 冷 却 水 时 ， 必 须 循环 利 用 。 ”目 前 ， 采 用 循 环 冷 却 水 代 替 直 流 水 已 成 为 各 行 各 业 的 共 识 和 行 动 。 同 时 ，也 都 更 加 重 视 水 系 统 中 设 备 的 腐 蚀 结 垢 等 问 题 。 循 环 冷 却
5、水 化 学 处 理 技 术 是2当 前 国 内 外 公 认 的 工 业 水 处 理 最 普 遍 使 用 的 有 效 手 段 。 循 环 冷 却 水 化 学 处 理就 是 通 过 在 循 环 水 中 加 入 化 学 药 剂 来 防 止 腐 蚀 、 水 垢 和 粘 泥 等 危 害 的 产 生 ，以 达 到 水 处 理 目 的 的 方 法 。 循 环 水 中 加 入 水 稳 药 剂 ， 使 水 质 得 到 改 善 ， 提 高换 热 器 等 设 备 的 效 率 和 寿 命 ， 降 低 能 耗 ， 保 证 生 产 顺 利 地 进 行 。二 、 循 环 冷 却 水 系 统 特 征 及 运 行 障 碍 产
6、生 的 危 害1、 循 环 冷 却 水 系 统 特 征冷 却 水 系 统 是 用 水 来 作 为 工 业 冷 却 介 质 的 系 统 ， 它 分 为 直 流 冷 却 水 系 统和 循 环 冷 却 水 系 统 。 直 流 冷 却 水 系 统 因 其 消 耗 水 量 大 、 加 药 处 理 费 用 过 高 ，已 基 本 被 淘 汰 。 循 环 冷 却 水 系 统 中 的 冷 却 水 流 经 换 热 器 时 ， 和 工 艺 介 质 进 行热 交 换 ， 热 介 质 通 过 冷 却 水 冷 却 到 需 要 的 温 度 ， 冷 却 水 温 度 升 高 ， 成 为 热 水 。热 水 基 本 不 排 放 ，
7、 经 过 冷 却 后 仍 返 回 系 统 重 复 使 用 。 即 冷 却 水 被 加 热 成 热 水 ，热 水 被 冷 却 成 冷 水 ， 冷 水 再 加 热 ， 热 水 再 冷 却 ， 循 环 不 止 ， 因 而 大 大 节 约 了用 水 。 这 就 是 循 环 冷 却 水 系 统 与 直 流 冷 却 水 系 统 不 同 之 处 。 循 环 冷 却 水 系 统又 可 分 为 密 闭 式 和 敞 开 式 两 种 ， 其 区 别 在 于 敞 开 式 系 统 中 的 热 水 是 经 过 冷 却塔 （ 又 称 凉 水 塔 ） 或 冷 却 池 与 空 气 直 接 接 触 被 冷 却 为 冷 水 ， 再
8、 返 回 系 统 循 环使 用 的 ， 而 密 闭 式 系 统 中 水 不 与 大 气 接 触 ， 密 闭 循 环 ， 水 不 浓 缩 ， 也 基 本 上不 消 耗 。在 敞 开 式 循 环 冷 却 水 系 统 中 ， 热 水 通 过 冷 却 塔 时 ， 部 分 水 被 蒸 发 ， 使 循环 水 中 盐 水 被 浓 缩 。 水 不 断 循 环 ， 含 盐 量 就 不 断 增 加 。 为 了 维 持 水 中 的 水 量平 衡 ， 必 须 不 断 向 循 环 系 统 中 补 充 新 鲜 水 ， 同 时 排 放 掉 一 部 分 循 环 冷 却 水 ，以 保 持 循 环 水 的 含 盐 量 稳 定 在
9、 某 一 浓 度 。 因 此 ， 在 水 系 统 循 环 运 行 的 时 候 ，补 充 水 和 循 环 水 中 的 含 盐 量 是 不 同 的 。 循 环 冷 却 水 与 补 充 水 中 含 盐 量 的 比 值 ，就 称 为 浓 缩 倍 数 。 浓 缩 倍 数 是 敞 开 式 循 环 冷 却 水 系 统 运 行 的 一 项 重 要 参 数 。3循 环 水 中 保 持 一 定 的 浓 缩 倍 数 ， 不 仅 能 节 水 、 节 药 、 提 高 经 济 效 益 ， 而 且 对稳 定 水 质 有 重 要 作 用 ， 也 有 利 于 进 行 化 学 处 理 。敞 开 式 循 环 冷 却 水 系 统 的
10、 水 质 有 以 下 特 点 ：（ 1） 因 冷 却 塔 的 蒸 发 冷 却 作 用 ， 使 一 部 分 循 环 冷 却 水 被 空 气 带 走 ， 系统 中 损 失 了 一 部 分 水 。 这 部 分 水 没 有 带 走 所 溶 解 的 固 体 ， 而 将 它 原 来 溶 解 的固 体 留 在 循 环 系 统 中 ， 使 循 环 水 中 的 溶 解 固 体 物 浓 度 增 加 ， 这 就 是 浓 缩 现 象 。浓 缩 会 改 变 水 的 腐 蚀 结 垢 性 质 ， 加 重 水 的 结 垢 或 腐 蚀 倾 向 。（ 2） 在 冷 却 塔 中 ， 水 在 与 空 气 的 接 触 过 程 中 还
11、会 失 去 一 部 分 游 离 二 氧化 碳 。 由 于 二 氧 化 碳 的 逸 出 ， 使 水 中 碳 酸 氢 钙 容 易 转 化 成 碳 酸 钙 沉 积 在 换 热设 备 上 ， 其 反 应 如 下 ：Ca(HCO3)2 Ca CO3 CO2 H2O水 在 与 空 气 接 触 时 ， 还 会 溶 解 空 气 中 的 氧 气 ， 使 水 中 的 溶 解 氧 总 处 于 饱和 状 态 。 当 碳 钢 与 溶 有 O2 的 冷 却 水 接 触 时 ， 由 于 金 属 表 面 的 不 均 一 性 和冷 却 水 的 导 电 性 ， 在 碳 钢 表 面 会 形 成 许 多 腐 蚀 微 电 池 ， 使
12、阳 极 区 的 金 属 不 断溶 解 而 被 腐 蚀 ， 其 反 应 如 下 ：在 阳 极 区 Fe Fe2+ 2e在 阴 极 区 1/2 O2 H2O 2e 2OH在 水 中 Fe2+ 2OH Fe (OH)2O2Fe(OH)2 Fe(OH)3O2Fe(OH)2 1/2 Fe2O3H2O（ 3） 水 在 与 空 气 的 接 触 过 程 中 ， 还 会 将 空 气 中 所 带 的 灰 尘 、 微 生 物 、污 染 气 体 （ 如 SO2、 H2S、 NH3 等 ） 或 昆 虫 带 入 水 系 统 ， 引 起 水 质 污 染 ，造 成 腐 蚀 或 污 垢 沉 积 等 问 题 。 其 中 微 生
13、物 带 来 的 危 害 特 别 严 重 。如 硫 酸 盐 还 原 菌 分 解 水 中 的 硫 酸 盐 ， 产 生 H2S， 引 起 碳 钢 腐 蚀 ， 其 反应 如 下 ：4SO 8H+ 8e S2 4H2O 能 量 （ 细 菌 生 存 所 需 ）2 4Fe2+ S2 FeS又 如 铁 细 菌 腐 蚀 钢 铁 ， 产 生 锈 瘤 ， 并 释 放 能 量 供 细 菌 生 存 ， 其 反 应 如 下 ：细 菌Fe2+ Fe3+ 能 量 （ 细 菌 生 存 所 需 ）所 以 ， 冷 却 水 循 环 使 用 后 ， 运 行 浓 缩 倍 数 提 高 ， 各 种 离 子 及 杂 质 随 之 被浓 缩 ，
14、硬 度 和 碱 度 也 大 幅 度 增 加 ， 二 者 平 衡 被 打 破 而 形 成 水 垢 ， 并 且 ， 水 垢在 沉 积 过 程 中 ， 常 与 淤 泥 、 粘 泥 、 腐 蚀 产 物 及 其 它 杂 质 混 合 在 一 起 形 成 污 垢 ，污 垢 附 着 在 设 备 上 又 会 产 生 垢 下 腐 蚀 ， 加 速 设 备 的 穿 孔 泄 漏 ， 危 害 性 更 大 。水 和 大 气 在 冷 却 塔 中 对 流 时 ， 吸 收 了 大 气 中 的 灰 尘 、 微 生 物 及 其 孢 子 ， 使 系统 中 微 生 物 和 悬 浮 物 数 量 明 显 增 加 ， 且 由 于 养 分 的
15、浓 缩 ， 日 光 的 照 射 ， 适 宜的 温 度 ， 充 足 的 溶 解 氧 等 条 件 使 得 微 生 物 迅 速 繁 殖 和 滋 生 。 微 生 物 的 危 害 与一 般 电 化 学 腐 蚀 及 水 垢 的 危 害 比 起 来 ， 微 生 物 危 害 的 严 重 性 更 胜 一 筹 ， 其 显著 特 点 是 危 害 速 度 快 ， 被 称 之 为 循 环 冷 却 水 系 统 处 理 中 的 “急 性 病 ”，其 危 害 不 可 小 视 。 微 生 物 滋 生 将 产 生 两 大 直 接 危 害 ， 即 微 生 物 腐 蚀 和 沉 积 腐蚀 。 微 生 物 腐 蚀 的 一 个 重 要 特
16、 点 是 腐 蚀 速 度 集 中 于 局 部 部 位 ， 主 要 是 由 于 微生 物 繁 殖 将 产 生 特 殊 的 腐 蚀 环 境 ， 如 硫 酸 盐 还 原 菌 产 生 硫 化 氢 气 体 ， 硫 细 菌 、铁 细 菌 和 线 状 菌 等 产 生 的 酸 性 环 境 ， 造 成 局 部 腐 蚀 ， 最 后 将 导 致 严 重 的 点 蚀直 至 穿 孔 ， 其 危 害 特 别 严 重 。 另 外 ， 空 气 中 的 灰 尘 进 入 冷 却 水 系 统 中 沉 积 ，菌 藻 的 滋 生 加 速 了 这 种 粘 附 物 的 沉 积 ， 并 且 ， 微 生 物 大 量 地 繁 殖 和 进 行 新 陈代 谢 ， 致 使 系 统 内 水 侧 表 面 越 来 越 多 的 沉 积 生 物 粘 泥 、 污 垢 及 腐 蚀 产 物 ， 温度 越 高 的 地 方 沉 积
