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1、甘肃白银有色金属第三冶炼厂循环水处理 第一章 水稳实验及结论一、概述甘肃白银有色金属第三冶炼厂共有污水处理站、清循环冷却水、浊循环冷却水、硫酸循环冷却水四个系统。现对清、浊、硫酸三个循环系统的水处理提供合格的水质稳定剂，保证设备使用寿命和循环水系统的稳定运行；达到节约水资源，减少废水排放；降低运行成本，提高运行效率，提高经济效益的目的。由此，我司技术服务部中心实验室将据贵司用水户使用的黄河水（预处理）和污水处理站处理后的水质情况、以及类似企业使用情况和以往经验来确定各循环水系统药剂种类及使用浓度。二、各系统水质分析数据（表一）：分析项目单位补充水循环水硫酸、清循环浊循环清循环浊循环硫酸循环PH
2、7.877.98.826.618.79浊度mg/L4.44.59.74.82.2总碱度mg/L1654018040180氯离子mg/L33.84344.5测出1110537钙离子mg/L136160166326123电导率us/cm51660064755803940总磷mg/L未测出-未0.420.27硬度mg/L20421526213311321 三、净环水水稳实验（清循环、硫酸循环）针对甘肃白银有色金属第三冶炼厂水质和现场要求，我们模似现场水质，运用动、静态模拟试验考察了不同药剂浓度情况下的阻垢和缓蚀性能，以了解各药剂的最佳使用浓度及范围。其具体内容如下：1 静态阻垢试验（鼓泡法）参照中华
3、人民共和国化工行业标准HG/T202491之标准。1.1 方法提要冷却水中的结垢，通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，生成难溶解的碳酸钙垢而引起的，其反应式可以表示为：Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O本方法以含有Ca(HCO3)2的配制水和水处理药剂制备成试液（模拟冷却水）。为了模拟冷却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一定流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使上述反应式的平衡向右侧移动，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，试液迅速达到其自然平衡PH，然后测定试液中钙离子的稳定浓度，钙离子的稳定浓度愈大，则该药剂的阻垢性能愈好。1.2
4、 试验条件1.2.1 试验水质：按循环水质配制，将Ca2+提高到500g/L（即浓缩4.0倍）、碱度300 mg/L做强化实验，PH值不调，另配PO435mg/l测定阻碳酸钙垢和磷酸钙垢的能力。1.2.2 试验药剂：阻垢缓蚀剂ZT-305A和阻垢缓蚀剂ZT-305B 20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L。按商品浓度（100%）计，称取试样2g，分别移入1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，即该溶液为2mg/ml的试液。1.2.3 试验温度： 501.2.4 试验时间： 持续10小时1.3 阻垢试验测定：取7只500ml三颈烧瓶，另取水样（1.2.1）450ml
5、7份，分别移入7只烧瓶中，其中一只空白，另六只分别加入A、B阻垢缓蚀剂20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L将烧瓶浸入501的恒温水浴中，同时鼓入空气，经10小时后，停止鼓入空气取出烧瓶，放至室温，用蒸馏水补至原始水位刻度，测水中稳定钙离子含量。1.4 阻垢率试验结果1.4.1 浓缩倍数4.0倍时的阻垢率见表二表二：阻CaCO3和Ca3（PO4）2垢率试验结果药剂型号20mg/l30mg/l40mg/l50mg/l60mg/l阻CaCO3垢率 (%)阻垢缓蚀剂ZT-305A与ZT-305B各加量83.687.588.889.895.3Ca3（PO4）2 垢率 (%
6、)81.986.688.989.393.21.5 结论讨论从表三结果可知：阻垢缓蚀剂ZT-305A和阻垢缓蚀剂ZT-305B在强化循环水质的情况下，各投加40mg/l以上时，阻垢率均大于80%。阻垢缓蚀剂A、B在系统中均有良好的阻垢分散效果，完全可以满足该系统的要求。2 缓蚀性能的测定（旋转挂片法）参照中华人民共和国化工行业标准HG/T215991之标准执行。2.1 方法提要旋转挂片腐蚀试验方法是在实验室给定条件下，用试片质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定药剂的缓蚀性能。2.2 试片（HG51526）：A3，不锈钢。2.3 试验条件2.3.1 水质：根据表二水质浓缩4.0倍配制，另加入SO42
7、：200mg/l，Cl：150mg/l 。2.3.2 温度：5012.3.3 试片线速度：0.400.02mm/s2.3.4 试液体积与试片面积比：30ml/cm22.3.5 试片上端与试液面的距离：应大于2cm2.3.6 试验周期：12 h2.3.7 试验药剂： 阻垢缓蚀剂ZT-305A与阻垢缓蚀剂ZT-305B各投加量 20mg/l、30mg/l、40mg/l、50mg/l、60mg/l。 2.4 试验方法根据以上条件，调试好旋转挂片仪，依据开机步骤进行运行旋转挂片腐蚀试验法。2.5 腐蚀率试验结果的表示和计算：ADT87.6W腐蚀率（mm/a）=式中：W试片腐蚀前后减少质量mg；T试验时
8、间，d;A试片面积cm2；D金属密度，g/cm3（碳钢7.85，不锈钢7.92）2.6 试验结果2.6.1旋转挂片腐蚀试验结果见表三：药剂名称投加浓度（mg/l）挂片号材 质腐蚀率mm/a缓蚀率%阻垢缓蚀剂ZT-305AZT-305B（各半）20215#A30.011971.1729#不锈钢0.0003172.6641#黄铜0.0003071.7630216#A30.007982.4022#不锈钢0.0002481.4144#黄铜0.0002481.6240217#A30.007594.8521#不锈钢0.000293.9547#黄铜0.0001890.0650218#A30.006496.5
9、922#不锈钢0.0001698.1649#黄铜0.0001798.1260214#A30.005798.3728#不锈钢0.0001498.4642#黄铜0.0001498.89不加药时，A3钢腐蚀率为0.3133mm/a，黄铜腐蚀率0.0096mm/a，不锈钢腐蚀率0.0097 mm/a。0090.096mm/a，表三： 腐蚀结果2.7 结果讨论从表三试验结果可知：阻垢缓蚀剂ZT-305A和阻垢缓蚀剂ZT-305B各投加25 mg/l投加量时，其腐蚀率在国标GB500502007工业循环冷却水处理设计规范中所规定的指标之内：A3碳钢腐蚀率0.075mm/a不锈钢腐蚀率0.005mm/a其缓
10、蚀率均在80%以上，因此，我们在后步动态试验和其它试验中，对阻垢缓蚀剂均选用40-50mg/L投加量进入试验。根据甘肃白银有色金属第三冶炼厂水质，我司系列阻垢缓蚀剂具有较强的缓蚀性能，其腐蚀率均控制在国标之内，完全可以适应其循环水系统。3 动态模拟试验参照中华人民共和国化工行业标准HG/T216091之标准执行。3.1 方法提要冷却水动态模拟试验在实验室给定条件下，用常压下饱和水蒸汽或热水加热换热器，模拟生产现场的流速、流态、水质，金属材质，换热强度冷却水进出口温度等主要参数，以评定水稳剂阻垢和缓蚀性能。3.2 试验条件3.2.1 试验水质：表二模拟水试管与试片材质：A3，不锈钢 、黄铜试管规
11、格：10510mm表面积120cm2试片规格：型标准试片，表面积28.00cm23.2.3 工艺参数3.2.3.1 PH值范围：7.09.03.2.3.2 阻垢缓蚀剂A含量控制范围： 4555mg/l阻垢缓蚀剂B含量控制范围： 4555mg/l3.2.3.3 水流速：0.81.0m/s3.2.3.4 冷却水进口温度：383.2.3.5冷却水出口温度：643.2.3.6 换热强度：8104千卡/平方米小时3.2.3.7 试验周期：7天3.3 试验步骤按动态装置操作规程运行3.4 停车后的观察 试片光洁，无点蚀坑蚀痕迹，将试片和试管一同作污垢附着量和腐蚀率试验。3.5 结果的表示与计算3.5.1
12、腐蚀率按下式计算： KG B = ATD式中：K3.65103G试样腐蚀减少的质量，gT试验时间，dA试样腐蚀面积，cm2D金属密度g/cm3 (A3：7.85，不锈钢：7.92，铜8.91 )3.5.2 污垢附着量按下式计算：30 ( G2 G3 ) ATmcm = 式中：G2试验管试验后的质量，mg；G3试验管试验前的质量，mg；A 试验管内表面的面积，cm2；T 试验时间，d。5.5.3 污垢化学成份含量按HG5602、HG51603、HG51604、HG51605、HG51606和HG51607规定的测定方法进行。5.5.4 动态模拟试验结果（见表四）表四：动态模拟试验结果(浓缩倍数大
13、于3.5倍)配方结果项目空 白阻垢缓蚀剂A+B各40mg/l年污垢热阻值（千卡/平方米时）12.051043.01105污垢附着量（mg/cm2月）26.062.15腐蚀率mm/aA3试片平均值0.35630.0163不锈钢试片平均值0.01270.0025黄铜试片平均值0.01420.0035A3试管平均值0.36010.0192不锈钢试管平均值0.01700.0027黄铜试管平均值0.01650.00285.5.5 结果讨论通过动态模拟试验结果（表四数据）可知：A和B阻垢缓蚀剂在各加量40mg/l， A3钢腐蚀率0.0161mm/a，不锈钢腐蚀率0.0025mm/a，污垢附着为2.15mcm，其阻垢和缓蚀效果是十分理想的，各项指标都在设计规范控制范围内，GB500502007工业循环冷却水处理设计规范控制指标：A3钢腐蚀率0.075mm/a铜、不锈钢腐蚀率0.005mm/a年污垢热阻值：4104m2h/kcal污垢附着量（mcm）15mg/cm2月细菌总数：1105个/ml（冬）5105个/ml（夏）6、结论通过各种试验筛选验
