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铜质换热器循环水系统水稳剂配方的试验研究点击：1719 日期：[ 2014-04-26 22:21:51 ] |
| 铜质换热器循环水系统水稳剂配方的试验研究 高鑫 李经国 于力洋 (研究院) 摘要：根据大连地区原水水质．经阻垢试验、旋转挂片腐蚀试验、动态模拟试验．筛选出以铜缓蚀剂和有机膦酸为主剂的水稳剂配方。试验结果表明。该型水稳剂配方在浓缩倍数为3～5的情况下具有较好的锅以及碳钢、不锈钢缓蚀性能。还具有优良的阻垢效果。 关键词：铜缀蚀剂．水稳剂．循环冷却水。配方。试验 水是人类生存的必需物质，随着人口的增长和经济活动的扩大，水资源危机和水污染已成为世界上一个日益受关注的问题。如何节约水和保护水环境是极其严峻的任务。 在人类用水中，工业用水占了非常大的比例，且随着工业生产的迅速发展。工业用水量日益增加，而其中冷却水又占工业用水的6O％～7O％以上，这样节约冷却用水就成为我们的首要目标。节约冷却水的主要方法是循环利用冷却水，提高浓缩倍数。如此一来，由于冷却水中有害离子的成倍增加，又从冷却塔中带入大量溶解氧、尘土、孢子和细菌，水质变坏，造成了循环冷却水系统的腐蚀、结垢、菌藻滋生问题。为此必须向循环水系统中添加缓蚀荆、阻垢剂、杀生剂。以确保系统稳定运行。 而且大连是一个严重缺水的城市，如遇干旱天气，则首先压减工业用水。我院长期为合成氨厂和BOC公司进行循环冷却水的处理工作。并为合成氨厂和BOC公司提供自制的DHY—O21型水稳剂和杀菌剂，取得了良好的效果。2003年7月，又与气体公司签订协议，我院负责对其4 000#循环冷却水进行处理，与以往不同的是，4 000#主要以铜换热器为主，这就需要对现有的水处理剂配方进行改良．筛选一种专门用于铜设备的水稳剂。现将试验研究情况介绍如下。 １．补充水水质及水质类型分析 补充水水质主要指标：pH：7．56，电导率：260~s／cm，浊度：5．5 mg／L，钙硬45 mg／L，总硬：60 mg／L，碱度：50 mg／L，CI一：49．7 mg／L。根据补充水水质主要指标，对不同温度及浓缩倍数计算出Ryznar指数。由Ryznar指数判定，补充水在各种水温下为腐蚀型水，在低温时为严重腐蚀型水。经循环运行自然浓缩到3～5倍时，在各种水温条件下，为结垢型水，浓缩倍数越高，因此水质稳定剂既要考虑到正常浓缩倍数时的结垢性，又要考虑到补充水和低浓缩倍数的腐蚀性。 2 试验研究 2．1 单剂静态阻垢试验 我们选择从各地厂家提供的单剂中初选出羟基乙基二膦酸、PBTCA、AMPS磺酸盐共聚物、ATMP、膦酰基三羧酸、DDH一556、GS一32、EI一6124等8种药剂进行单剂阻碳酸钙垢试验。 2。1．1 单剂阻碳酸钙垢试验 阻碳酸钙垢试验参照中石化标准“静态阻垢评定试验法碳酸钙沉积法”进行。试验用水水质接补充水水质的主要指标。浓缩5倍。并用配水的方法使钙硬达到250 mg／L。碱度达到250 mg／L。将水稳剂的试样溶液和空白溶液加入试验用烧杯中，在(8o±1)℃的恒温水浴中浓缩至刻度后，将试液移至500 mL容量瓶中，继续加热。从温度加热至8O℃时开始计时，恒温放置i0 h，冷却至室温后过滤，分析pH、Ca 、碱度含量，算出阻垢率。试验结果见表1： 2．2 复配水稳荆阻碳酸钙垢试验 根据单剂不同浓度的阻垢率复合而成。加入铜缓蚀剂及锌盐．组成水稳剂复合1#配方，并同其它水处理厂家提供的复合水稳剂TVR一2O3(大连)、QD一628(四川)按其正常使用浓度进行阻碳酸钙垢试验，试验方法同2．1．1。试验结果见表2： 2．3 旋转挂片腐蚀试验 旋转挂片腐蚀试验参照国家标准GB／T18175-2000“水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法”进行。试验温度为(50±1)℃，试片线速度为(0．35±0．02)m／s，试液体积与试片面积比为30 mL／cm0，试验周期72 h，试片材质为黄铜、碳钢、不锈钢。试片规格为50．0×25．0×2．0 mrfl，不预膜。试验结果见表3： 3 动态模拟试验 3．i 动态模拟试验测试流程及试验条件模拟换热器入口水温(3 ．0±0．3)℃ ；循环水流量6OO L／h；模拟换热器出口蒸汽温度为常压下的饱和蒸汽温度；试验管材质为黄铜。外镀锌，有效换热长度570 mm；试片材质为黄铜、碳钢、不锈钢，试片规格为50．0×25．0×2．0ram；浓缩倍数控制在3．5～4．5之间；试验时间为450～500 h；试验用水为现场用水，pH值不调，随浓缩倍数自然增长。 3．2 动态模拟试验结果 从表4、5中可以看出1#配方腐蚀速率、年污垢热阻、粘附速率均较低，达到并远远好予标准要求。综合考虑，选定1#作为最终复合水稳剂配方。 4 结论 1)在同浓缩倍数4．5～5的条件下，1#配方阻垢缓蚀性能好，碳钢腐蚀速率< 0-．03ram／a，不锈钢和黄铜的腐蚀速率<0．001 mm／a，年污垢热阻<0．7×10叫m2· ℃／w。各项指标完全满足并远远好于循环冷却水设计规范要求。适合于4 000#、电厂之类以铜设备为主的单位循环水系统在高浓缩倍数下运行。 2)1#是一型多功能水稳剂。可在自然平衡pH 条件下运行。无需控制系统pH，操作控制简单。 3)使用I#水稳剂可将浓缩倍数由2．5倍提高到4．5，每天可节约自来水200 t左右，年节约水费近20万元。同时每年可减少排放6．6万t左右排水。具有良好的环境效益。 参考文献 1 GB／T18175-2000．水处理刺缓蚀性能的潮定．旋转挂片法 2 HG／T2160-1991．冷却水动态模拟试验方法 3 龙荷云．循环冷却水处理．{]。苏科学技术出版社，2000 4 张天胜．缓蚀剂．北京：化学工业出版社．2001 |
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