第十一章循环冷却水处理 ppt课件

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2．加酸或通CO2，降低pH，稳定重碳酸盐
对一些水量较大，而水质要求并不十分严格的循环水系统， 一般采用加酸法处理。通常加H2SO4，若加HCl会带入Cl-,增 强腐蚀性，而加HNO3则会带入NO3-,促使硝化细菌繁殖。加 酸后，pH值降低，反应向左进行。使碳酸盐转化成溶解度 较大的硫酸盐：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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一、水垢的种类和特点
1．碳酸钙 在冷却水系统中最常见的水垢。判断CaCO3结晶或溶解倾
向的两种方法是饱和指数法和稳定指数法，两种指数协同使 用，有助于较正确地判断冷却水的结垢与腐蚀倾向。
2．磷酸钙 为抑制金属的腐蚀，有时会投加聚磷酸盐作为缓蚀剂。当
水温升高时，聚磷酸盐会水解成正磷酸盐。分解率因冷却水 的停留时间而异，约10％～40％。结果PO43-与Ca2+可生成 溶解度很低的Ca3(PO4)2。
1．溶解固体浓缩 在开始运行时，循环水质和补充水相同。在运行过程中，
因纯水不断蒸发，水中的溶解固体和悬浮物逐渐积累，其程 度常用浓缩倍数K来表示。
Kc循/c补 式中c循、c补分别为循环水和补充水中溶解离子浓度。 2．二氧化碳散失 冷却水在冷却塔中与空气充分接触时，水中的CO2被空气 吹脱而送入空气中。水滴在空气中降落1.5～2s后，水中 CO2几乎全部散失，水中钙镁的重碳酸盐全部转化为碳酸盐 使循环水比补充水更易结垢。
（2）结垢故障：不仅使传热效率降低，影响冷却效果，严 重时使设备堵塞而停工检修。还降低输水能力，增加泵 的动力消耗，并促使微生物滋生，间接引起腐蚀。
循环冷却水处理的基本任务：防止或缓减系统的腐蚀和结
垢及微生物的危害，确保冷却水系统高效安全运行。
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第二节 水垢及其控制
冷却水中的水垢一般由CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、硅 酸钙(镁)等微溶盐组成。这些盐的溶解度很小，如在0℃ 时，CaCO3的溶解度是20mg/L，Ca3(PO4)2的溶解度只有 0.1mg/L，而且它们的溶解度随pH值和水温的升高而降 低，因此特别容易在温度高的传热部位达到过饱和状态而 结晶析出，当水流速度较小或传热面较粗糙时，这些结晶 就容易沉积在传热表面上形成水垢。
对含Ca2+、Mg2+离子较多的补充水。可用离子交换法或 石灰软化法预处理。投加石灰的软化反应如下：
C a H 2 O C O a2H C 2 O C O a 2 H C3 a H C 2 O O C H a 3 2 C C O O a 2 H 2 C3 a 2 H C 2 O O M H 3 2 g 2 C C O 2 a O 2 C H 3 M a O C 2 2 g H H 2 O O
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二、水垢的控制
控制冷却水结垢的途径主要有三条： (1)降低水中结垢离子的浓度使其保持在允许的范围内； (2)稳定水中结垢离子的平衡关系； (3)破坏结垢离子的结晶长大。
在选择控制水垢的具体方案时，应综合考虑循环水量大 小、使用要求、药剂来源等因素。
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1．从冷却水中除去成垢离子
C H 3 a 2 H C 2 S 4 O C O 4 2 a C 2 S 2 H O 2 O O
也可向水中通入CO2或净化后的烟道气，稳定重碳酸盐。 该法适用于生产过程中有多余的干净CO2气体或有含CO2的 废水可以直接利用的情况，
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3．投加阻垢剂
结垢是水中微溶盐结晶沉淀的结果。在盐类过饱和溶液中， 首先产生晶核，再形成少量微晶粒，然后这些微晶粒相互碰 撞，并按一种特有的次序排列起来，使小晶粒不断长大，形 成大晶体。如果投加某些药剂，破坏或控制结晶的某一进程， 水垢就难以形成。具有阻垢性能的药剂包括螯合剂、抑制剂 和分散剂。螯合剂与阳离子形成螯合物或络合物，将金属离 子封闭起来，阻止其与阴离子反应生成水垢。EDTA是性能 良好的螯合剂，几乎能与所有的金属离子螯合。抑制剂能扩 大物质结晶的介稳定区，在相当大的过饱和程度上将结垢物 质稳定在水中不析出。
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循环冷却水水质变化特点
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3．硅酸盐垢 循环冷却水中，SiO2含量过高，加上水的硬度较大时，
SiO2易与水中的Ca2+或Mg2+生成传热系数很小的硅酸钙或 硅酸镁水垢。这类水垢不能用一般的化学清洗法去除，而要
用酸碱交替清洗。
4．硫酸钙 硫酸钙在98℃以下是稳定的二水化合物(CaSO4·2H2O)，
其溶解度比碳酸钙大40倍以上。在37℃以下，溶解度随温度 升高而增大，在37℃以上则相反，随温度升高而减小。硫酸 钙垢非常硬，难以用化学清洗法去除。
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3.溶解氧量升高 循环水与空气充分接触，水中溶解氧接近平衡浓度。冷却
水的相对腐蚀率随溶解氧含量和温度升高而增大，至70℃后， 因含氧量已相当低，才逐渐减小。 4.杂质增多
循环水在冷却塔中吸收和洗涤了空气中的污染物以及空气 携带的灰尘、植物的绒毛等，结果使水中杂质增多。 5.微生物滋生
循环水中含有的盐类和其他杂质较高，溶解氧充足，温度 适宜(一般25～45℃)，许多微生物(包括细菌、真菌和藻类) 能够在此条件下生长繁殖。
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循环冷却水水质变化的结果
（1）腐蚀故障：不仅缩短设备寿命，而且引起工艺过程效 率的降低、产品泄漏等问题，在高温高压过程的冷却水 系统，还可能发生安全事故。
第十一章 循环冷却水处理
第一节 概述 第二节 水垢及其控制 第三节 腐蚀及其控制 第四节 微生物及其控制
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第一节 概述
冷水池2中冷却水由循环泵3 送往系统中各换热器4，冷却工 艺热介质，冷却水本身温度升高 后，再流往冷却塔5，由布水管 道喷淋到塔内填料上，空气则由 塔底百页窗空隙进入塔内，并被 塔顶风扇抽吸上升，与落下的水 滴接触换热，将热水冷却。采用 旁滤池6过滤部分冷却水。