华北理工水质工程学教案10循环冷却水水质稳定处理.docx

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1、课程名称：水质工程学I第周，第30讲次摘要授课题目（章、节）第十章循环冷却水水质稳定处理10-1循环冷却水的特点及处理要求【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】第十章循环冷却水水质稳定处理10-1循环冷却水的特点及处理要求直流式：用后直接排放（水量大）密闭式：完全封闭，与大气仅有热量传递，无水量传质散热。冷却水系统V损失水量小，水质处理单纯。问题：腐蚀。I敝开式：水质处理最复杂，应用的最多（主要讲敝开式系统水处理）一、循环水的处理特点和任务1、水垢：原因：CaCO3,Mg（OH）2危害：交换器热交换效率下降，管道过水断面

2、减小，增加管阻，耗能。造成事故。2、腐蚀：防止水对金属管道及器件的腐蚀。3、污垢：悬浮物,有机或无机物质一一产生泥垢。微生物及其分秘物一一粘垢。任务:防止或减轻水垢、防止或减轻水对设备及管系统的腐蚀、防止或减轻系统中产生的污垢。二、循环冷却水的基本水质要求：常用腐蚀和沉积物控制要求一一基本水质指标。河式环迨修长收玲仝东主雪*G*2*1MH卡伶fei*M表中要二电小111.争7亚弟微$sIQWVW：木巽Mftl*W*W4trbVUJ.l脖11.12$an，VU：I一，IT3.WMlAQ.w50:I.rclMU”痂热阻J11TJhCkJ140MNISu-系统有可能结垢。4、溶解度与温度的关系：单位

3、：mg/Lt020406080100Caco3956539262015Mg(OH)210986.55.75.2水温变化的影响：(1)热交换器中：t升高，Ca-Mg2的盐类溶解度降低。当C/、Mg?.及HC(V、OFT含量高于溶解度时。水失去稳定性(可能)产生结垢。(2)冷却塔：t下降；Ca/Mg的盐类溶解度升高。即有HCO3水显酸性产生腐蚀。（3）系统由温度引发的：低温区（设备冷水进口）一一腐蚀高温区（设备热水出口）一一结垢（二）金属化学腐蚀：化学已学过：是电位差使电子迁移的过程。1、电池阳极：铁失去了2个电子：Fe-2e-Fe2,2、电池阴极：电子沿铁中电阻小的途径达到阴极部位。（1）酸性水

4、或中性水：H2H+2e-H2而Fe2+20H-Fe（OH）2Fe（OH）2致密层，保护铁不再被氧化。由比和Fe（OH）2的生成而引起电位差的变化称为极化。极化的作用一一抑制金属腐蚀。（阻兰；烤兰）（2）当水中有溶解氧时H2O2H2O阴极继续：2Fe（H%+；5+f2Fe（H）3+OHFe（OH）3一铁锈，起去极化作用，继续腐蚀金属。（3）碱性水中：阴极直接产生OIFH2O+O2+2e20H-F*FeH3、凡是金属表面的两部位间存在差异（电位差），就会发生腐蚀。电位低的成为阳极，受腐蚀。电位高的成为阴极，产生沉积物。4、形成差异的原因：PH值（H0H）；溶解氧；溶解盐；悬浮物；沉积物微生物等。（

5、金属中的杂质等合金）（三）循环水水质稳定的判别：1、极限碳酸盐硬度法：HjZ水中CO?与碳酸盐硬度应保持平衡关系，保持不结垢的碳酸盐硬度一一极限碳酸盐硬度Hjz,经验公式：条件83065C耗氧量V25mgl0补充水的耗氧量；mg/1Hy一一补充水的非碳酸盐硬度；t循环水的最高水温。当tV40C时，仍以40计。浓度平衡时，碳酸盐硬度HC=KH2H1补充水的碳酸盐硬度。K浓缩倍数。（1）当HC=KHKHj冰质不结垢（不结垢，但要排污）（2）当阳HjZ产生水垢应处理。HjZ仅判定是否结垢，不能判定腐蚀，2、水质稳定性指标：饱和指数Il,稳定指数IR（1）饱和指数：（LangelirSaturatio

6、nIndex）Il=pH0-pHs（书：LSI=pHo-pHs）pH0水的PH值。Pu水的CaCO饱和PH值当0时，CaCO,处于过饱和，有结垢的倾向。当ILVO时，CaCO3未饱和而COz过量，水有腐蚀性。当L=O时，水质稳定。工程控制：Il=+（0.250.30）范围内。（2）、稳定指数：Ir（Rgznar）经验式：Ir=2pHs-pH。Ir=4.05.0水有严重结垢倾向；Ir=5.0-6.0水有轻微结垢倾向；L尸6.0-7.0水有轻微结垢或腐蚀倾向；Ir=7.0-7.5腐蚀显著；h=7.59.0时，严重腐蚀。它不能提供计算数据，仅能判断水的结垢和腐蚀的倾向。3、结垢控制指标：（1）其它影

7、响因素：（对结垢有影响的因素）悬浮物及溶解的有机物浓度。水温。（换热器水温升高）处理药剂。（主要是缓垢剂）（2）经验控制指标：结垢物质控制参数控制指标CaCo3CaSO4Ca3(PO4)2MgSiO3pHs溶解度pHP溶解度pHOpHs+(0.52.5)(Ca2+)(SO42-)500000pHOpHp+1.5(Mg2+)X(SiO2)3500pHsCaCO3饱和时的PH值。PHPCa3(PO4)2饱和时的PH值。pH0循环水的实际PH值。(SiO2)Si(V以SiOz计。实际工程中所考虑的一些指标：(1)腐蚀率：CL一实验定，讲了。(2)腐蚀深度：用总蚀系数，讲了。(3)缓蚀率：讲过了。(4

8、)污垢热阻：Rt讲了。【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】P题摘要授课题目（章、节）10-2循环冷却水系统防垢防腐处理10-3综合处理【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】10-2循环冷却水系统防垢防腐处理水质稳定内容：（1）防止循环水结水垢；（2）防止循环水结污垢；（3）防止循环水对设备腐蚀。对水的处理，对三者均有影响。所以应用综合处理。一、防腐蚀处理：主要方法：膜保护，在金属表面生成一层保护膜。j形成：金属氧化物膜（一）氧化膜型缓冲剂1I形成：金属氢氧化物膜1、格酸盐：Na2CrO4（格酸钠）K2CrO.（铭酸钾）第周

9、，第31讲次课程名称：水质工程学INa2Cr2O1（重格酸钠）K2Cr2O1（重珞酸钾）f高浓度时：具有阳极和阴极缓蚀剂的双重作用。格酸盐具有L低浓度时：仅起阴极极化作用。反应：6FeO+2CrO+2H2QCr2O3+6Fe2Q3+4HQ膜物质有重金属有污染，使用受限止2、亚硝酸盐及硝酸盐：NaNO2NaNO3使阳极极化，反应：4Fe+3N02+3H=2Fe203+NH3+N2膜物质（二）、水中离子沉淀膜型缓蚀剂：难溶盐防蚀薄膜形成T络合物防蚀膜膜孔多、较厚、松散、密合性差，热阻提高。1、聚磷酸盐：EDTMP（聚磷酸钠）缓蚀用量1015mgL（以POt计）NM）_n=1416是阴极缓蚀剂，与C

10、a-Mg-ZnJ离子形成络合盐保护膜。2、正磷酸盐：阳极缓蚀剂。形成FePo八FaCh保护膜。OIlNaO-P-O-Na正或他NdPOIOTNa3、锌盐：阴极缓蚀剂。产生Zn（OH）2保护膜。药剂：ZnCl2、ZnSO八ZnNO3对环境有污染，使用受限制。（三）金属离子沉淀膜型缓蚀剂：机理：缓蚀剂使金属离子活化溶解，在金属离子浓度高的部位与缓蚀剂形成沉积，形成保护膜。1、筑基苯并睡唾：（MBT）是铜的阳极缓蚀剂。blsH0h,tsh用量：l2mgL2、苯并三噗：（BZT）NA是铜的阳极缓蚀剂。N鳌合机理不明确。（四）吸附膜型缓蚀剂：C疏水基机理：有机缓蚀剂，分子具优I亲水基亲水基吸附在洁净的金属表面，疏水基朝向水中，由疏水作用来阻碍水和溶解氧向金属迁移，来隔绝金属的腐蚀。（1）极性基（亲水基）：如有机胺（胺取代金属吸附的水）HH/HIIH/Mq+NRfMN-R+QIIhHH（2）疏水基R：直链脂肪胺C8C8缺点：分析方法复杂，浓度难控制，价格贵。二、防垢处理：（一）防结垢处理：1、用排污法减小浓缩倍数：排污量R巴=第一（巴+6）Sb补充水含盐