循环水处理 结垢与沉积控制教材课件.ppt
2004-02-02,1,循环水处理结垢与沉积控制,2004-02-02,2,敞开式循环冷却水系统产生的问题,三大问题：,2004-02-02,3,沉积物的分类,水垢污垢： 1、淤泥 2、腐蚀产物 3、生物沉积物,2004-02-02,4,水垢,Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2Ca(HCO3)2 + 2OH- CaCO3 + 2H2O + CO32-CaCl2 + CO32- CaCO3 + 2Cl-2PO43- + 3Ca2+ Ca3(PO4)2CaSO4、MgSiO3、Al2O3.SiO2、Zn3(PO4)2、FePO4、CaO.MgO.2(SiO2)、SiO2,2004-02-02,5,2004-02-02,6,2004-02-02,7,0.001,0.001,0.010,0.010,0.100,0.100,垢的厚度 (英寸),0,0,10,10,20,20,30,30,40,40,50,50,60,60,70,70,80,80,90,90,100,100,水垢对传热效率的影响,SiO2,粘土(高岭土),CaSO4,CaCO3,Al2O3,2004-02-02,8,污垢,体积较大，质地疏松稀软，又称软垢。是引起垢下腐蚀的主要原因。是某些细菌如厌氧菌生存和繁殖的温床。一般是由颗粒细小的泥砂、尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、杂物碎屑、腐蚀产物、油污、特别是菌藻的尸体及其粘性分泌物等组成。,2004-02-02,9,2004-02-02,10,水垢析出的判断,（一）、碳酸钙析出的判断 1、饱和指数（L.S.I）：水的实际pH值与其碳酸钙饱和pH值（以pHS表示）的差值。 即L.S.I = pHpHS。L.S.I ： 0 结垢、= 0 稳定、 0 腐蚀pHS的简化计算公式：（A.B.C.D可查表得到） pHS =（9.7 + A + B）（C + D） A：总溶解固体系数；B：温度系数； C：钙硬度系数； D：总碱度系数。,2004-02-02,11,水垢析出的判断,（一）、碳酸钙析出的判断 2、稳定指数（R.S.I）：水体碳酸钙饱和pH值（以pHS表示）的2倍与其实际pH值的差值。 即R.S.I = 2pHSpH。R.S.I ： 6 腐蚀,2004-02-02,12,水垢析出的判断,（一）、碳酸钙析出的判断 3、结垢指数（P.S.I）：水体碳酸钙饱和pH值（以pHS表示）的2倍与其平衡pH值（以pHeq表示）的差值。 即P.S.I = 2pHSpHeq。P.S.I ： 6 腐蚀pHeq = 1.465 lgM + 4.45； M：系统中水的总碱度（以CaCO3表示），ppm,2004-02-02,13,水垢析出的判断,（一）、碳酸钙析出的判断 4、临界pH结垢指数：用实验方法测出结垢时水的真实pH值，将其称为临界pH值，以pHC表示。一般pHC = pHS + （1.72.0）判断：水体实际pH值大于它的临界pH时就会结垢。,2004-02-02,14,水垢析出的判断,（二）、磷酸钙析出的判断磷酸钙的饱和pH（pHS）计算： 钙因素、磷酸盐因素、温度因素 均可查表获得。水的实际pH磷酸钙饱和pH： 1、 0，预示磷酸钙有沉淀的可能； 2、 0，磷酸钙有溶解的倾向。 实际应用时，常控制其差值在1.5以下。,2004-02-02,15,水垢析出的判断,（三）、硅酸盐垢析出的判断限制冷却水中SiO2的含量，一般 175ppm控制硅酸镁浓度积： Mg2+ SiO2 15000 Mg2+镁离子的浓度（以CaCO3计），ppm SiO2硅酸浓度（以SiO2计），ppm,2004-02-02,16,沉积物的控制,一、水垢的控制（一）、从冷却水中除去成垢的钙离子 1、离子交换树脂法 2、石灰软化法（二）、降低冷却水pH，稳定重碳酸盐 1、加酸 2、通CO2（三）、投加阻垢剂,2004-02-02,17,pH,H对沉淀作用的影响,2004-02-02,18,沉积物的控制,二、污垢的控制 1、降低补充水浊度 2、做好循环冷却水水质处理 3、投加分散剂 4、增加旁滤设备,2004-02-02,19,阻垢剂及分散剂,一、聚磷酸盐 1、三聚磷酸钠 2、六偏磷酸钠原理：破坏了碳酸钙等晶体的正常生长过程，从而阻止了碳酸钙水垢的形成。缺点：在水中会发生水解，生成正磷酸盐，水解速率随着浓度和温度升高而加快，pH大于7.5或小于6.5时，水解速度也会加快。,2004-02-02,20,阻垢剂及分散剂,二、有机膦酸1、ATMP（氨基三甲叉膦酸）2、EDTMP（乙二胺四甲叉膦酸）3、HEDP（羟基亚乙基二膦酸）4、DTPMP（二亚乙基三胺五亚甲基膦酸）,2004-02-02,21,阻垢剂及分散剂,三、膦羧酸PBTCA（2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸） 1、阻垢性能优于有机膦酸 2、不易形成难溶的有机膦酸钙 3、高剂量使用是一种高效缓蚀剂 4、与锌盐和聚磷酸盐复配可产生良好协同效应,2004-02-02,22,阻垢剂及分散剂,四、有机磷酸酯 1、抑制硫酸钙垢的效果较好，但抑制碳酸钙的效果较差。 2、比聚磷酸盐难水解，比有机磷酸容易水解。 3、对含油污冷却水的水质控制能保持良好的缓蚀、阻垢作用，有着特殊的效果。 4、对水生动物毒性很低，水解后的产物可以生物降解，对环境没有什么影响。,2004-02-02,23,阻垢剂及分散剂,五、聚羧酸 1、PAA（聚丙烯酸） 2、聚甲基丙烯酸 3、丙烯酸与丙烯酸羟丙酯共聚物 4、丙烯酸与丙烯酸酯共聚物 5、HPMA（水解聚马来酸酐） 6、马来酸酐-丙烯酸共聚物 7、苯乙烯磺酸-马来酸（酐）共聚物,2004-02-02,24,2004-02-02,25,抑制CaCO3 能力1100 ppm Ca; pH 8.6; Temp 70; LSI 2.95,2004-02-02,26,抗卤素性能,2004-02-02,27,2004-02-02,28,2004-02-02,29,阻垢剂及分散剂,六、天然分散剂在尚未发展聚合物沉淀控制剂，曾采用丹宁、木质素、磺化木质素、磺化丹宁酸、淀粉、改性淀粉和CMC（羟甲基纤维素）等天然有机物质作为分散剂，控制水垢的生成。七、表面活性剂,2004-02-02,30,表面活性剂,非离子型 1、适合于被长链烃油污染的水体 2、有微生物污染时也能很好地发挥作用 3、作为生物杀灭剂或氯的增强剂阴离子型 1、适合于被环状烃油污染的水体 2、不适用于被微生物污染的水体生物表面活性剂 1、特别为微生物控制而设计，增强生物杀灭剂的能力 2、有油时最好不要使用,2004-02-02,31,2004-02-02,32,2004-02-02,33,2004-02-02,34,
