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當(dāng)前位置:山東明基環(huán)保設(shè)備有限公司>>技術(shù)文章>>冷卻循環(huán)水加藥裝置技術(shù)原理
一、 概述
在冷卻水循環(huán)使用的過程中,通過冷卻構(gòu)筑物的傳熱與傳質(zhì)交換,循環(huán)水中Ca2+、Mg2+、CL-、等離子,溶解性固體,懸浮物相應(yīng)增加,空中污染物如塵土、雜物、可溶性體和換熱器物料滲漏等均可進(jìn)入循環(huán)水,致使微生物大量繁殖和在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的管道中產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和粘泥,造成換熱器換熱效率降低,能源浪費(fèi),過水?dāng)嗝鏈p少,通水能力降低,甚至使設(shè)備管道腐蝕穿孔,釀成事故。
循環(huán)冷卻水處理的就在于消除或減少結(jié)垢、腐蝕和生物粘泥等危害,使系統(tǒng)可靠地。
循環(huán)水中能產(chǎn)生的鹽垢許多種,如碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鎂、氫氧化錳、硅酸鈣等,其中以碳酸鈣垢為常見,危害大。
Gt=Qt·g/〔1000(N-1)〕
式中 Gt——系統(tǒng)時(shí)的加藥量(kg/h);
Qt——蒸發(fā)水量(m3/h)。
根據(jù)以上原則,本循環(huán)水處理系統(tǒng)確定本工藝流程。
1)、經(jīng)過冷卻塔的循環(huán)水,經(jīng)過蒸發(fā)、風(fēng)飄損失等,循環(huán)水量越來越少,水中的含鹽量逐漸升高。向循環(huán)水中補(bǔ)充一定量的水量。根據(jù)貴方要求,貴方循環(huán)水為淮河水。
根據(jù)循環(huán)水,循環(huán)水補(bǔ)充水水量分別為:100m3/h和150m3/h;
2)、循環(huán)水池為敝開式,大量的泥沙及大量的飄浮物進(jìn)入水池。為保持循環(huán)水質(zhì)的清潔,對(duì)其循環(huán)水進(jìn)行處理。按照循環(huán)水,濃縮倍數(shù)按4進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3)、由于蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等因素,經(jīng)過一定時(shí)間的,循環(huán)的水質(zhì)逐漸惡化。同時(shí)由于循環(huán)水的溫度較高,比較適應(yīng)于菌類的繁殖。因此在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中,向循環(huán)水中投加水質(zhì)穩(wěn)定劑、殺菌劑及阻垢劑。以利于循環(huán)水系統(tǒng)的正常。
根據(jù)貴方提供的數(shù)據(jù),循環(huán)水水量分別為2000m3/h和2×1500m3/h,各自成獨(dú)立系統(tǒng)。
藥劑選用原則
循環(huán)水系統(tǒng)處理分成二大部分,*部分:補(bǔ)充水處理,二部分:循環(huán)水處理。循環(huán)水處理可以概括為去除懸浮物、控制泥垢及結(jié)垢、控制腐蝕及微生物殺菌等四個(gè)系統(tǒng)。泥垢及結(jié)垢、控制腐蝕及微生物等一般采用加藥控制。
根據(jù)貴方要求,補(bǔ)充水及循環(huán)水旁濾部分本方案均不作處理。
循環(huán)水中能產(chǎn)生的污垢許多種,如碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、碳酸鎂、氫氧化錳、硅酸鈣等,其中以碳酸鈣垢較為常見,危害較大。在循環(huán)水中常添加藥劑,使水垢成分發(fā)生改變。
結(jié)垢的控制方法,目前常用向循環(huán)水中投加阻垢、分散劑的方法來防止鹽類垢。采用阻垢劑以下優(yōu)點(diǎn):
a)阻垢效果好。即使在Mg2+、Ca2+、SiO2含量較大時(shí),仍較好的阻垢效果。
b)化學(xué)。在高濃縮倍數(shù)和高溫情況下,以及與緩蝕劑、殺生劑并用時(shí),阻垢效果也很穩(wěn)定,不會(huì)明顯下降。
c)毒或低毒,易于生物降解。
d)配制、投加、操作等簡(jiǎn)便。
e)原料易得,易于制備、運(yùn)輸、貯存及。
常用的阻垢劑為:聚磷酸鹽。
聚磷酸鹽對(duì)膠體顆粒具分散穩(wěn)定,對(duì)鈣鎂離子螯合能力也很強(qiáng),也與沉淀在管壁上的膠體結(jié)合,或與附在管壁上的Ca2+和Mg2+等形成絡(luò)合或螯合離子,然后借布朗運(yùn)動(dòng)或紊流,把管壁的這些物質(zhì)重新分散到水中。聚磷酸鹽在水中可摻和在碳酸鈣晶體中,使晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變,防止出現(xiàn)碳酸鈣沉淀,因而它對(duì)碳酸鈣良好的阻垢性能。聚磷酸鹽不僅是阻垢劑,而且還是緩蝕劑,它的緩蝕、阻垢,隨聚合值n不同而稍差異。聚磷酸鹽中常用的是三聚磷酸鈉。
三聚磷酸鈉加藥量:
三聚磷酸鈉(以計(jì))的加藥量,一般按2~5mg/l計(jì)算,其限碳酸鹽硬度約為5mg-N/l。
聚磷酸鹽在水中會(huì)分解生成正磷酸鹽的現(xiàn)象,此現(xiàn)象稱為磷酸鹽的水解。在磷酸鹽時(shí)必須注意的問題:影響聚磷酸鹽水解的因素PH值、溫度、時(shí)間、微生物等。
在采用三聚磷酸鹽時(shí),須注意以下幾個(gè)事宜:
循環(huán)水系統(tǒng)中的金屬腐蝕一般可分為三種類型:化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕及微生物腐蝕。腐蝕的形式均勻腐蝕、點(diǎn)蝕、浸蝕、性浸蝕、縫隙腐蝕和腐蝕開裂等。
影響腐蝕的因素:
控制循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕的方法很多種,藥劑法是其中的一種,藥劑法緩蝕是通過向循環(huán)水中投加并保持一定量的緩蝕藥劑,使之在金屬表面生成一層致密連續(xù)的金屬氧化膜或其他類型的膜,以抑制腐蝕過程,從而達(dá)到控制腐蝕的。
緩蝕劑許多種,一般采用聚磷酸鹽。
聚磷酸鹽是一種陰緩劑。聚磷酸根與水中鈣離子(或其他兩價(jià)金屬離子)絡(luò)合,形成一個(gè)帶正電的絡(luò)合離子,它以膠溶狀態(tài)存在于水中,當(dāng)它與鋼鐵的腐蝕產(chǎn)物Fe2+相遇時(shí),則絡(luò)合生成以聚磷酸鈣鐵為主要成分的絡(luò)合離子。以腐蝕電流的下沉積在陰表面形成沉淀膜,這種膜具一定的致密性,能產(chǎn)生陰化,阻擋溶解氧擴(kuò)散到陰,從而阻止腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)沉淀逐漸加厚時(shí),腐蝕電流逐漸減少,沉積也就逐漸減弱。
聚磷酸鹽也具較弱的陽效應(yīng),因?yàn)槟馨呀饘匐x子包含在膜內(nèi)。1~5mg/l低劑量的聚磷鹽,具良好的阻垢,而大多數(shù)情況下,是以緩蝕劑而的。其劑量為20~25mg/l,水中鈣離子濃度要大于50mg/l。
聚磷酸鹽在使用上的注意點(diǎn):
在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,水溫和PH值均適宜多數(shù)微生物的生長(zhǎng),微生物的濃度和它們生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)源均因循環(huán)濃縮而增加,冷卻塔循環(huán)水池又常年露置于室外,陽光充足,利于微生物的生長(zhǎng)。
循環(huán)水中微生物常見四類:即藻類、真菌、細(xì)菌和原生動(dòng)物。
控制微生物生長(zhǎng),先要弄清微生物類型,然后確定控制方法,效的控制微生物的殺生劑。
微生物的控制一般以下幾種方法:
殺生劑的種類許多種,現(xiàn)在一般采用:優(yōu)氯凈。優(yōu)氯凈的機(jī)理與氯相同,但效果明顯優(yōu)于氯片。
在使用優(yōu)氯凈的過程中,為能達(dá)到較大的殺生效果,應(yīng)注意下列幾個(gè)方面的問題:
敞開式循環(huán)冷卻水的加氯量處理宜采用定期投加,每天投加1~3次,余氯量控制在0.5~1.0mg/l之內(nèi)。每次加氯時(shí)間采用3~4h。加氯量按下式計(jì)算:
Gt=Q·gt/1000
式中Gt——加氯量(Kg/h)
Q——循環(huán)冷卻水量(m3/h)
gt——單位循環(huán)冷卻水的加氯量,采用2~4mg/l
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)開車前,應(yīng)進(jìn)行清洗、預(yù)膜處理。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)清洗、預(yù)膜水應(yīng)通過旁路管直接回到冷卻塔集水池。
在安裝或中,不可避免地會(huì)油污、鐵銹、泥沙、灰塵、水垢等進(jìn)入系統(tǒng),由于這些雜質(zhì)的存在很難使金屬表面活化,影響緩蝕劑形成的保護(hù)膜。清洗是處理過程中為重要的一項(xiàng)操作,論新老系統(tǒng)都必須對(duì)金屬表面進(jìn)行清洗,以除去雜質(zhì),為下一步預(yù)膜做好準(zhǔn)備工作。
清洗方法物理清洗及化學(xué)清洗兩種。
物理清洗的優(yōu)點(diǎn):
物理清洗的缺點(diǎn):
清洗剝離主要是針對(duì)系統(tǒng)中的生物粘泥嚴(yán)重,采取殺菌分散的辦法。清清剝離時(shí)間一般3-5d,*天以殺菌剝離為主,可在循環(huán)水中投加大劑量的殺菌劑,并通以大量LV,使余氯量控制在1~2mg/L,同時(shí)PH控制在6~6.5范圍內(nèi),二天以分散清洗為主,在循環(huán)水中投加大劑量的清洗劑,三天再加殺菌劑,并通大量LV,四天則加分散劑和清洗劑。經(jīng)過如此反復(fù)清洗剝離,基本上可洗去生物粘泥,但對(duì)硬垢和銹瘤的清洗效果較差。
清洗過程中,必須定時(shí)測(cè)定濁度的變化,以掌握清洗效果。一般濁度起先隨著清洗時(shí)間的延長(zhǎng),逐漸增高,到較大值后,穩(wěn)定幾小時(shí),又逐漸下降,后加入補(bǔ)充水稀釋,直至與補(bǔ)充水的濁度相近時(shí)清洗終止。清洗過程中濁度變化幅度大,表明清洗效果好。
單臺(tái)設(shè)備清洗,根據(jù)設(shè)備的材質(zhì),分別選用鹽酸、硝酸或硫酸等,同時(shí)配合相應(yīng)的緩蝕劑,作為酸洗的藥劑。
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)除了在時(shí)必須進(jìn)行預(yù)膜外,在發(fā)生下列情況進(jìn)也需進(jìn)行重新預(yù)膜:
阻垢、緩蝕劑本系統(tǒng)采用組合成緩蝕阻垢劑的低磷復(fù)合配方。
緩蝕阻垢劑的復(fù)合配方為:鉻酸鹽+聚磷酸鹽
投加量:投加量須根據(jù)循環(huán)水水質(zhì)情況而確定,一般其投加量為40~60mg/l。
該種配方藥劑具以下優(yōu)點(diǎn):
1)、對(duì)不同的水質(zhì)適應(yīng)。
2)、緩蝕效果好,對(duì)鋼鐵、銅及其合金、鋁都緩蝕效果。
循環(huán)水中的投藥量(不考慮系統(tǒng)的滲漏損失)
由于蒸發(fā)水量缺乏數(shù)據(jù),現(xiàn)暫按補(bǔ)充水量進(jìn)行計(jì)算
根據(jù)前面所述系統(tǒng)補(bǔ)充水量分別為:
2000m3/h循環(huán)水系統(tǒng):100m3/h
2×1500m3/h循環(huán)水系統(tǒng):150m3/h
注:正常情況下,蒸發(fā)水量小于補(bǔ)充水量,現(xiàn)按補(bǔ)充水量為基準(zhǔn),是出于對(duì)系統(tǒng)安考慮。
A、2000m3/h循環(huán)水系統(tǒng)
補(bǔ)充:
B、2×1500m3/h循環(huán)水系統(tǒng)
注:Q——蒸發(fā)水量 m3/h
B%——藥劑商品純度
g——投藥劑量
殺生劑選用以非氧化性殺菌劑為主,輔以氧化性殺生劑,盡可能減少循環(huán)水中氯離子含量,考慮到貴方換熱設(shè)施為不銹鋼,本方案其投加量應(yīng)根據(jù)循環(huán)水的水質(zhì)情況確定,一般情況為2~5mg/l。本方案投加量按下限取值,投加量:2mg/l,余氯:余氯量保持在0.5~1.0mg/l之間。
A、2000m3/h循環(huán)水系統(tǒng)
(1)非氧化性殺菌劑投加量:2 mg/l×2000m3/h×24/1000=96kg/d
(2)非氧化性殺菌劑:200ppm VS 保水量(主要看水池內(nèi)水量,單位:T)
一周加1-2次,人工添加
B、2×1500/h循環(huán)水系統(tǒng)
非氧化性殺菌劑投加量:2 mg/l×(2×1500m3/h )×24/1000=144kg/d
A、2000m3/h循環(huán)水系統(tǒng)
1、緩蝕阻垢劑加藥裝置
根據(jù)前面計(jì)算可知,本系統(tǒng)緩蝕阻垢劑加藥量為160kg/天,(90%純度按每天溶藥二次,藥劑配制濃度按20%設(shè)計(jì),則每天的溶藥量為160÷0.2=800kg/d,每次的溶藥量為800kg/次。每小時(shí)投加量為800÷24=33L/h。
據(jù)此,加藥裝置選用參數(shù)如下:
溶解攪拌罐:V=0.5m3
貯液箱:V=1.0m3
計(jì)量泵較小投加量:33L/H
2、殺菌劑加藥裝置
根據(jù)前面計(jì)算可知,本系統(tǒng)殺菌劑加藥量為96kg/天,(純度按每天溶藥一次,藥劑配制濃芳按20%設(shè)計(jì),則每天的溶藥量為96÷0.2=480kg/d,每次的溶藥量為480kg/次。每小時(shí)投加量為480÷24=20L/h。
據(jù)此,加藥裝置選用參數(shù)如下:
溶解攪拌罐:V=0.5m3
貯液箱:V=1.0m3
計(jì)量泵較小投加量:20L/H
B、2×1500m3/h循環(huán)水系統(tǒng)
1、緩蝕阻垢劑加藥裝置
根據(jù)前面計(jì)算可知,本系統(tǒng)緩蝕阻垢劑加藥量為240kg/天,(90%純度按每天溶藥六次,藥劑配制濃度按20%設(shè)計(jì),則每天的溶藥量為240÷0.2=1200kg/d,每次的溶藥量為400kg/次。每小時(shí)投加量為1200÷24=50L/h。
據(jù)此,加藥裝置選用參數(shù)如下:
溶解攪拌罐:V=0.5m3
貯液箱:V=1m3
計(jì)量泵較小投加量:50L/H
2、殺菌劑加藥裝置
根據(jù)前面計(jì)算可知,本系統(tǒng)殺菌劑加藥量144kg/天,(純度按每天溶藥二次,藥劑配制濃芳按20%設(shè)計(jì),則每天的溶藥量為144÷0.2=720kg/d,每次的溶藥量為360kg/次。每小時(shí)投加量為720÷24=30L/h。
據(jù)此,加藥裝置選用參數(shù)如下:
溶解攪拌罐:V=0.5m3
貯液箱:V=1.0m3
計(jì)量泵較小投加量:30L/H
1、原水凈化、過濾、殺菌處理
2、冷卻水系統(tǒng)增加旁濾設(shè)備,按循環(huán)量5%的流量設(shè)計(jì)
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