循環(huán)水處理結(jié)垢與沉積控制

循環(huán)水處理結(jié)垢與沉積控制第一頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-022敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)產(chǎn)生的問題三大問題：腐蝕沉積生物附著腐蝕產(chǎn)物沉積物下腐蝕滋生地點(diǎn)塵粒附著代謝產(chǎn)物滋生地點(diǎn)第二頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-023沉積物的分類水垢污垢：

1、淤泥

2、腐蝕產(chǎn)物

3、生物沉積物第三頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-024水垢Ca(HCO3)2

ΔCaCO3+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第四頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-025

溶解度

溫度水垢溶解特性－反溶解性第五頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-026

水垢的形成機(jī)理

水

可溶解礦物質(zhì)

分散溶解

過渡飽和

晶核形成

晶體成長

水垢第六頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0270.0010.0010.0100.0100.1000.100垢的厚度(英寸)00101020203030404050506060707080809090100100

水垢對(duì)傳熱效率的影響

SiO2粘土(高嶺土)CaSO4CaCO3Al2O3傳熱系數(shù)減少率，％第七頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-028污垢體積較大，質(zhì)地疏松稀軟，又稱軟垢。是引起垢下腐蝕的主要原因。是某些細(xì)菌如厭氧菌生存和繁殖的溫床。一般是由顆粒細(xì)小的泥砂、塵土、不溶性鹽類的泥狀物、膠狀氫氧化物、雜物碎屑、腐蝕產(chǎn)物、油污、特別是菌藻的尸體及其粘性分泌物等組成。第八頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-029

熱交換管的總熱阻

溫度梯度5X殼層交換管

總熱阻

管側(cè)流體

管側(cè)沉積物管壁金屬

殼層

沉積物

殼層流體lr+Ut=rtfrmrsfrs+++第九頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0210水垢析出的判斷（一）、碳酸鈣析出的判斷

1、飽和指數(shù)（）：水的實(shí)際pH值與其碳酸鈣飽和pH值（以pHS表示）的差值。即L.S.I=pH－pHS。L.S.I：>0結(jié)垢、=0穩(wěn)定、<0腐蝕pHS的簡化計(jì)算公式：（可查表得到）

pHS=（9.7+A+B）－（C+D）

A：總?cè)芙夤腆w系數(shù)；B：溫度系數(shù)；

C：鈣硬度系數(shù)；D：總堿度系數(shù)。第十頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0211水垢析出的判斷（一）、碳酸鈣析出的判斷

2、穩(wěn)定指數(shù)（）：水體碳酸鈣飽和pH值（以pHS表示）的2倍與其實(shí)際pH值的差值。即R.S.I=2pHS－pH。R.S.I：<6結(jié)垢、=6穩(wěn)定、>6腐蝕第十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0212水垢析出的判斷（一）、碳酸鈣析出的判斷

3、結(jié)垢指數(shù)（）：水體碳酸鈣飽和pH值（以pHS表示）的2倍與其平衡pH值（以pHeq表示）的差值。即P.S.I=2pHS－pHeq。P.S.I：<6結(jié)垢、=6穩(wěn)定、>6腐蝕pHeq=1.465lgM+4.45；

M：系統(tǒng)中水的總堿度（以CaCO3表示），ppm第十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0213水垢析出的判斷（一）、碳酸鈣析出的判斷

4、臨界pH結(jié)垢指數(shù)：用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出結(jié)垢時(shí)水的真實(shí)pH值，將其稱為臨界pH值，以pHC表示。一般pHC=pHS+（1.7～2.0）判斷：水體實(shí)際pH值大于它的臨界pH時(shí)就會(huì)結(jié)垢。第十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0214水垢析出的判斷（二）、磷酸鈣析出的判斷磷酸鈣的飽和pH（pHS）計(jì)算：鈣因素、磷酸鹽因素、溫度因素均可查表獲得。水的實(shí)際pH－磷酸鈣飽和pH：

1、>0，預(yù)示磷酸鈣有沉淀的可能；

2、<0，磷酸鈣有溶解的傾向。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，?？刂破洳钪翟?.5以下。第十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0215水垢析出的判斷（三）、硅酸鹽垢析出的判斷限制冷卻水中SiO2的含量，一般<175ppm控制硅酸鎂濃度積：

[Mg2+][SiO2]<15000[Mg2+]－鎂離子的濃度（以CaCO3計(jì)），ppm[SiO2]－硅酸濃度（以SiO2計(jì)），ppm第十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0216沉積物的控制一、水垢的控制（一）、從冷卻水中除去成垢的鈣離子

1、離子交換樹脂法

2、石灰軟化法（二）、降低冷卻水pH，穩(wěn)定重碳酸鹽

1、加酸

2、通CO2（三）、投加阻垢劑第十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0217pHpH對(duì)沉淀作用的影響沉淀作用第十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0218沉積物的控制二、污垢的控制

1、降低補(bǔ)充水濁度

2、做好循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理

3、投加分散劑

4、增加旁濾設(shè)備第十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0219阻垢劑及分散劑一、聚磷酸鹽

1、三聚磷酸鈉

2、六偏磷酸鈉原理：破壞了碳酸鈣等晶體的正常生長過程，從而阻止了碳酸鈣水垢的形成。缺點(diǎn)：在水中會(huì)發(fā)生水解，生成正磷酸鹽，水解速率隨著濃度和溫度升高而加快，pH大于7.5或小于6.5時(shí)，水解速度也會(huì)加快。第十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0220阻垢劑及分散劑二、有機(jī)膦酸1、ATMP（氨基三甲叉膦酸）2、EDTMP（乙二胺四甲叉膦酸）3、HEDP（羥基亞乙基二膦酸）4、DTPMP（二亞乙基三胺五亞甲基膦酸）第二十頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0221阻垢劑及分散劑三、膦羧酸PBTCA（2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸）

1、阻垢性能優(yōu)于有機(jī)膦酸

2、不易形成難溶的有機(jī)膦酸鈣

3、高劑量使用是一種高效緩蝕劑

4、與鋅鹽和聚磷酸鹽復(fù)配可產(chǎn)生良好協(xié)同效應(yīng)第二十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0222阻垢劑及分散劑四、有機(jī)磷酸酯

1、抑制硫酸鈣垢的效果較好，但抑制碳酸鈣的效果較差。

2、比聚磷酸鹽難水解，比有機(jī)磷酸容易水解。

3、對(duì)含油污冷卻水的水質(zhì)控制能保持良好的緩蝕、阻垢作用，有著特殊的效果。

4、對(duì)水生動(dòng)物毒性很低，水解后的產(chǎn)物可以生物降解，對(duì)環(huán)境沒有什么影響。第二十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0223阻垢劑及分散劑五、聚羧酸

1、PAA（聚丙烯酸）

2、聚甲基丙烯酸

3、丙烯酸與丙烯酸羥丙酯共聚物

4、丙烯酸與丙烯酸酯共聚物

5、HPMA（水解聚馬來酸酐）

6、馬來酸酐-丙烯酸共聚物

7、苯乙烯磺酸-馬來酸（酐）共聚物第二十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0224聚合物被吸附到懸浮物表面使懸浮物表面帶負(fù)電荷而相互排斥-----相互排斥-------------第二十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0225抑制CaCO3

能力

1100ppmCa;pH8.6;Temp70℃;LSI2.95第二十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0226抗鹵素性能抗鹵素性能余氯量,ppm阻垢率，％1107ppmCa;pH8.6;Temp70℃506070809010002510AHEDP第二十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0227第二十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0228第二十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0229阻垢劑及分散劑六、天然分散劑在尚未發(fā)展聚合物沉淀控制劑，曾采用丹寧、木質(zhì)素、磺化木質(zhì)素、磺化丹寧酸、淀粉、改性淀粉和CMC（羥甲基纖維素）等天然有機(jī)物質(zhì)作為分散劑，控制水垢的生成。七、表面活性劑第二十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日2004-02-0230表面活性劑非離子型

1、適合于被長鏈烴油污染的水體

2、有微生物污染時(shí)也能很好地發(fā)揮作用

3、作為生物殺滅劑或氯的增強(qiáng)