循环冷却水化学处理技术

1 冷却水处理技能

　　循环水体系中所遇到的腐蚀、结垢、生物尘垢这几个问题，选用水处理技能是能够处理的。也只要选用冷却水处理技能，冷却水循环后的技能经济效益才干充分发挥。所谓冷却水处理技能，是指针对循环水体系的水质、设备原料、工况条件挑选缓蚀剂、阻垢剂、涣散剂、杀生剂正确匹配组成水处理配方。提出工艺操控条件、供给相应的清洗、预膜计划等。把这一全过程称为冷却水处理技能。其间将缓蚀剂、阻垢剂、涣散剂等组成配方，断定适合的工艺操控条件，进行循环冷却水的根底处理和正常运转处理，这是冷却水处理技能的首要内容。

　　冷却水处理中所用的缓蚀剂、阻垢剂、涣散剂、杀生剂等化学品可总称之为水质安稳剂。这些化学品的研讨开发、出产是循环水处理的根底。没有先进的、功能优秀、价位适中的水质安稳剂就底子谈不上现代的循环水处理。因而，这些水质安稳剂的研讨和出产一直是水处理界重视的热门。

　　2 我国冷却水处理技能及水质安稳剂的开展

　　我国冷却水处理技能的开展，是跟着大型化肥石油、化工、冶金设备的引入而开展起来的，起步较晚，比发达国家晚30～40年，但坚持自己的开展 路途，瞄准国外的开展趋势，结合国情进行研讨和运用，因而起点高、开展快，到现在为止，我国现已开发成功：①传统磷酸盐配方；② 磷系复合配方；③ 磷系碱性水处理配方；④ 全有机配方；⑤ 钼酸盐水处理配方；⑥硅酸盐水处理配方。其间磷系碱性水处理配方和全有机配方是当时国内处理技能的主体。这些水处理技能在实践工业运用中到达较高的水平。设备的腐蚀率、尘垢热阻这两个首要技能指标均可到达世界先进水平，已在许多大型引入设备中完成水处理技能和药剂国产化。

　　水质安稳剂的开展是跟着现代冷却水处理技能的开展而开展的。开展进程，大体上讲是70年代打根底，80年代大开展，90年代上水平这样一个开展趋势。现在国内有水质安稳剂出产厂家不低于200家，首要技能依托于天津化工研讨院和南京化工大学。但具有必定规划和自身开发实力的厂家也只要几家。从技能上讲少量产品的出产技能已处于世界领先水平或世界先进水平；部分产品处于80年代世界水平；适当一部分产品特别是大宗产品的出产技能仍处于国外60、70年代的水平。

　　循环冷却水处理用阻垢缓蚀剂一般由涣散剂、有机膦、缓蚀剂等组成。下面就几种单体的开展和趋势作一简述。

　　2.1 涣散剂

　　阻垢缓蚀剂配方平涣散剂的挑选和份额，对其阻垢和各组份之间配伍、协同功能具有至关重要的影响。

　　2.1.1 起步阶段

　　60年代，开端运用的阻垢涣散剂首要是木质磺酸钠等，它们有必定阻垢效果，能部分处理水垢堆积和锌盐安稳问题，但远远满意不了出产厂家对阻垢功能的要求。

　　2.1.2 聚羧配运用阶段

　　70年代，开端运用聚丙烯酸类聚合物，一起将具有优秀缓蚀功能的有机膦如HEDP、ATMP等复合运用。70年代后期，多元羧酸共物阻垢涣散剂开端大量呈现，使阻垢涣散剂上了一个新的台阶。图1和图2标明晰一些共聚物阻CaCO3和Ca3(PO4)2成果，显示了这类共聚物的优秀的阻垢涣散功能。

　　2.1.3 多官能团共聚物运用阶段

　　80年代，跟着环保对排污的限制和循环水浓缩倍数的进步，各种高功能的共聚物阻垢涣散剂不断呈现，尤其是含磺酸、膦酸和其它官能团的共聚物，因其功能优秀已引起遍及重视和运用。美国的Calg on、Nalco、Betz、Rohm&Hass，日本的栗田，德国的Hass Geffers Colgue等公司，在开发有机磺酸、不饱和羧酸二元共聚物的根底上，已向磺酸、羧酸和膦酸基官能团的三元或多元共聚物的开展 ，其功能比二元共聚物大大进步。国内现在也有厂家开宣布三元和四元共聚物，运用标明，其彻底可代替T-225等产品。

　　2.2 缓蚀阻垢剂

　　2.2.1 有机膦酸盐

　　有机膦酸盐因为结构安稳的磷酸根含量低，减少了构成磷酸钙垢的风险，也减轻了环境富营养化污染的压力，在70年代得到迅速开展 。现在大多数阻垢缓蚀剂配方中含有HEDPATMP等有机膦酸。

　　南京化大工学沈鸿礼教授于1999年开宣布了二乙烯三胺五甲叉磷酸(DTPMP)，实验标明，DTPMP对钙的容忍度大幅度进步，在几个厂的运用标明，它彻底能够代替HEDP、ATMP、EDTMP等常见有机膦酸，它的运用能够处理高浓缩倍率的循环水冷却水处理的阻垢问题，具有杰出的运用远景。

　　2.2.2 低磷运用阶段

　　80年代，因为环境保护要求限制磷的排放，开端留意低磷、非重金属缓蚀剂的开展。一方面加强含磷量更低的阻垢缓蚀剂的开发和运用，如2-膦酸丁烷-1，2.4三羧酸(PBTCA)和羧基膦基乙酸(HPAA)，PBTCA的含磷量仅仅HEDP的38.2%。另一方面有机膦酸盐与其它非磷药剂的复合也得到了新的开展，使配方中的磷含量有较大幅度下降。如钼系、硅系、钨系水处理配方。

　　2.3 杀生剂

　　2.3.1 氧化性杀生剂

　　这是最早运用的一类杀生剂，其间运用最为广泛的氯气和次氯酸盐，它们对水中的微生物有优秀的杀灭效果和抑制效果。可是它们的杀生效果受水的pH值影响较大，pH值越高，杀生效果越差，一起ClO-会与B30铜管中的镍反应，使B30铜管发生腐蚀，故高浓缩倍率循环水高pH值状况下，一般不运用Cl2及次氯酸盐。取而代之的是二氧化氯，ClO2不光具有适合pH规模广，抑制微生物的才能比Cl2强，一起还具有剥离功能。近几年，ClO2在循环冷却水处理中的运用越来越多，其出产和运用技能开展很快。

　　2.2.3 非氧化性杀生剂

　　循环冷却水处理中氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂有必要交替运用，以防止循环水中微生物对其发生抗药性。非氧化性杀生剂所用的首要有季胺盐、异噻唑啉酮、戊二醛等。季胺盐因为运用时发生泡沫多，简单构成假水位，且与阻垢缓蚀剂相容性差，近来在电力体系中已基本不单独运用。在高浓缩倍率循环冷却水中，戊二醛复合杀生剂和异噻啉酮具有较好的性价比。现在已在多个厂运用中得到证明。

　　3 进步循环冷却水浓缩倍率的办法

　　四川省火电厂循环水的弥补水质较为挨近，其水质大体为：

　　Ca2+：2.0～4.0碱度：2.0～4.0 mmlo/L

　　Cl-：＜50 mg /LSO42-＜100 mg /L

　　pH：7.0～8.0

　　实验标明，如不加酸调pH，只进行投加阻垢缓蚀剂和杀生剂进行水质安稳处理，极限浓缩倍率一般不会超越3.8，经济浓缩倍率一般为2.5～3.4，如需求进步浓缩倍率到达节水的意图，一起又确保循环水体系杰出的阻垢、缓蚀、杀生功能，能够从以下几个方面进行挑选。

　　3.1 加酸处理

　　循环水投加硫酸，下降碱度，一起投加阻垢缓蚀剂进行循环冷却水的阻垢缓蚀处理，这是高浓缩倍率循环水处理较为成熟的办法。但有许多厂虽然有加酸设备，但运用的不多，究其原因，运转的浓缩倍率不高，只投加阻垢缓蚀剂能够到达杰出的阻垢缓蚀效果；一起投加硫酸时,因为浓硫酸具有强腐蚀性，操作不妥易引起灼伤；对加酸管道腐蚀性强，易引起管道腐蚀穿孔。

　　可是，如四川几个敞开式循环水体系的浓缩倍率大于3.5，现在状况有必要投加硫酸进行辅佐处理，不然进步浓缩倍率运转的经济性和可靠性将很难得到确保。

　　3.2 低磷阻垢缓蚀剂配方

　　在进行阻垢缓蚀剂配方的挑选时，有必要考虑其组份间的配伍、相容、增容功能。一起在高浓缩倍率运转条件下，还应运用低磷配方，低磷配方一个方面要求开发的阻垢缓蚀剂自身含磷量低，另一方 面要求循环水中含磷量低，使其排污水符合环保要求。从现在国内现有水稳剂单体看，含AMPS基团的三元、四元共聚物、PBTCA、HPAA、DTPMP等应在配方中得到运用。而T225、聚丙烯酸、HEDP、ATMP、EDTMP等应被替代。

　　3.3 弥补水软化处理

　　对弥补水部分或悉数进行软化处理，下降循环水成垢离子浓度(Ca2+)，对进步循环冷却水浓缩倍率是有好处的。从可行上讲，部分弥补水进行软化处理是可行的。一方面软化处理设备出资和运转本钱能够下降。另一方面临循环水防腐有利，详细处理多大份额，需求经过实验断定。

　　3.4 循环水旁流处理

　　对部分循环水进行旁流处理有两种办法：一是对部分循环水进行软化处理。二是对部分循环水进行主动过滤处理。第二种办法在高浓缩倍率运转电厂中已有运用。特别近年来主动反洗过滤的呈现，使其运用得到了较快的推行。

　　4 循环水监测技能

　　4.1 循环水主动加药

　　高浓缩倍率循环水因为其缓冲性小，确保循环水的正常、安稳加药至关重要。循环水主动加药就其原理首要有两种：一是使用荧光体系技能的主动监测加药体系。二是使用循环水电导改变操控水中药剂浓度的主动加药体系。经过主动加药体系能操控循环水体系中的药剂浓度的目标管理在很小规模内，然后到达平衡操作，使药剂发挥最大的效果和节约用药的意图。

　　4.2 凝汽器腐蚀、结垢检测

　　 循环水体系现场检测首要是经过安装旁路挂片、小型换热器以及腐蚀、结垢检测仪等，直接调查冷却水体系的腐蚀和结垢状况、生物粘泥构成状况，然后判断已选用的循环水处理计划是否正确。

　　河北电力实验研讨院化学室研制的CDH循环水在线检测仪在江油发电厂330 M机组上现已成功运用。它对冷却水体系结垢、腐蚀、粘泥滋生等可进行直接调查，一起经过接连测定尘垢热阻可定量反映凝汽器铜管热交换状况，对确保循环水体系有用处理，保障机组安全、安稳、经济运转具有重要的含义。

　　4.3 浓缩倍率的测定

　　循环水浓缩倍率一般是经过下式计算：K＝［Cl-］循／［Cl-］补

　　在实践运转中发现，因为循环水投加氯系杀生剂和阻垢缓蚀剂而使循环水中氯离子增加，弥补水预处理而使氯离子不安稳，导致循环水浓缩倍率测禁绝。为了防止这些不断定要素，所以许多石油、化工厂选用钾离子来测定浓缩倍率。但钾离子测定仪很贵，电厂一般不装备。经过近几年实验标明，火电厂循环冷却水浓缩倍率在循环水不投加氯系杀生剂时，用测定氯离子的办法是可行的：如投加了氯系杀生剂，经过测定含盐量或电导率则是可行的。