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循環(huán)冷卻水處理
技術(shù)與水質(zhì)管理循環(huán)冷卻水處理
技術(shù)與水質(zhì)管理目錄一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)哪些問(wèn)題?二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?三、怎樣解決這些問(wèn)題?四、水質(zhì)管理的依據(jù)是什么?五、物料泄漏對(duì)水處理有哪些危害?六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?七、日常運(yùn)行需要注意哪些問(wèn)題?目錄一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)哪些問(wèn)題?
一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)哪些問(wèn)題?一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)
熱交換器熱效率下降熱交換器泄漏
材質(zhì)強(qiáng)度下降
熱交換器堵塞
泵壓上升、流量下降
促進(jìn)腐蝕浪費(fèi)藥劑腐蝕冷卻塔效率下降冷卻塔填料變型下陷視覺(jué)污染
淤泥堆積結(jié)垢粘泥淤泥沉積熱交換器熱效率下降熱交換器泄漏材質(zhì)強(qiáng)度下降熱交循環(huán)水處理課件循環(huán)水處理課件
二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?1、水質(zhì)特性2、金屬腐蝕3、水垢沉積4、微生物繁殖二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?1、水質(zhì)特性1、水質(zhì)特性表1
我國(guó)較典型的地下水主要水質(zhì)水質(zhì)項(xiàng)目石家莊哈爾濱寧夏同心湖南岳陽(yáng)天津塘沽pH7.606.90/5.508.30Ca2+/mg/L82.978.2481.02.838.00Mg2+/mg/L19.812.8437.81.563.70Na2++K+/mg/L16.223.527905.29317HCO3-/mg/L219.6317.2488.29.76464SO42-/mg/L37.38.0039388.9548.0CL-/mg/L28.021.321282.55200CO2/mg/L/11.5/5.50/鹽含量/mg/L403.8461.01047638.010401、水質(zhì)特性水質(zhì)項(xiàng)目石家莊哈爾濱寧夏同心湖南岳陽(yáng)天津塘沽pH水中離子的作用(1)、主要陽(yáng)離子
H+
、K+
、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+
(2)、主要陰離子
OH-、HCO3-
、CO32-、SiO32-
、PO43-
Cl-、SO42-
、HS-
、S2-、
水中離子的作用(1)、主要陽(yáng)離子水質(zhì)特性判據(jù)(1)、飽和指數(shù)(L.S.I.)Ca(HCO3)2=Ca2++2HCO3-HCO3-=H++CO32-CaCO3=Ca2++CO32-
L.S.I.=pH–pHs
0結(jié)垢L.S.I.=pH–pHs=0不結(jié)垢、不腐蝕
L.S.I.=pH–pHs
0腐蝕
水質(zhì)特性判據(jù)(1)、飽和指數(shù)(L.S.I.)水質(zhì)特性判據(jù)(2)、穩(wěn)定指數(shù)(R.S.I.)
R.S.I.=2pHs-pH6結(jié)垢
R.S.I.=2pHs-pH=6不結(jié)垢、不腐蝕
R.S.I.=2pHs-pH6腐蝕水質(zhì)特性判據(jù)(2)、穩(wěn)定指數(shù)(R.S.I.)水質(zhì)特性判據(jù)(3)、結(jié)垢指數(shù)(P.S.I.)
P.S.I.=2pHs-pHeq
6結(jié)垢
P.S.I.=2pHs-pHeq=6不結(jié)垢、不腐蝕
P.S.I.=2pHs-pHeq
6腐蝕
pHeq=1.465lgM+4.54
水質(zhì)特性判據(jù)(3)、結(jié)垢指數(shù)(P.S.I.)2、金屬腐蝕原理
金屬表面在微觀上是不均勻的,當(dāng)它與水介質(zhì)接觸時(shí),會(huì)形成許多微小的腐蝕電池(簡(jiǎn)稱微電池),其中活潑部位成為陽(yáng)極,不活潑部位成為陰極。金屬在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),釋放出電子,自身被氧化成高價(jià)態(tài)的金屬離子從金屬基體上溶解到水中。反應(yīng)如下:FeFe2++2e
溶解氧或氫離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng),得到電子,自身被還原成低價(jià)態(tài)的離子或分子。在中堿性冷卻水中,主要發(fā)生溶解氧被還原反應(yīng),反應(yīng)如下:1/2O2+H2O+2e2OH-
當(dāng)亞鐵離子與氫氧根相遇時(shí),生成氫氧化鐵沉淀,反應(yīng)式如下:Fe2++2OH-
Fe(OH)2
氫氧化鐵的產(chǎn)生即是腐蝕的開(kāi)始,金屬離子在陽(yáng)極進(jìn)入水溶液及其水化的過(guò)程,稱為陽(yáng)極過(guò)程。而水中的溶解氧和氫離子在陰極不斷獲得電子被還原的過(guò)程,稱為陰極過(guò)程。如果沒(méi)有陰極過(guò)程,陽(yáng)極過(guò)程就不能進(jìn)行;反之,沒(méi)有陽(yáng)極過(guò)程,陰極過(guò)程也不能進(jìn)行。因此,只有當(dāng)陽(yáng)極過(guò)程和陰極過(guò)程同時(shí)存在并進(jìn)行時(shí),腐蝕才能發(fā)生。
2、金屬腐蝕原理金屬表面在微觀上是影響腐蝕的主要因素(1)、pH值
(2)、氯離子和硫酸根
(3)、懸浮物
(4)、溶解氧
(5)、微生物
(6)、水流速與溫度
影響腐蝕的主要因素(1)、pH值
冷卻水系統(tǒng)金屬主要腐蝕形態(tài)(1)、均勻腐蝕(2)、垢下腐蝕
(3)、電偶腐蝕
(4)、縫隙腐蝕
(5)、孔蝕
(6)、汽蝕(空泡腐蝕)(7)、磨蝕
(8)、微生物腐蝕冷卻水系統(tǒng)金屬主要腐蝕形態(tài)(1)、均勻腐蝕(1)、均勻腐蝕定義:在腐蝕介質(zhì)作用下,金屬整個(gè)表面發(fā)生的腐蝕破壞,基本按照相同腐蝕速率進(jìn)行的腐蝕現(xiàn)象叫均勻腐蝕。(1)、均勻腐蝕定義:(1)、均勻腐蝕影響均勻腐蝕的主要因素:
a.溶解氧濃度
b.pHc.溫度
d.流速
e.含鹽量(1)、均勻腐蝕影響均勻腐蝕的主要因素:(2)、垢下腐蝕定義:由于水垢的形成,氧的擴(kuò)散受阻,垢下金屬表面的氧濃度隨腐蝕的進(jìn)行不斷降低,與垢外金屬表面的氧濃度形成濃度差,使垢下缺氧區(qū)金屬表面成為陽(yáng)極而被加速腐蝕的現(xiàn)象叫垢下腐蝕。(2)、垢下腐蝕定義:(2)、垢下腐蝕主要影響因素:
a.流速
b.生物粘泥(2)、垢下腐蝕主要影響因素:(3)、電偶腐蝕定義:兩種金屬在同一電解質(zhì)中接觸,由于二者腐蝕電位不相等存在電位差,有電流流動(dòng),使電位較低的金屬腐蝕速率加速,形成接觸區(qū)的局部腐蝕,而電位較高的金屬腐蝕速率降低,這一現(xiàn)象稱為電偶腐蝕。(3)、電偶腐蝕定義:(3)、電偶腐蝕主要影響因素:
a.陰、陽(yáng)極面積比
b.距離
c.介質(zhì)的電導(dǎo)率防止措施:
a.選材
b.結(jié)構(gòu)
c.結(jié)合部
d.涂料(3)、電偶腐蝕主要影響因素:(4)、縫隙腐蝕定義:在腐蝕介質(zhì)的作用下,金屬與金屬或金屬與非金屬覆蓋物之間存在縫隙時(shí),縫隙內(nèi)腐蝕介質(zhì)因滯流而缺氧,縫隙內(nèi)金屬成為腐蝕陽(yáng)極而加速腐蝕的現(xiàn)象叫縫隙腐蝕。(4)、縫隙腐蝕定義:(4)、縫隙腐蝕
產(chǎn)生條件:
a.危害性陰離子存在
b.縫隙(0.025~0.3mm)影響因素:
a.金屬自身的鈍化性質(zhì)
b.氯離子濃度(大于0.1%)c.溶解氧濃度(大于0.5mg/L)d.溫度(4)、縫隙腐蝕產(chǎn)生條件:(5)、孔蝕定義:
在金屬表面的局部部位,出現(xiàn)向金屬深處發(fā)展的腐蝕小孔,其余部位不腐蝕或腐蝕很輕微的現(xiàn)象叫空蝕或點(diǎn)蝕。孔蝕和一般局部腐蝕的區(qū)分:蝕孔深度:蝕孔寬度
1孔蝕
1局部腐蝕(5)、孔蝕定義:(5)、孔蝕
特點(diǎn):
a.蝕孔小,一般只有幾十微米
b.重量損失小
c.開(kāi)始側(cè)孔徑小,穿孔側(cè)孔徑大
d.蝕孔一般朝重力側(cè)發(fā)展
e.大陰極小陽(yáng)極
f.蝕孔多數(shù)有腐蝕產(chǎn)物覆蓋
g.具有誘導(dǎo)期(5)、孔蝕特點(diǎn):(6)、汽蝕(空泡腐蝕)定義:流體和金屬構(gòu)件高速相對(duì)運(yùn)動(dòng),在金屬表面局部產(chǎn)生渦流并伴有汽泡生成和破滅,當(dāng)汽泡破滅時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力和介質(zhì)對(duì)金屬的腐蝕聯(lián)合作用造成金屬的損壞,這類腐蝕叫汽蝕。又稱空泡腐蝕或空隙腐蝕。(6)、汽蝕(空泡腐蝕)定義:(6)、汽蝕(空泡腐蝕)汽蝕產(chǎn)生過(guò)程:
a、金屬表面膜上生成汽泡;
b、汽泡破滅,沖擊力使金屬產(chǎn)生塑性變形,破壞表面膜;
c、裸露金屬表面被腐蝕,重新生成保護(hù)膜;
d、在同一地點(diǎn)重新生成汽泡;
e、汽泡再次破裂,膜被再次破壞;
f、裸露表面被進(jìn)一步腐蝕,重新生成保護(hù)膜。(6)、汽蝕(空泡腐蝕)汽蝕產(chǎn)生過(guò)程:(7)、磨蝕定義:高速流體產(chǎn)生的機(jī)械沖刷作用破壞金屬表面已形成的保護(hù)膜,使新裸露的金屬表面加速腐蝕的現(xiàn)象。(7)、磨蝕定義:(7)、磨蝕防止磨蝕的措施:
a.選擇耐磨材料;
b.合理設(shè)計(jì),避免湍流、渦流;
c.降低流速,不超過(guò)材料的臨界流速。
(7)、磨蝕防止磨蝕的措施:(8)、微生物腐蝕定義:微生物的代謝產(chǎn)物粘附或沉積在金屬表面上引起的金屬腐蝕,叫微生物腐蝕。(8)、微生物腐蝕定義:3、水垢沉積原理
冷卻水中溶解有各種鹽類,如碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽和氯化物等,它們的一價(jià)金屬鹽的溶解度很大,一般難以從冷卻水中結(jié)晶析出,但它們的兩價(jià)金屬鹽(氯化物除外)的溶解度很小,并且是負(fù)的溫度系數(shù),隨濃度和溫度的升高很容易形成難溶性結(jié)晶從水中析出,附著在水冷器傳熱面上成為水垢。如冷卻水中的碳酸氫根離子濃度較高,當(dāng)冷卻水經(jīng)過(guò)水冷器的換熱面時(shí),受熱發(fā)生分解,發(fā)生如下反應(yīng):Ca(HCO3)2
CaCO3
+H2O+CO2
當(dāng)冷卻水通過(guò)冷卻塔時(shí),溶解于水中的二氧化碳溢出,水的pH值升高,碳酸氫鈣在堿性條件下發(fā)生如下反應(yīng):Ca(HCO3)2+2OH-
CaCO3
+2H2O+CO32-
難溶性碳酸鈣可以是無(wú)定型碳酸鈣、六水碳酸鈣、一水碳酸鈣、六方碳酸鈣、文石和方解石。方解石屬三方晶系,是熱力學(xué)最穩(wěn)定的碳酸鈣晶型,也是各種碳酸鈣晶型在水中轉(zhuǎn)變的終態(tài)產(chǎn)物。當(dāng)冷卻水中有適量磷酸根離子時(shí),發(fā)生如下反應(yīng):
Ca2++PO43-
Ca3(PO4)2
3、水垢沉積原理冷卻水中溶解有各種沉積物主要類型(1)、難溶鹽碳酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽、硅酸鹽
(2)、腐蝕產(chǎn)物
鐵的氧化物、銅的氧化物、鋁的氧化物(3)、懸浮物
(4)、生物粘泥
沉積物主要類型(1)、難溶鹽影響水垢沉積主要因素
(1)、水質(zhì)
(2)、水溫
(3)、水流速度
(4)、工藝條件
影響水垢沉積主要因素(1)、水質(zhì)4、微生物繁殖微生物的主要特點(diǎn):
(1)體積小、新陳代謝旺盛(微米級(jí))(2)繁殖快(2030min一代)(3)易變異、種類多(細(xì)菌200屬、1500余種,真菌500屬、10萬(wàn)余種,藻類3萬(wàn)余種)(4)數(shù)量多、分布廣
4、微生物繁殖微生物的主要特點(diǎn):4、微生物繁殖微生物生長(zhǎng)條件:
(1)溫度(1055C)(2)pH(細(xì)菌6.58.5,霉菌3.06.0,藻類5.58.9)(3)氧氣(4)營(yíng)養(yǎng)4、微生物繁殖微生物生長(zhǎng)條件:循環(huán)水處理課件循環(huán)水系統(tǒng)主要危害菌(1)、異養(yǎng)菌
(2)、真菌
(3)、硫酸鹽還原菌
(4)、鐵細(xì)菌
循環(huán)水系統(tǒng)主要危害菌(1)、異養(yǎng)菌(1)、異養(yǎng)菌定義:必須要有機(jī)物作為碳源才能生長(zhǎng)的細(xì)菌。通常說(shuō)的異養(yǎng)菌是指在普通肉汁胨培養(yǎng)基上能夠生長(zhǎng)的細(xì)菌。(1)、異養(yǎng)菌定義:(2)、真菌定義:有細(xì)胞壁,不含葉綠素,無(wú)根莖葉,以寄生或腐生方式生存,僅少數(shù)類群為單細(xì)胞,其它都有分枝或不分枝的絲狀體,能進(jìn)行有性或無(wú)性繁殖的一類生物。(2)、真菌定義:(3)、硫酸鹽還原菌定義:在厭氧條件下還原硫酸鹽生成硫化氫的細(xì)菌。(3)、硫酸鹽還原菌定義:(4)、鐵細(xì)菌定義:能氧化鐵、沉積鐵,包括自養(yǎng)或兼性自養(yǎng)的一類細(xì)菌。(4)、鐵細(xì)菌定義:影響因素(1)、溫度
(2)、pH值
(3)、氧氣
(4)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
影響因素(1)、溫度三、怎樣解決這些問(wèn)題?1、添加緩蝕劑抑制腐蝕2、添加阻垢分散劑抑制水垢3、添加殺生劑控制微生物三、怎樣解決這些問(wèn)題?1、添加緩蝕劑抑制腐蝕1、添加緩蝕劑抑制腐蝕
緩蝕劑作用原理:(1)、形成鈍化膜鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽(2)、形成沉積膜磷酸鹽(聚磷酸鹽、正磷酸鹽、有機(jī)磷酸鹽)、鋅鹽(3)、形成吸附膜
銅緩劑、有機(jī)胺類1、添加緩蝕劑抑制腐蝕緩蝕劑作用原理:(1)、形成鈍化膜鈍化膜:具有氧化作用的某些緩蝕劑,可直接或間接地氧化金屬,在表面上形成致密的金屬氧化物保護(hù)膜,使金屬的腐蝕電位向正方向移動(dòng),從而抑制金屬陽(yáng)極反應(yīng)而降低金屬的腐蝕速率。(1)、形成鈍化膜鈍化膜:(2)、形成沉積膜沉積膜:當(dāng)聚磷酸鹽或磷酸鹽的負(fù)離子與水中一定濃度的兩價(jià)金屬離子作用時(shí),絡(luò)合形成一個(gè)帶正電荷的聚磷酸鈣絡(luò)合離子,以膠溶狀態(tài)存在于水中。當(dāng)與金屬陽(yáng)極反應(yīng)生成的亞鐵離子在金屬表面上作用時(shí),生成以聚磷酸亞鐵鈣為主要成分的絡(luò)合離子,依靠腐蝕電流的作用沉積于陰極,形成致密的電沉積膜,阻滯溶解氧向金屬表面擴(kuò)散,從而抑制腐蝕反應(yīng)速率。(2)、形成沉積膜沉積膜:(3)、形成吸附膜吸附膜:以化學(xué)鍵的形式與金屬表面作用形成保護(hù)膜,從而抑制金屬的腐蝕。(3)、形成吸附膜吸附膜:緩蝕劑的主要類型a、磷/膦酸鹽
b、鋅鹽
c、鉬酸鹽
d、唑類
緩蝕劑的主要類型a、磷/膦酸鹽影響緩蝕劑效果的主要因素
a、pH(堿度)b、硬度c、鹽類d、濁度e、水溫f、流速
影響緩蝕劑效果的主要因素a、pH(堿度)阻垢分散劑作用原理a、螯合增溶b、晶格畸變c、分散d、溶限效應(yīng)阻垢分散劑作用原理a、螯合增溶a、螯合增溶定義:
某些物質(zhì)可與水中鈣鎂等成垢金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物溶解于水中,從而減少微溶鹽達(dá)到飽和的可能性,使更多的成垢離子穩(wěn)定于水中,這個(gè)現(xiàn)象稱之為螯合增溶。a、螯合增溶定義:b、晶格畸變定義:在碳酸鈣過(guò)飽和溶液中,一旦出現(xiàn)晶核,晶體就會(huì)迅速生長(zhǎng)。在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中,晶體界面若有螯合物存在,螯合物占據(jù)晶體錯(cuò)位處,隨晶體繼續(xù)長(zhǎng)大螯合物被鑲嵌在晶體中,這種晶體存在彈性應(yīng)力而不穩(wěn)定,當(dāng)環(huán)境條件如溫度變化時(shí),晶體在彈性應(yīng)力作用下而碎裂,形成外形不規(guī)則的小晶體,這個(gè)現(xiàn)象叫晶格畸變。b、晶格畸變定義:循環(huán)水處理課件循環(huán)水處理課件c、分散定義:吸附分散劑的懸浮顆粒在水中形成雙電層,靜電作用使顆粒相互排斥,從而避免因顆粒碰撞而長(zhǎng)大,使微小粒子穩(wěn)定于水中的過(guò)程叫分散。c、分散定義:d、溶限效應(yīng)定義:很低的濃度可以使遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于按化學(xué)計(jì)量的鈣鎂等金屬離子濃度穩(wěn)定于水中的現(xiàn)象。在低濃度時(shí),隨阻垢劑濃度增加阻垢效果增加,當(dāng)達(dá)到一定濃度后,阻垢效果不再增加或增加幅度大大降低。d、溶限效應(yīng)定義:阻垢分散劑的主要類型a、低分子阻垢劑
b、高分子阻垢分散劑
阻垢分散劑的主要類型a、低分子阻垢劑影響阻垢分散劑的主要因素a、硬度b、堿度c、鐵離子濃度d、水溫e、流速
影響阻垢分散劑的主要因素a、硬度
四、水質(zhì)管理的依據(jù)是什么?四、水質(zhì)管理的依據(jù)是什么?表2循環(huán)水運(yùn)行考核指標(biāo)(新水)指標(biāo)名稱裝置類型備注煉油化工大化肥發(fā)電濃縮倍數(shù)/倍3.04.04.54.0補(bǔ)水1.2%腐蝕速率(試管)/mm/a0.100.0750.0750.005無(wú)孔蝕粘附速率(試管)/mcm20151515細(xì)菌總數(shù)/個(gè)/mL1105110511051105生物粘泥/mL/m3222濁度/NTU20101010含油/mg/L10555指標(biāo)合格率/%95959595表2循環(huán)水運(yùn)行考核指標(biāo)(新水)指標(biāo)名稱裝置類型備注煉表3循環(huán)水濃縮倍數(shù)與節(jié)水減排及運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)系濃縮倍數(shù)需水、節(jié)水排
污水質(zhì)鹽度/mg/L運(yùn)行費(fèi)用/萬(wàn)元補(bǔ)水量m3/h節(jié)水率/%排污量m3/h減排率/%1.010000098900300144311.533196.6922097.784506392.022197.7911098.896003913.016698.345799.429002694.014798.533799.6312002235.013898.622899.7215002046.013298.682299.7818001907.012998.721999.8121001838.012698.741699.842400177表3循環(huán)水濃縮倍數(shù)與節(jié)水減排及運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)系濃縮需水、影響濃縮倍數(shù)的主要因素a、水質(zhì)b、水處理方案c、系統(tǒng)情況d、管理影響濃縮倍數(shù)的主要因素a、水質(zhì)影響濃縮倍數(shù)的主要因素a、水質(zhì)影響濃縮倍數(shù)的主要因素a、水質(zhì)表4水質(zhì)分類與特性水質(zhì)類型硬度+堿度/mg/L水質(zhì)特性處理方法大致分布超低硬度堿度30強(qiáng)腐蝕,不結(jié)垢自然pH運(yùn)行南方沿海地區(qū)
低硬度堿度30~80強(qiáng)腐蝕,弱結(jié)垢自然pH運(yùn)行南方沿海地區(qū)
中硬度堿度80~180弱腐蝕,弱結(jié)垢自然pH運(yùn)行長(zhǎng)江流域
高硬度堿度180~250弱腐蝕,強(qiáng)結(jié)垢加酸運(yùn)行西北地區(qū)超高硬度堿度250弱腐蝕,極強(qiáng)結(jié)垢預(yù)處理運(yùn)行黃河流域與東北表4水質(zhì)分類與特性水質(zhì)類型水質(zhì)特性處理方法大致分布影響濃縮倍數(shù)的主要因素b、水處理方案
(a).自然pH運(yùn)行
(b).加酸運(yùn)行
(c).預(yù)處理運(yùn)行影響濃縮倍數(shù)的主要因素b、水處理方案表11不同氯離子溶液中碳鋼的腐蝕Cl-濃度,mg/L腐蝕速率,mm/a00.8888101.56202001.61575001.616710001.715320001.753750001.8542表11不同氯離子溶液中碳鋼的腐蝕Cl-濃度,mg/L腐
表12
SO42-離子濃度對(duì)磷系復(fù)合劑緩蝕效果的影響SO42-/mg?L-1腐蝕速率/mm?a-14000.01728000.023112000.029116000.0223表12SO42-離子濃度對(duì)磷系復(fù)合劑緩蝕效
影響復(fù)合緩蝕阻垢劑的主要因素
(f)、鐵離子影響復(fù)合緩蝕阻垢劑的主要因素
影響復(fù)合緩蝕阻垢劑的主要因素(g)、硫化物影響復(fù)合緩蝕阻垢劑的主要因素(g)、硫化物表15S2-對(duì)碳鋼的腐蝕序號(hào)S2-,mg/L腐蝕速率,mm/a10.00.465121.00.917132.01.214442.51.355153.01.286665.01.7662表15S2-對(duì)碳鋼的腐蝕表16
S2-對(duì)磷系復(fù)合劑緩蝕效果的影響藥劑濃度S2-mg/L腐蝕速率mm/a1000.050.03241000.100.02361000.400.02821000.800.04541001.000.07411002.001.21441200.050.02041200.100.02271200.400.02411200.800.03751201.000.05511202.000.7882表16S2-對(duì)磷系復(fù)合劑緩蝕效果的影響藥劑濃度S2-表17某煉油廠循環(huán)水硫化物對(duì)設(shè)備腐蝕情況運(yùn)行日期腐蝕速率/mm/a運(yùn)行日期腐蝕速率/mm/a運(yùn)行日期腐蝕速率/mm/a2002年04月22日0.0262002年08月12日0.4222002年12月02日0.7832002年04月29日0.3102002年08月19日0.0692002年12月09日0.5392002年05月06日0.1042002年08月26日0.0622002年12月16日0.4862002年05月13日0.0292002年09月02日0.0502002年12月23日0.7482002年05月20日0.0602002年09月09日0.0532002年12月30日0.3482002年06月03日0.0782002年09月16日0.2512003年01月13日0.6492002年06月10日0.1502002年09月23日0.0582003年01月20日0.6042002年06月11日0.4742002年10月07日0.0182003年02月10日0.1522002年06月17日0.1202002年10月14日0.0502003年02月17日0.2052002年06月24日0.2712002年10月21日0.1942003年02月24日0.6422002年07月01日0.1922002年10月28日0.4182003年03月03日0.3032002年07月15日0.0982002年11月04日0.2862003年03月10日0.2622002年07月29日0.1312002年11月18日0.9432003年03月17日0.0352002年08月05日0.1592002年11月25日0.4602003年04月07日表17某煉油廠循環(huán)水硫化物對(duì)設(shè)備腐蝕情況運(yùn)行日期腐蝕速
影響復(fù)合緩蝕阻垢劑的主要因素(h)、濁度影響復(fù)合緩蝕阻垢劑的主要因素(h)、濁度表18濁度對(duì)不同類型藥劑的腐蝕速率影響(mm/a)*
濁度/mg/L藥劑類型010305010.0000.0000.0010.00220.0060.0090.0060.00730.0110.0170.0510.71640.0220.4190.6180.86250.9700.8571.0371.18860.0060.0120.0260.03370.6110.6230.5960.89580.7940.1290.4910.715*除第1類藥劑濃度為400mg/L外,其它類型的藥劑濃度均為50mg/L。
表18濁度對(duì)不同類型藥劑的腐蝕速率影響(mm/a)*表19不同濁度下藥劑的阻垢分散效果(%)
濁度藥劑類型
0mg/L碳酸鈣
磷酸鈣
10mg/L碳酸鈣
磷酸鈣
30mg/L碳酸鈣
磷酸鈣
50mg/L碳酸鈣
磷酸鈣116.81.217.80.022.90.039.10.0255.190.758.186.857.764.466.352.7339.0100.033.390.433.576.133.666.5478.24.476.24.776.09.075.96.7585.79.182.49.072.48.069.99.1685.938.680.338.076.931.074.829.3783.73.383.10.082.30.081.50.0893.393.285.990.081.787.177.678.3983.063.879.463.072.057.368.657.0表19不同濁度下藥劑的阻垢分散效果(%)表20幾類殺菌劑對(duì)8類水處理劑的緩蝕效果影響結(jié)果(mm/a)
殺菌劑藥劑類型
不加殺菌劑1#2#3#4#5#10.0000.0000.0000.0010.0010.00120.0060.8920.0050.0050.0080.00530.0110.0120.6080.9470.9130.01440.0220.0150.0170.0820.0500.85650.9700.2920.0060.3940.7330.59260.0060.1880.7180.1660.0290.01270.6110.0161.0010.4330.0170.07680.7940.0130.0070.3530.5490.955*表6中1#殺菌劑主要成分是異噻唑啉酮;2#殺菌劑主要成分是聚季銨鹽;3#殺菌劑主要成分是潔而
滅;4#殺菌劑主要成分是二硫氰基甲烷;5#殺菌劑主要成分是次氯酸鹽。
表20幾類殺菌劑對(duì)8類水處理劑的緩蝕效果影響結(jié)果(mm表21殺菌劑對(duì)藥劑阻垢分散效果的影響(%)效果類型
不加殺菌劑
碳酸鈣磷酸鈣
殺菌劑1
碳酸鈣
磷酸鈣
殺菌劑2
碳酸鈣
磷酸鈣
殺菌劑3
碳酸鈣
磷酸鈣
殺菌劑4
碳酸鈣
磷酸鈣116.81.2
15.92.816.91.99.92.713.52.5255.190.754.569.834.40.746.883.955.689.6339.0100.034.993.644.10.936.698.037.196.0478.24.475.439.571.63.264.753.380.842.9585.79.177.025.9
83.84.680.342.981.324.7685.938.690.539.589.33.289.952.982.356.5783.73.383.95.686.32.565.94.382.04.6893.393.290.1100.088.82.574.1100.095.298.8983.063.860.273.478.34.176.679.269.755.2*殺菌劑1主要成分是異噻唑啉酮;殺菌劑2的主要成分是聚季銨鹽;殺菌劑3的主要成分是次氯酸鹽;殺菌劑4的主要成分是二硫氰基甲烷;表21殺菌劑對(duì)藥劑阻垢分散效果的影響(%)效果影響濃縮倍數(shù)的主要因素c、系統(tǒng)情況影響濃縮倍數(shù)的主要因素c、系統(tǒng)情況c、系統(tǒng)情況濃縮倍數(shù):循環(huán)水中某中穩(wěn)定的物質(zhì)濃度與該物質(zhì)在補(bǔ)充水中的濃度比值,常用K表示,即:
K=CRCM
式中CR為循環(huán)水中某物質(zhì)的濃度
CM為補(bǔ)充水中某物質(zhì)的濃度c、系統(tǒng)情況濃縮倍數(shù):循環(huán)水中某中穩(wěn)定的物質(zhì)濃度與該物質(zhì)在c、系統(tǒng)情況
蒸發(fā)水量(E):在涼水塔經(jīng)過(guò)熱質(zhì)交換后由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的水量。
E=R(t2-t1)580
式中R為循環(huán)水量,單位為m3/h
t2為回水溫度,單位為0C
t1為給水溫度,單位為0C
為季節(jié)校正系數(shù)c、系統(tǒng)情況蒸發(fā)水量(E):在涼水塔經(jīng)過(guò)熱質(zhì)交換后由液態(tài)c、系統(tǒng)情況補(bǔ)充水量:為保持循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行中一定的水位而補(bǔ)加到循環(huán)水系統(tǒng)的水,常用M表示,單位為m3/h,即:
M=E+D+B+F
式中E為蒸發(fā)水量,單位為m3/hD為風(fēng)吹損失量,單位為m3/hB為排污水量,單位為m3/hF為滲漏水量,單位為m3/hc、系統(tǒng)情況補(bǔ)充水量:為保持循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行中一定的水位而補(bǔ)c、系統(tǒng)情況
排污水量(B):為保持循環(huán)水中某種物質(zhì)的濃度在給定值而需要排出的循環(huán)水量,它與蒸發(fā)水量和濃縮倍數(shù)的關(guān)系如下:
B=E(K-1)c、系統(tǒng)情況排污水量(B):為保持循環(huán)水中某種物質(zhì)的濃度c、系統(tǒng)情況(a)、系統(tǒng)的封閉性(b)、溫差(c)、V/R比值(d)、收水器效果(e)、物料泄漏c、系統(tǒng)情況(a)、系統(tǒng)的封閉性影響濃縮倍數(shù)的主要因素d、管理影響濃縮倍數(shù)的主要因素d、管理4、管理(a)、嚴(yán)格考核(b)、適時(shí)監(jiān)督(c)、杜絕跑冒滴漏(d)、制止亂排亂補(bǔ)4、管理(a)、嚴(yán)格考核
五、物料泄漏對(duì)水處理產(chǎn)生哪些危害?
1、促進(jìn)微生物迅速繁殖2、引起生物粘泥大量滋生3、導(dǎo)致設(shè)備嚴(yán)重腐蝕4、加快水垢沉積速度5、嚴(yán)重堵塞隔柵和噴淋頭6、水耗、藥劑和運(yùn)行費(fèi)用增加五、物料泄漏對(duì)水處理產(chǎn)生哪些危害?
五、物料泄漏對(duì)水處理產(chǎn)生哪些危害?解決辦法:
1、加強(qiáng)日常管理、及時(shí)堵漏
2、增加殺菌力度、控制微生物
3、及時(shí)清洗和置換
4、提高水處理劑濃度
5、采用抗污染能力強(qiáng)的配方五、物料泄漏對(duì)水處理產(chǎn)生哪些危害?解決辦法:
六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?三分藥劑七分管理,還是五分藥劑五分管理?還是……六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?三分藥劑七分管理,六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?——技術(shù)是關(guān)鍵,管理是保證,兩者密不可分!
為什么???六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?——技術(shù)是關(guān)鍵,管理是保證,六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?技術(shù)特性:1、技術(shù)的有限性2、技術(shù)的發(fā)展性3、技術(shù)的兩面性六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?技術(shù)特性:六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?管理的作用:1、導(dǎo)向作用2、服務(wù)作用3、規(guī)范作用4、監(jiān)督作用5、強(qiáng)制作用六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?管理的作用:七、日常管理需要注意哪些問(wèn)題?1、補(bǔ)充水和循環(huán)水水質(zhì)變化2、關(guān)鍵水冷器的溫差變化3、監(jiān)測(cè)換熱器的結(jié)果4、微生物繁殖與生物粘泥滋生情況5、物料泄漏6、水處理劑的質(zhì)量與性能7、殺生劑的使用8、水冷器的制造和檢修質(zhì)量七、日常管理需要注意哪些問(wèn)題?1、補(bǔ)充水和循環(huán)水水質(zhì)變化1、補(bǔ)充水和循環(huán)水水質(zhì)變化1)、補(bǔ)充水地下水:硬度和堿度地表水:濁度、COD、菌藻、鹽含量回用污水:pH、COD、BOD、微生物、懸浮物、鹽含量1、補(bǔ)充水和循環(huán)水水質(zhì)變化1)、補(bǔ)充水
1、補(bǔ)充水和循環(huán)水水質(zhì)變化2)、循環(huán)水
pH、堿度、硬度、濁度、色度、鹽含量、微生物、生物粘泥、泄漏物料、鐵離子、硫化物、亞硝酸根1、補(bǔ)充水和循環(huán)水水質(zhì)變化2)、循環(huán)水表26正常運(yùn)行期間分析項(xiàng)目和頻率分析項(xiàng)目頻率總磷1次/8hpH1次/8h正磷1次/48h鈣硬1次/48h總堿1次/48hK+1次/48h總鐵離子1次/48h濁度1次/48h電導(dǎo)率1次/72hCl-1次/72hSO42-1次/72h異養(yǎng)菌1次/72h粘泥量1次/72h腐蝕速率1次/月粘附速率1次/月表26正常運(yùn)行期間分析項(xiàng)目和頻率分析項(xiàng)目頻率總磷1次/
2、關(guān)鍵水冷器的溫差變化水溫高的水冷器流速低的水冷器位置高的水冷器介質(zhì)溫度高的水冷器串聯(lián)式水冷器多管程水冷器2、關(guān)鍵水冷器的溫差變化水溫高的水冷器3、監(jiān)測(cè)換熱器的結(jié)果1)腐蝕速率2)粘附速率3)內(nèi)表面情況4)垢樣成分3、監(jiān)測(cè)換熱器的結(jié)果1)腐蝕速率1)腐蝕速率監(jiān)測(cè)試片:外觀現(xiàn)象,腐蝕速率作參考監(jiān)測(cè)試管:腐蝕速率
a.煉油裝置試管腐蝕速率0.1mm/a,基本無(wú)孔蝕
b.化工裝置試管腐蝕速率0.75mm/a,基本無(wú)孔蝕
c.發(fā)電裝置試管腐蝕速率0.005mm/a,基本無(wú)孔蝕1)腐蝕速率監(jiān)測(cè)試片:外觀現(xiàn)象,腐蝕速率作參考2)粘附速率a.煉油裝置試管粘附速率20mcm
b.化工裝置試管粘附速率15mcmc.發(fā)電裝置試管粘附速率15mcm2)粘附速率a.煉油裝置3)內(nèi)表面情況剖開(kāi)監(jiān)測(cè)管觀察內(nèi)表面的腐蝕現(xiàn)象:屬均勻腐蝕、局部腐蝕、還是孔蝕?3)內(nèi)表面情況剖開(kāi)監(jiān)測(cè)管觀察內(nèi)表面的腐蝕現(xiàn)象:4)垢樣成分550oC減量30%,生物粘泥型;Fe2O385%腐蝕型;
60~70%緩蝕效果良好;50%結(jié)垢或生物粘泥;CaO和MgO含量與鈣、鎂垢有關(guān);SiO2和Al2O3含量與粘土有關(guān);SO3含量與硫酸鹽還原菌有關(guān);P2O3含量與使用藥劑有關(guān);ZnO含量與使用藥劑有關(guān)。4)垢樣成分550oC減量30%,生物粘泥型;4、微生物繁殖與生物粘泥滋生情況異養(yǎng)菌硫酸鹽還原菌真菌鐵細(xì)菌硝化菌粘泥藻類4、微生物繁殖與生物粘泥滋生情況異養(yǎng)菌5、物料泄漏烴類物質(zhì)酸性物質(zhì)堿性物質(zhì)氣體5、物料泄漏烴類物質(zhì)
6、水處理劑的質(zhì)量與性能外觀理化指標(biāo)成分效果6、水處理劑的質(zhì)量與性能外觀7、殺生劑的使用1)種類2)使用濃度3)使用方式7、殺生劑的使用1)種類1)種類a.氧化性殺生劑
b.非氧化性殺生劑
1)種類a.氧化性殺生劑2)使用濃度a.氧化性殺生劑控制余氯b.非氧化性殺生劑按計(jì)算量
作殺菌還是作粘泥剝離用?2)使用濃度a.氧化性殺生劑3)使用方式a.氧化性殺生劑沖擊式、連續(xù)b.非氧化性殺生劑沖擊式3)使用方式a.氧化性殺生劑循環(huán)水處理課件循環(huán)水處理課件謝謝?。?!謝謝?。。⊙h(huán)冷卻水處理
技術(shù)與水質(zhì)管理循環(huán)冷卻水處理
技術(shù)與水質(zhì)管理目錄一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)哪些問(wèn)題?二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?三、怎樣解決這些問(wèn)題?四、水質(zhì)管理的依據(jù)是什么?五、物料泄漏對(duì)水處理有哪些危害?六、技術(shù)與管理的關(guān)系如何?七、日常運(yùn)行需要注意哪些問(wèn)題?目錄一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)哪些問(wèn)題?
一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)哪些問(wèn)題?一、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)
熱交換器熱效率下降熱交換器泄漏
材質(zhì)強(qiáng)度下降
熱交換器堵塞
泵壓上升、流量下降
促進(jìn)腐蝕浪費(fèi)藥劑腐蝕冷卻塔效率下降冷卻塔填料變型下陷視覺(jué)污染
淤泥堆積結(jié)垢粘泥淤泥沉積熱交換器熱效率下降熱交換器泄漏材質(zhì)強(qiáng)度下降熱交循環(huán)水處理課件循環(huán)水處理課件
二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?1、水質(zhì)特性2、金屬腐蝕3、水垢沉積4、微生物繁殖二、這些問(wèn)題為什么會(huì)出現(xiàn)?1、水質(zhì)特性1、水質(zhì)特性表1
我國(guó)較典型的地下水主要水質(zhì)水質(zhì)項(xiàng)目石家莊哈爾濱寧夏同心湖南岳陽(yáng)天津塘沽pH7.606.90/5.508.30Ca2+/mg/L82.978.2481.02.838.00Mg2+/mg/L19.812.8437.81.563.70Na2++K+/mg/L16.223.527905.29317HCO3-/mg/L219.6317.2488.29.76464SO42-/mg/L37.38.0039388.9548.0CL-/mg/L28.021.321282.55200CO2/mg/L/11.5/5.50/鹽含量/mg/L403.8461.01047638.010401、水質(zhì)特性水質(zhì)項(xiàng)目石家莊哈爾濱寧夏同心湖南岳陽(yáng)天津塘沽pH水中離子的作用(1)、主要陽(yáng)離子
H+
、K+
、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+
(2)、主要陰離子
OH-、HCO3-
、CO32-、SiO32-
、PO43-
Cl-、SO42-
、HS-
、S2-、
水中離子的作用(1)、主要陽(yáng)離子水質(zhì)特性判據(jù)(1)、飽和指數(shù)(L.S.I.)Ca(HCO3)2=Ca2++2HCO3-HCO3-=H++CO32-CaCO3=Ca2++CO32-
L.S.I.=pH–pHs
0結(jié)垢L.S.I.=pH–pHs=0不結(jié)垢、不腐蝕
L.S.I.=pH–pHs
0腐蝕
水質(zhì)特性判據(jù)(1)、飽和指數(shù)(L.S.I.)水質(zhì)特性判據(jù)(2)、穩(wěn)定指數(shù)(R.S.I.)
R.S.I.=2pHs-pH6結(jié)垢
R.S.I.=2pHs-pH=6不結(jié)垢、不腐蝕
R.S.I.=2pHs-pH6腐蝕水質(zhì)特性判據(jù)(2)、穩(wěn)定指數(shù)(R.S.I.)水質(zhì)特性判據(jù)(3)、結(jié)垢指數(shù)(P.S.I.)
P.S.I.=2pHs-pHeq
6結(jié)垢
P.S.I.=2pHs-pHeq=6不結(jié)垢、不腐蝕
P.S.I.=2pHs-pHeq
6腐蝕
pHeq=1.465lgM+4.54
水質(zhì)特性判據(jù)(3)、結(jié)垢指數(shù)(P.S.I.)2、金屬腐蝕原理
金屬表面在微觀上是不均勻的,當(dāng)它與水介質(zhì)接觸時(shí),會(huì)形成許多微小的腐蝕電池(簡(jiǎn)稱微電池),其中活潑部位成為陽(yáng)極,不活潑部位成為陰極。金屬在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),釋放出電子,自身被氧化成高價(jià)態(tài)的金屬離子從金屬基體上溶解到水中。反應(yīng)如下:FeFe2++2e
溶解氧或氫離子在陰極發(fā)生還原反應(yīng),得到電子,自身被還原成低價(jià)態(tài)的離子或分子。在中堿性冷卻水中,主要發(fā)生溶解氧被還原反應(yīng),反應(yīng)如下:1/2O2+H2O+2e2OH-
當(dāng)亞鐵離子與氫氧根相遇時(shí),生成氫氧化鐵沉淀,反應(yīng)式如下:Fe2++2OH-
Fe(OH)2
氫氧化鐵的產(chǎn)生即是腐蝕的開(kāi)始,金屬離子在陽(yáng)極進(jìn)入水溶液及其水化的過(guò)程,稱為陽(yáng)極過(guò)程。而水中的溶解氧和氫離子在陰極不斷獲得電子被還原的過(guò)程,稱為陰極過(guò)程。如果沒(méi)有陰極過(guò)程,陽(yáng)極過(guò)程就不能進(jìn)行;反之,沒(méi)有陽(yáng)極過(guò)程,陰極過(guò)程也不能進(jìn)行。因此,只有當(dāng)陽(yáng)極過(guò)程和陰極過(guò)程同時(shí)存在并進(jìn)行時(shí),腐蝕才能發(fā)生。
2、金屬腐蝕原理金屬表面在微觀上是影響腐蝕的主要因素(1)、pH值
(2)、氯離子和硫酸根
(3)、懸浮物
(4)、溶解氧
(5)、微生物
(6)、水流速與溫度
影響腐蝕的主要因素(1)、pH值
冷卻水系統(tǒng)金屬主要腐蝕形態(tài)(1)、均勻腐蝕(2)、垢下腐蝕
(3)、電偶腐蝕
(4)、縫隙腐蝕
(5)、孔蝕
(6)、汽蝕(空泡腐蝕)(7)、磨蝕
(8)、微生物腐蝕冷卻水系統(tǒng)金屬主要腐蝕形態(tài)(1)、均勻腐蝕(1)、均勻腐蝕定義:在腐蝕介質(zhì)作用下,金屬整個(gè)表面發(fā)生的腐蝕破壞,基本按照相同腐蝕速率進(jìn)行的腐蝕現(xiàn)象叫均勻腐蝕。(1)、均勻腐蝕定義:(1)、均勻腐蝕影響均勻腐蝕的主要因素:
a.溶解氧濃度
b.pHc.溫度
d.流速
e.含鹽量(1)、均勻腐蝕影響均勻腐蝕的主要因素:(2)、垢下腐蝕定義:由于水垢的形成,氧的擴(kuò)散受阻,垢下金屬表面的氧濃度隨腐蝕的進(jìn)行不斷降低,與垢外金屬表面的氧濃度形成濃度差,使垢下缺氧區(qū)金屬表面成為陽(yáng)極而被加速腐蝕的現(xiàn)象叫垢下腐蝕。(2)、垢下腐蝕定義:(2)、垢下腐蝕主要影響因素:
a.流速
b.生物粘泥(2)、垢下腐蝕主要影響因素:(3)、電偶腐蝕定義:兩種金屬在同一電解質(zhì)中接觸,由于二者腐蝕電位不相等存在電位差,有電流流動(dòng),使電位較低的金屬腐蝕速率加速,形成接觸區(qū)的局部腐蝕,而電位較高的金屬腐蝕速率降低,這一現(xiàn)象稱為電偶腐蝕。(3)、電偶腐蝕定義:(3)、電偶腐蝕主要影響因素:
a.陰、陽(yáng)極面積比
b.距離
c.介質(zhì)的電導(dǎo)率防止措施:
a.選材
b.結(jié)構(gòu)
c.結(jié)合部
d.涂料(3)、電偶腐蝕主要影響因素:(4)、縫隙腐蝕定義:在腐蝕介質(zhì)的作用下,金屬與金屬或金屬與非金屬覆蓋物之間存在縫隙時(shí),縫隙內(nèi)腐蝕介質(zhì)因滯流而缺氧,縫隙內(nèi)金屬成為腐蝕陽(yáng)極而加速腐蝕的現(xiàn)象叫縫隙腐蝕。(4)、縫隙腐蝕定義:(4)、縫隙腐蝕
產(chǎn)生條件:
a.危害性陰離子存在
b.縫隙(0.025~0.3mm)影響因素:
a.金屬自身的鈍化性質(zhì)
b.氯離子濃度(大于0.1%)c.溶解氧濃度(大于0.5mg/L)d.溫度(4)、縫隙腐蝕產(chǎn)生條件:(5)、孔蝕定義:
在金屬表面的局部部位,出現(xiàn)向金屬深處發(fā)展的腐蝕小孔,其余部位不腐蝕或腐蝕很輕微的現(xiàn)象叫空蝕或點(diǎn)蝕。孔蝕和一般局部腐蝕的區(qū)分:蝕孔深度:蝕孔寬度
1孔蝕
1局部腐蝕(5)、孔蝕定義:(5)、孔蝕
特點(diǎn):
a.蝕孔小,一般只有幾十微米
b.重量損失小
c.開(kāi)始側(cè)孔徑小,穿孔側(cè)孔徑大
d.蝕孔一般朝重力側(cè)發(fā)展
e.大陰極小陽(yáng)極
f.蝕孔多數(shù)有腐蝕產(chǎn)物覆蓋
g.具有誘導(dǎo)期(5)、孔蝕特點(diǎn):(6)、汽蝕(空泡腐蝕)定義:流體和金屬構(gòu)件高速相對(duì)運(yùn)動(dòng),在金屬表面局部產(chǎn)生渦流并伴有汽泡生成和破滅,當(dāng)汽泡破滅時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)大沖擊力和介質(zhì)對(duì)金屬的腐蝕聯(lián)合作用造成金屬的損壞,這類腐蝕叫汽蝕。又稱空泡腐蝕或空隙腐蝕。(6)、汽蝕(空泡腐蝕)定義:(6)、汽蝕(空泡腐蝕)汽蝕產(chǎn)生過(guò)程:
a、金屬表面膜上生成汽泡;
b、汽泡破滅,沖擊力使金屬產(chǎn)生塑性變形,破壞表面膜;
c、裸露金屬表面被腐蝕,重新生成保護(hù)膜;
d、在同一地點(diǎn)重新生成汽泡;
e、汽泡再次破裂,膜被再次破壞;
f、裸露表面被進(jìn)一步腐蝕,重新生成保護(hù)膜。(6)、汽蝕(空泡腐蝕)汽蝕產(chǎn)生過(guò)程:(7)、磨蝕定義:高速流體產(chǎn)生的機(jī)械沖刷作用破壞金屬表面已形成的保護(hù)膜,使新裸露的金屬表面加速腐蝕的現(xiàn)象。(7)、磨蝕定義:(7)、磨蝕防止磨蝕的措施:
a.選擇耐磨材料;
b.合理設(shè)計(jì),避免湍流、渦流;
c.降低流速,不超過(guò)材料的臨界流速。
(7)、磨蝕防止磨蝕的措施:(8)、微生物腐蝕定義:微生物的代謝產(chǎn)物粘附或沉積在金屬表面上引起的金屬腐蝕,叫微生物腐蝕。(8)、微生物腐蝕定義:3、水垢沉積原理
冷卻水中溶解有各種鹽類,如碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽和氯化物等,它們的一價(jià)金屬鹽的溶解度很大,一般難以從冷卻水中結(jié)晶析出,但它們的兩價(jià)金屬鹽(氯化物除外)的溶解度很小,并且是負(fù)的溫度系數(shù),隨濃度和溫度的升高很容易形成難溶性結(jié)晶從水中析出,附著在水冷器傳熱面上成為水垢。如冷卻水中的碳酸氫根離子濃度較高,當(dāng)冷卻水經(jīng)過(guò)水冷器的換熱面時(shí),受熱發(fā)生分解,發(fā)生如下反應(yīng):Ca(HCO3)2
CaCO3
+H2O+CO2
當(dāng)冷卻水通過(guò)冷卻塔時(shí),溶解于水中的二氧化碳溢出,水的pH值升高,碳酸氫鈣在堿性條件下發(fā)生如下反應(yīng):Ca(HCO3)2+2OH-
CaCO3
+2H2O+CO32-
難溶性碳酸鈣可以是無(wú)定型碳酸鈣、六水碳酸鈣、一水碳酸鈣、六方碳酸鈣、文石和方解石。方解石屬三方晶系,是熱力學(xué)最穩(wěn)定的碳酸鈣晶型,也是各種碳酸鈣晶型在水中轉(zhuǎn)變的終態(tài)產(chǎn)物。當(dāng)冷卻水中有適量磷酸根離子時(shí),發(fā)生如下反應(yīng):
Ca2++PO43-
Ca3(PO4)2
3、水垢沉積原理冷卻水中溶解有各種沉積物主要類型(1)、難溶鹽碳酸鹽、磷酸鹽、鋅鹽、硅酸鹽
(2)、腐蝕產(chǎn)物
鐵的氧化物、銅的氧化物、鋁的氧化物(3)、懸浮物
(4)、生物粘泥
沉積物主要類型(1)、難溶鹽影響水垢沉積主要因素
(1)、水質(zhì)
(2)、水溫
(3)、水流速度
(4)、工藝條件
影響水垢沉積主要因素(1)、水質(zhì)4、微生物繁殖微生物的主要特點(diǎn):
(1)體積小、新陳代謝旺盛(微米級(jí))(2)繁殖快(2030min一代)(3)易變異、種類多(細(xì)菌200屬、1500余種,真菌500屬、10萬(wàn)余種,藻類3萬(wàn)余種)(4)數(shù)量多、分布廣
4、微生物繁殖微生物的主要特點(diǎn):4、微生物繁殖微生物生長(zhǎng)條件:
(1)溫度(1055C)(2)pH(細(xì)菌6.58.5,霉菌3.06.0,藻類5.58.9)(3)氧氣(4)營(yíng)養(yǎng)4、微生物繁殖微生物生長(zhǎng)條件:循環(huán)水處理課件循環(huán)水系統(tǒng)主要危害菌(1)、異養(yǎng)菌
(2)、真菌
(3)、硫酸鹽還原菌
(4)、鐵細(xì)菌
循環(huán)水系統(tǒng)主要危害菌(1)、異養(yǎng)菌(1)、異養(yǎng)菌定義:必須要有機(jī)物作為碳源才能生長(zhǎng)的細(xì)菌。通常說(shuō)的異養(yǎng)菌是指在普通肉汁胨培養(yǎng)基上能夠生長(zhǎng)的細(xì)菌。(1)、異養(yǎng)菌定義:(2)、真菌定義:有細(xì)胞壁,不含葉綠素,無(wú)根莖葉,以寄生或腐生方式生存,僅少數(shù)類群為單細(xì)胞,其它都有分枝或不分枝的絲狀體,能進(jìn)行有性或無(wú)性繁殖的一類生物。(2)、真菌定義:(3)、硫酸鹽還原菌定義:在厭氧條件下還原硫酸鹽生成硫化氫的細(xì)菌。(3)、硫酸鹽還原菌定義:(4)、鐵細(xì)菌定義:能氧化鐵、沉積鐵,包括自養(yǎng)或兼性自養(yǎng)的一類細(xì)菌。(4)、鐵細(xì)菌定義:影響因素(1)、溫度
(2)、pH值
(3)、氧氣
(4)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
影響因素(1)、溫度三、怎樣解決這些問(wèn)題?1、添加緩蝕劑抑制腐蝕2、添加阻垢分散劑抑制水垢3、添加殺生劑控制微生物三、怎樣解決這些問(wèn)題?1、添加緩蝕劑抑制腐蝕1、添加緩蝕劑抑制腐蝕
緩蝕劑作用原理:(1)、形成鈍化膜鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鉬酸鹽(2)、形成沉積膜磷酸鹽(聚磷酸鹽、正磷酸鹽、有機(jī)磷酸鹽)、鋅鹽(3)、形成吸附膜
銅緩劑、有機(jī)胺類1、添加緩蝕劑抑制腐蝕緩蝕劑作用原理:(1)、形成鈍化膜鈍化膜:具有氧化作用的某些緩蝕劑,可直接或間接地氧化金屬,在表面上形成致密的金屬氧化物保護(hù)膜,使金屬的腐蝕電位向正方向移動(dòng),從而抑制金屬陽(yáng)極反應(yīng)而降低金屬的腐蝕速率。(1)、形成鈍化膜鈍化膜:(2)、形成沉積膜沉積膜:當(dāng)聚磷酸鹽或磷酸鹽的負(fù)離子與水中一定濃度的兩價(jià)金屬離子作用時(shí),絡(luò)合形成一個(gè)帶正電荷的聚磷酸鈣絡(luò)合離子,以膠溶狀態(tài)存在于水中。當(dāng)與金屬陽(yáng)極反應(yīng)生成的亞鐵離子在金屬表面上作用時(shí),生成以聚磷酸亞鐵鈣為主要成分的絡(luò)合離子,依靠腐蝕電流的作用沉積于陰極,形成致密的電沉積膜,阻滯溶解氧向金屬表面擴(kuò)散,從而抑制腐蝕反應(yīng)速率。(2)、形成沉積膜沉積膜:(3)、形成吸附膜吸附膜:以化學(xué)鍵的形式與金屬表面作用形成保護(hù)膜,從而抑制金屬的腐蝕。(3)、形成吸附膜吸附膜:緩蝕劑的主要類型a、磷/膦酸鹽
b、鋅鹽
c、鉬酸鹽
d、唑類
緩蝕劑的主要類型a、磷/膦酸鹽影響緩蝕劑效果的主要因素
a、pH(堿度)b、硬度c、鹽類d、濁度e、水溫f、流速
影響緩蝕劑效果的主要因素a、pH(堿度)阻垢分散劑作用原理a、螯合增溶b、晶格畸變c、分散d、溶限效應(yīng)阻垢分散劑作用原理a、螯合增溶a、螯合增溶定義:
某些物質(zhì)可與水中鈣鎂等成垢金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物溶解于水中,從而減少微溶鹽達(dá)到飽和的可能性,使更多的成垢離子穩(wěn)定于水中,這個(gè)現(xiàn)象稱之為螯合增溶。a、螯合增溶定義:b、晶格畸變定義:在碳酸鈣過(guò)飽和溶液中,一旦出現(xiàn)晶核,晶體就會(huì)迅速生長(zhǎng)。在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中,晶體界面若有螯合物存在,螯合物占據(jù)晶體錯(cuò)位處,隨晶體繼續(xù)長(zhǎng)大螯合物被鑲嵌在晶體中,這種晶體存在彈性應(yīng)力而不穩(wěn)定,當(dāng)環(huán)境條件如溫度變化時(shí),晶體在彈性應(yīng)力作用下而碎裂,形成外形不規(guī)則的小晶體,這個(gè)現(xiàn)象叫晶格畸變。b、晶格畸變定義:循環(huán)水處理課件循環(huán)水處理課件c、分散定義:吸附分散劑的懸浮顆粒在水中形成雙電層,靜電作用使顆粒相互排斥,從而避免因顆粒碰撞而長(zhǎng)大,使微小粒子穩(wěn)定于水中的過(guò)程叫分散。c、分散定義:d、溶限效應(yīng)定義:很低的濃度可以使遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于按化學(xué)計(jì)量的鈣鎂等金屬離子濃度穩(wěn)定于水中的現(xiàn)象。在低濃度時(shí),隨阻垢劑濃度增加阻垢效果增加,當(dāng)達(dá)到一定濃度后,阻垢效果不再增加或增加幅度大大降低。d、溶限效應(yīng)定義:阻垢分散劑的主要類型a、低分子阻垢劑
b、高分子阻垢分散劑
阻垢分散劑的主要類型a、低分子阻垢劑影響阻垢分散劑的主要因素a、硬度b、堿度c、鐵離子濃度d、水溫e、流速
影響阻垢分散劑的主要因素a、硬度
四、水質(zhì)管理的依據(jù)是什么?四、水質(zhì)管理的依據(jù)是什么?表2循環(huán)水運(yùn)行考核指標(biāo)(新水)指標(biāo)名稱裝置類型備注煉油化工大化肥發(fā)電濃縮倍數(shù)/倍3.04.04.54.0補(bǔ)水1.2%腐蝕速率(試管)/mm/a0.100.0750.0750.005無(wú)孔蝕粘附速率(試管)/mcm20151515細(xì)菌總數(shù)/個(gè)/mL1105110511051105生物粘泥/mL/m3222濁度/NTU20101010含油/mg/L10555指標(biāo)合格率/%95959595表2循環(huán)水運(yùn)行考核指標(biāo)(新水)指標(biāo)名稱裝置類型備注煉表3循環(huán)水濃縮倍數(shù)與節(jié)水減排及運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)系濃縮倍數(shù)需水、節(jié)水排
污水質(zhì)鹽度/mg/L運(yùn)行費(fèi)用/萬(wàn)元補(bǔ)水量m3/h節(jié)水率/%排污量m3/h減排率/%1.010000098900300144311.533196.6922097.784506392.022197.7911098.896003913.016698.345799.429002694.014798.533799.6312002235.013898.622899.7215002046.013298.682299.7818001907.012998.721999.8121001838.012698.741699.842400177表3循環(huán)水濃縮倍數(shù)與節(jié)水減排及運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)系濃縮需水、影響濃縮倍數(shù)的主要因素a、水質(zhì)b、水處理方案c、系統(tǒng)情況d、管理影響濃縮倍數(shù)的主要因素a、水質(zhì)影響濃縮倍數(shù)的主要因素a、水質(zhì)影響濃縮倍數(shù)的主要因素a、水質(zhì)表4水質(zhì)分類與特性水質(zhì)類型硬度+堿度/mg/L水質(zhì)特性處理方法大致分布超低硬度堿度30強(qiáng)腐蝕,不結(jié)垢自然pH運(yùn)行南方沿海地區(qū)
低硬度堿度30~80強(qiáng)腐蝕,弱結(jié)垢自然pH運(yùn)行南方沿海地區(qū)
中硬度堿度80~180弱腐蝕,弱結(jié)垢自然pH運(yùn)行長(zhǎng)江流域
高硬度堿度180~250弱腐蝕,強(qiáng)結(jié)垢加酸運(yùn)行西北地區(qū)超高硬度堿度250弱腐蝕,極強(qiáng)結(jié)垢預(yù)處理運(yùn)行黃河流域與東北表4水質(zhì)分類與特性水質(zhì)類型水質(zhì)特性處理方法大致分布影響濃縮倍數(shù)的主要因素b、水處理方案
(a).自然pH運(yùn)行
(b).加酸運(yùn)行
(c).預(yù)處理運(yùn)行影響濃縮倍數(shù)的主要因素b、水處理方案表11不同氯離子溶液中碳鋼的腐蝕Cl-濃度,mg/L腐蝕速率,mm/a00.8888101.56202001.61575001.616710001.715
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