TS-240A缓蚀阻垢剂在闭路循环水系统中的应用 TS-240A缓蚀阻垢剂在闭路循环水系统中的应用

TS-240A缓蚀阻垢剂在闭路循环水系统中的应用

  • 期刊名字:工业水处理
  • 文件大小:783kb
  • 论文作者:郭勇,张宏,李红兵,耿鲁华
  • 作者单位:天津大学环境工程与科学学院,天津化工研究设计院,西安惠大股份有限公司
  • 更新时间:2020-11-10
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论文简介

第26卷第4期工业水处理Vol.26 No.42006年4月Industrial W ater TreatmentApr. ,2006TS- 240A缓蚀阻垢剂在闭路循环水系统中的应用郭勇1,2,张宏?,李红兵2,耿鲁华3(1.天津大学环境工程与科学学院,天津300072;2.天津化工研究设计院 ,天津300131;3.西安惠大股份有限公司,陕西西安710302)[摘要]西安惠大公司闭路循环水系统存在着严重的腐蚀问题,根据闭路系统的特点,并在大量的试验基础上开发出了环境友好型缓蚀阻垢剂TS-240A。TS-240A以钼酸盐为主剂,复配膦羧酸以及多元分散剂等其他药剂.经过近两年来在西安惠大公司的闭路循环水系统现场应用,证明该药剂具有较好的缓蚀阻垢效果。[关键词]闭路循环水;钼酸盐;缓蚀剂[中图分类号] TQ085+.2 [文献标识码]B [文章 编号] 1005 - 829X(2006)04 - 0084-04Application of scale and corrosion inhibitor TS - 240A to the closedcirculating water systemGuo Yong'2 , Zhang Hong', Li Hongbing', Geng Luhua3(1.Departmental of Environment Technology and Science, Tianjin University, Tianjin 300072, China;2. Tianjin Research and Design Institute of Chemical Industry, Tianjin 300131, China;3.Xi' an Huida Co., Xi'an 710302, China)Abstract:The closed circulating water systems of Xi' an Huida Co. have a series of corrosion problems. According tothe characteristics of closed system, a lot of tests have been done. Environment-friendly scale and corrosion inhibitorTS-240A has been formulated. The main composition of TS- 240A includes molybdate,multi-polymer dispersionagents etc. It has been used in the company for several years and has been proved to be is a good scale and corrosioninhibitor.Key words :closed circulating water system; molybdate ; corrosion inhibitor西安惠大公司在以往运行过程中,各套循环水在氧的电化学腐蚀,同时水中CI、SO2等的存在,加系统均采用了国外某公司生产的水处理药剂,由于剧了上述腐蚀过程。系统内的结构材料为碳钢,同时多种原因水系统出现了严重的腐蚀问题,影响了企存在铜及其合金、不锈钢等不同材质,不同金属材质业的正常生产,尤其是闭路系统中,循环水多次变成的存在会导致电偶腐蚀。在开发闭路水处理药剂时,红色,每次换水后,时间不长又变成红色,不得不再.应以控制腐蚀为主,同时具备阻垢性能,且在低温和次进行换水。此外所用国外药剂价格昂贵,成本过高温时均有优异的缓蚀阻垢性能"。高。天津化工研究设计院针对该公司的补充水水质钼酸盐作为金属材质优良的缓蚀剂早就引起了和各系统的工况条件,进行了深入细致的试验研究。国内外广大科技工作者的高度重视。1939年首次公在试验结果的基础上,结合该院多年为厂家服务的布钼酸盐具有缓蚀作用的专利,1945年又首次记载成功经验,开发出了适合该公司闭路循环水系统的了它对环境无害的情况报道。近年来,随着环保呼声水处理药剂TS-240A,并在现场应用中取得了成的日益高涨,钼酸盐以其具有的低毒性和不受排放功。限制在水处理剂开发应用中显示出了较好的发展前西安惠大公司闭路循环水系统特点:循环冷却景(2.3)。水不与大气接触,但是系统内溶解氧仍然存在,这是钼酸盐属抑制阳极型反应或氧化型反应的钝化由阀门、管道接口、水泵漏气而带入的,少量的补充膜缓蚀剂。通常YH中国煤化工阳极上生成水亦是带入系统溶解氧的-一个来源。因此,系统中存Fe2*进入溶液中CNMH G成Fe*并快工业水处理2006- 04 ,26(4)郭勇,等:TS-240A缓蚀阻垢剂在闭路循环水系统中的应用速地与MoO2形成络合物,从而在金属阳极表面生不会与水中Ca2*生成钼酸钙沉积,不象铬、锌盐会对成保护性的钝化膜,这种钝化膜须在溶解氧或空气环境造成严重污染,也不象磷配方的使用会使水体的存在下才能生成。其反应机理如式(1)。富营养化而产生赤潮。随着美国、欧盟和我国相继对Fe2+MoO2-→Fe2+- Moo,°>Fe+- MoOr- ,磷酸盐的排放作出限制后,作为缓蚀剂的换代产品,[Fe2+-MoO4-Fe2O3](1)近年来国内外相继出现了钼系复合配方的试验研究反应生成的Fe2+ - MoO4-Fe2O3是一种具有防腐及应用报道(.8。笔者通过静态腐蚀试验静态阻垢试验、动态模蚀性能的钝化膜,通常是坚韧而透明的,并且不溶于拟试验开发了以环境友好的钼酸盐为主剂,复配膦中性和碱性水中。通过对膜的测定,确定在碳钢表面羧酸以及多元分散剂等其他药剂的TS-240A,经过上形成的钼酸盐氧化物膜对阳离子具有选择性,允近两年来在西安惠大公司的闭路循环水系统现场应许单价阳离子透过,Fe2+、Fe2+则不能穿过膜层向溶用,发现该药剂具有较好的缓蚀阻垢效果。液扩散,含有CI1和so,的腐蚀介质也不能穿过膜1试验部分层来到金属表面上。因此,这层钝化膜就起到了缓蚀1.1 系统特点分析作用。但是,钼酸盐的应用也有其不足之处,主要是该公司闭路循环水系统分为549C和65C热水钼酸盐单独使用时,一般其质量分数在0.1%~1%范系统及空调用冷冻水系统。循环系统工况见表1。根围才能获得最佳的缓蚀效果,其使用剂量大、处理费据系统工况,分别进行了相应的试验。用高,在一定程度 上限制了它的开发和应用。为了弥补这一缺陷,经过近年来的试验研究发现,利用钼酸长1循环水系统工况盐和有机或无机药剂的配伍性及协同效应组成的复I闭路循环系统冷冻循环系统合配方可降低钼酸盐使用量2/3以上,并增强其应HW54HW65W用效果。当钼酸盐与有机缓蚀剂或其他无机缓蚀剂循环水量(m'h2)20050复配使用时,有机缓蚀剂或其他无机缓蚀剂或者通保有水量/m’21排水量/(L.h+)36240过在阴极区沉积,或者通过化学或物理吸附及络合螯合作用,会在Fe2+- MoO,- Fe2O3钝化膜之间形成供水温度/C53-5560~70 .回水温度/C53~5560-70新的吸附膜,这样就构成了一种三维网络结构的缓换热器内最低流速/1.42.3.9蚀屏障,其缓蚀作用远较单-的钼酸盐吸附层强。三n.s)维网络缓蚀膜能有效地堵塞金属离子的扩散通道,补水量系统无泄漏则不需补水同时又阻止了腐蚀介质向内渗透,显示出双组分或设备材质碳钢.铜.不锈钢多组分缓蚀剂间的协同效应,从而有效地抑制了金属的腐蚀(-61.2补充水水质钼酸盐能在较高温度下抑制腐蚀,热稳定性好,补充水水质见表2。可用于热流容度高及局部过热的循环冷却水系统,对于闭路循环水系统,由于没有冷却塔,不会引表2补充水水质项目Ca*/(mg:L") Mg"*/(mg.L") 总碱度/(mmol.L.") C1/(mg.L") pH 总铁/(mg:L") 总固体/(mg.L*) so2/(mg-L") .46.248.331.899.197.460.14241.560.08起蒸发浓缩,根据Ryzner稳定指数计算,其水质表旋转挂片鼓气法测定金属腐蚀率,把预先加工和称现为腐蚀性,考虑其在以往运行过程中出现的问题量的试片,悬挂于测试器内与介质接触。测试- -定时来看,系统腐蚀严重,所以,缓蚀剂的选择是密闭系间后取出试片,观察腐蚀情况后进行清洗和称量,用统运行安全的关键。失量来计算腐蚀率。1.3静态腐蚀试验试验条件:中国煤化工积为1.5 L,所有试验用水均为现场取水(水质见表2)。用时间为96 h。MYHCNMH G-85-经验交流工业水处理2006 - 04,26(4)表3静态腐蚀试验结果试验结果见表5。TS- 240A投加质试验温度/C材质腐蚀率,表5闭路系统动态模 拟试验结果量浓度/(mg.L")( mm.a-' )0.021试验温度/TS - 240A调整后碳钢试腐蚀率/ Ca“质 量浓7501不锈钢C投加质量浓pH片号 (mm+al) 度/(mg.Ll)度(mg.Ll)0.000 61°0.015碳钢0.009700009.7845.262*0.0071 0007(3°0.018铜材9.5945.514*0.028由表3可以看出,试验温度为70 C(HW系统)由表5可以看出,TS-240A的腐蚀率远低于国时,TS-240A质量浓度在1 000 mg/L(工业品计)完家标准,效果良好,完全可以满足现场要求。全能达到缓蚀要求。试验温度为17 C(CW系统) 2 结果 与讨论时,TS-240A质量浓度>750mg/L(I业品计)基本2.1现 场应用效果达到缓蚀要求。西安惠大公司自2002年使用天津化工研究设静态阻垢试验计院TS-240A水处理药剂以来,彻底解决了系统严于500mL容量瓶中,加入实验水约450mL,然后重的腐蚀问题,近两年现场腐蚀数据见表6。加入TS-240A药剂,再用实验水稀释至500mL,摇表6现场腐蚀数据匀。用质量浓度为120gL的NaOH溶液调节pH至碳钢平均腐蚀速率/(mm-a*")10.00,将此溶液放入恒温水浴中,保温24h。取出后分页目HW54HW65cW别过滤,并测定滤液中的Ca*。试验结果见表4。2002年0.004 90.002 4.009 72003年0.003 20.004 6.0.005 5表4闭路系统阻垢试验结果2004年0.003 90.003 70.007 8TS- 240A投加质滤液中的 Ca2*质外观量浓度/(mg.L")量浓度/(mgL)由表6可以看出,现场碳钢腐蚀速率远远低于845.48透明45.69国家标准,完全达到设计规范要求。现场对铜、不锈钢等材质的监测结果表明,其腐蚀速率也完全达到注:试验时间为24h。了设计规范要求。由表4可以看出,TS- 240A的阻垢效果良好,2.2经济效益.而微量的钙沉积则有利于碳钢保护膜的形成。在使用TS-240A之前,西安惠大公司每年由于1.5 动态模拟试验循环水造成的损失近70万元。自从采用TS- 240A在实验室小试基础上,模拟现场实际工况对筛以来,保证了生产装置的安全连续运行,延长了生产选出的TS -240A进行动态模拟试验,以进一步 考察周期。3年来为企业节约维修和药剂费用在200万其效果。试验装置见图1。元以上。3结论TS-240A的应用彻底解决了西安惠大公司以往运行过程中存在的严重腐蚀问题,在3年来的实2、际应用过程中,没有因为循环水的问题而停车大检1~修,保证了生产安全、长周期的运行,大幅度的降低了生产成本,取得了-定的经济效益和社会效益。1-电加热元件;2-控温元件;3- 进水口;4-液位计;s-挂片器;6- 流量计;7- -水泵[参考文献]图1动态模拟 试验装置[1 ]周本省工业水处理技术[M].北京:化学工业出版社, 1997:147- 149.(1)试验条件:分别在70 C和17 C进行试验,贮[2]陈建业,沈英魁.密闭式循环水冷却系统及其在工业中的应用[J].电工技术杂中国煤化工水量为约50L,流量为450L/h,时间为72h。(2)试验材质:用不经预膜的A3钢。[3 ]Jffries J, BucheYHC N M H GMater. Peform.1992,31(5):50-第26卷第4期工业水处理Vol.26 No.42006年4月Industrial W ater TreatmentApr. ,2006直流式海水冷却系统中贝壳类污垢的控制钟云泰,舒慧2,王永伟2(1.珠海发电厂,广东珠海519050; 2.通用电气贝迪水处理有限公司,上海200041)[摘要]在了解直流式海水冷却水系统中微生物污垢的种类和特性的基础上,探讨了控制生物污垢的各种方法,并以珠海电厂为实例,着重论述环保型非氧化性杀生剂CT1300的功效和特点,为直流式海水冷却系统存在的微生物污染问题提供了-种有效的解决方法,该方法具有广阔的应用前最和推广价值。[关键词]直流海水冷却;贝壳类污垢;杀生剂[中图分类号] T0085*.2 [文献标识码]B [文章编号] 1005 - 829X(2006)04 - 0087 -04Macro-fouling control in once-through seawater cooling systemsZhong Yuntail , Shu Hui?, W ang Yongwei?(1. Zhuhai Power Plant, Zhuhai 519050, China; 2. GE Betz Co,Ltd. , Shanghai 200041 , China)Abstract: Based on the types and features of the macro-fouling in once-through seawater cooling systems,variousmethods of macro-fouling control are discussed. The eficiency and features of the non-oxidizing biocide ,CT1300,isdiscussed specially. An example is taken in Zhuhai Power Plant. It provides an effective solution for the macro-foul-ing problems in once-through seawater cooling systems and has a quite positive applicable foreground and populariz-ing value.Key words ;once-through seawater cooling; macro-fouling; biocide冷却水系统是-个特殊而复杂的生态环境,适绿贝、藤壶、水螅等。绿贝(green mussel)和藤壶合于多种微生物的生长。直流式海水冷却系统的最(barnacle )是大多数人都熟悉的双壳纲类生物。它们大问题是软体贝壳类生物的污染。它们新陈代谢旺通过一对吸管状的呼吸器官吸取和吐出水分,在水盛,繁殖快,易变异且种类多,对冷却水系统造成了流过其腮时捕捉水中的浮游生物并吸取养分。很多危害,如设备腐蚀,传热效率降低等[1)。美国1.2贝壳类污垢的生长特点1985年一项工业调查报告显示,由于凝结器生物污绿贝和藤壶两类生物有一些共同的特点,使其染导致3%的发电负荷损失,其中40%归因于软体适于在海水冷却系统环境中生存,包括:繁殖能力贝壳类生物污染,随着水体污染的加剧,这个数字正大、可密集堆积适应温度范围大、有害环境下适应.逐步上升(2)。为有效控制直流式海水冷却系统的生能力强、没有寄生幼体阶段等。需要着重指出的是,物污染,有必要对其种类和成因进行深入的探讨。在有害环境下关闭壳体的特点使生物减少了与杀生1贝壳类污垢的种类和特点剂的接触面积,不容易被杀死;其高生长繁殖率和密1.1贝壳类污 垢的种类集堆积特性使其易于在设备表面堆积结壳,不易于直流式海水冷却系统中产生污染的生物主要有清除。[4]龚洵洁,李宇春,彭珂如.钼酸盐缓蚀剂在自来水中的缓蚀机理研究[J]腐蚀科学与保护技术,2001,13(4):208-210.corrosion-resisting chrome steel in the presence of a mixture of[5]李宇春,龚洵洁,彭珂如.钼酸盐缓蚀剂在工业冷却水中的试验phosphate and molybdate-ions[J]. Protection of Metals, 1991 ,26研究[J].华北电力技术,2001,1(3):4-6.(3):347-349.[6]杨文庆.钼酸盐系缓蚀剂的进展[J].材料保护, 1995 ,28(8):16~19.[7]0ungJ C, Chiu s K, Shih H C. Mitigating steel corosion in cool-[作者简介]郭勇(I9中国煤化工理工程师联系电话:023.com。ing water by molybdate-based inhibitors [J]. Corrosion Preven-[收稿日期] 2005YHCNMHGtion & Control, 1998 ,45(4):156- 162-87-

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