摘要： 通過對(duì)三種不同的循環(huán)水濃縮倍數(shù)測(cè)定方法即電導(dǎo)率法，Ca2+，K+法的測(cè)試差值的分析，介紹了一種判斷循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢傾向的方法。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水 濃縮倍數(shù) 測(cè)定方法 差值 應(yīng)用

濃縮倍數(shù)是循環(huán)水水質(zhì)管理的一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。隨著循環(huán)水水處理藥劑的發(fā)展，循環(huán)水處理都向高濃縮倍數(shù)(≥3.5)方向發(fā)展。濃縮倍數(shù)高，既降低了新鮮補(bǔ)水量，又可節(jié)約藥劑，降低運(yùn)行成本，同時(shí)減少排污水量，減輕對(duì)環(huán)境的污染。反之，濃縮倍數(shù)偏低，運(yùn)行成本上升。但在高濃縮倍數(shù)的運(yùn)行情況下，水中的結(jié)垢性和腐蝕性離子成倍增加，并且藥劑在系統(tǒng)中的停留時(shí)間延長(zhǎng)。因此，在高濃縮倍數(shù)運(yùn)行情況下如何判斷系統(tǒng)水質(zhì)是否具有惡化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整運(yùn)行指標(biāo)和水穩(wěn)劑配方，顯得尤為重要。筆者在運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，可利用濃縮倍數(shù)不同測(cè)定方法的差值來判斷系統(tǒng)出現(xiàn)的運(yùn)行故障。

表1　濃縮倍數(shù)不同測(cè)定方法的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

1　濃縮倍數(shù)的測(cè)定方法

濃縮倍數(shù)是用循環(huán)冷卻水中某組分的含鹽濃度和補(bǔ)充水中某組分的含鹽濃度的比值來表示，但一般被檢測(cè)的某組分含鹽濃度應(yīng)不受外界條件(加熱、沉積、投加藥劑等)影響而變化，故可采用電導(dǎo)率，Ca2+，K+方法來測(cè)定循環(huán)水中的濃縮倍數(shù)。

循環(huán)冷卻水中的溶解鹽類呈離子狀態(tài)，具有一定的導(dǎo)電能力，因此可用溶液中的電導(dǎo)率間接地表示溶解鹽類的含量。電導(dǎo)率測(cè)定方法較簡(jiǎn)單，但由于系統(tǒng)中投入氧化性殺菌劑后會(huì)增加一些溶解性的Cl-，Br-等離子，同時(shí)系統(tǒng)的物料泄漏等原因會(huì)引起電導(dǎo)率的波動(dòng)。所以，對(duì)于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)而言，投入氧化性殺菌劑一般都是定期的，物料泄漏也不是經(jīng)常性的。因此用電導(dǎo)率測(cè)定循環(huán)水濃縮倍數(shù)具有一定的參考意義。

一般來說，Ca2+是結(jié)垢因素，循環(huán)水在運(yùn)行過程中或多或少會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，尤其在高濃縮倍數(shù)的情況下，因此用Ca2+測(cè)定出來的濃縮倍數(shù)會(huì)偏低?！?/span>

K+離子在水中的溶解度相當(dāng)大，在運(yùn)行過程中不會(huì)析出，同時(shí)補(bǔ)充水的K+也基本穩(wěn)定，因此用K+測(cè)定出來的濃縮倍數(shù)較準(zhǔn)確。

2　不同測(cè)定方法的差值分析

本文探討的濃縮倍數(shù)之間的差值以K+為基準(zhǔn)，結(jié)合垢樣分析結(jié)果，找出它們之間存在的關(guān)系。某煉油廠循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)用不同測(cè)定方法實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

由表1可知：循環(huán)水系統(tǒng)在2，3，4月份運(yùn)行階段，濃縮倍數(shù)較低。用三種測(cè)定方法測(cè)得的結(jié)果相差不大，表明系統(tǒng)基本沒有結(jié)垢趨勢(shì)。但濃縮倍數(shù)在3.0左右不排除系統(tǒng)有腐蝕趨勢(shì)，為了分析腐蝕情況，結(jié)合垢樣分析結(jié)果具體分析，監(jiān)測(cè)換熱器垢樣分析結(jié)果見表2。

表2　監(jiān)測(cè)換熱器垢樣分析結(jié)果

由表2可知：4月份垢樣分析中Fe2O3腐蝕因子含量比5，6月份偏高，表明系統(tǒng)具有腐蝕傾向。某煉油廠循環(huán)水的水穩(wěn)劑配方采用丙烯酸二元共聚物、有機(jī)膦酸鹽(HEDP)和鋅鹽復(fù)合藥劑，丙烯酸二元共聚物起阻垢作用，有機(jī)膦酸鹽和鋅鹽復(fù)合作緩蝕劑，可以提高膦酸鹽的緩蝕效果。根據(jù)藥劑在金屬表面形成各種不同的膜來劃分，可將此類復(fù)合藥劑劃分為沉積膜型緩蝕阻垢劑。對(duì)于此類沉積膜型緩蝕阻垢劑，只有當(dāng)藥劑的沉積性能和阻垢分散性能達(dá)到平衡時(shí)，藥劑才發(fā)揮良好的緩蝕和阻垢效果［１］。

從表1看出：循環(huán)水系統(tǒng)在5， 6月份運(yùn)行階段，濃縮倍數(shù)較高，三種測(cè)定方法測(cè)得的結(jié)果值相差較大，可能原因是水穩(wěn)劑在高濃縮倍數(shù)的條件下，水穩(wěn)劑的沉積能力大于阻垢分散能力，Ca2+析出沉積在水冷器的表面上，在金屬表面上形成一層保護(hù)膜，防止金屬被腐蝕(由表2可知：5月份Fe2O3腐蝕因子比4月份下降了75%)。結(jié)合垢樣的CaO，MgO，P2O5三項(xiàng)結(jié)垢因素來看，5月份三項(xiàng)結(jié)垢指標(biāo)和為41.34%，4月份為35.74%。表明系統(tǒng)腐蝕情況雖得到了遏制，但結(jié)垢趨勢(shì)更加明顯。鑒于濃縮倍數(shù)在4.3左右，藥劑阻垢分散性能較差，一般有兩種方法可提高阻垢性能：

(1)調(diào)整原配方，增加阻垢性能；

(2)降低濃縮倍數(shù)。

考慮到短時(shí)間調(diào)整配方比較困難，6，7月份將濃縮倍數(shù)降低在3.5～4.0左右運(yùn)行，6月份的三項(xiàng)結(jié)垢指標(biāo)和也有所下降，表明系統(tǒng)結(jié)垢傾向得到了抑制。從表1還可以看出：循環(huán)水濃縮倍數(shù)在3.6左右運(yùn)行時(shí)，用三種測(cè)定方法測(cè)得的結(jié)果相差不大，表明水穩(wěn)劑的阻垢性能與沉積性能趨于平衡；濃縮倍數(shù)<3.5時(shí)，系統(tǒng)有腐蝕趨勢(shì)；濃縮倍數(shù)>4.0時(shí)，系統(tǒng)有結(jié)垢趨勢(shì)。從表2還可以看出，垢樣分析結(jié)果中，ZnO含量比較高，在高濃縮倍數(shù)的情況下，循環(huán)水中的碳酸鹽含量不斷濃縮，pH值上升。根據(jù)運(yùn)行實(shí)踐來看，濃縮倍數(shù)在3.0以上運(yùn)行，pH值一般在8.2～ 9.0。而pH值在6.5～7.0，有機(jī)膦酸鹽對(duì)Zn2+的穩(wěn)定能力>90%；pH值=7.5，Zn2+的穩(wěn)定能力下降至75.2%；pH>7.5，pH值愈高，Zn2+的穩(wěn)定能力愈低［2］。

因此，在高濃縮倍數(shù)的情況下，應(yīng)考慮水穩(wěn)劑配方中穩(wěn)Zn2+功能，進(jìn)一步降低結(jié)垢傾向。

3　討論

(1)在高濃縮倍數(shù)情況下，利用三種測(cè)定方法測(cè)得的結(jié)果的差值能較準(zhǔn)確地判斷循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕傾向。通過比較，及時(shí)調(diào)整循環(huán)水系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)和濃縮倍數(shù)，對(duì)穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，保證現(xiàn)場(chǎng)水冷器安全、穩(wěn)定運(yùn)行有著積極意義。

(2)對(duì)于一個(gè)較穩(wěn)定的循環(huán)水系統(tǒng)而言，用K+，Ca2+之間的差值來判斷應(yīng)更準(zhǔn)確些，因?yàn)檠a(bǔ)充水的電導(dǎo)率是有波動(dòng)的，同時(shí)循環(huán)水系統(tǒng)投加氧化性殺菌劑、系統(tǒng)物料泄漏等也會(huì)引起循環(huán)水電導(dǎo)率波動(dòng)。

(3)三種測(cè)定方法之間的差值在一個(gè)什么范圍內(nèi)能判斷系統(tǒng)結(jié)垢、腐蝕傾向，筆者認(rèn)為對(duì)于不同的循環(huán)水系統(tǒng)可以通過平時(shí)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，找出三種測(cè)定方法對(duì)應(yīng)的關(guān)系，以利于指導(dǎo)循環(huán)水的水質(zhì)管理工作。循環(huán)水的濃縮倍數(shù)的測(cè)定方法還有Cl-，SiO2法。對(duì)于不同系統(tǒng)，應(yīng)選取幾個(gè)干擾不大的主要指標(biāo)作為參考依據(jù)。

(4)循環(huán)水在高濃縮倍數(shù)的情況下運(yùn)行，水中的結(jié)垢性和腐蝕性離子成倍地增加，并且藥劑在系統(tǒng)中的停留時(shí)間延長(zhǎng)。欲準(zhǔn)確判斷系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕情況，還可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)換熱器、掛片的結(jié)果，冷卻塔填料、百葉窗上的附著物等情況來進(jìn)行輔助判斷。

參考文獻(xiàn)

1　李本高等 影響循環(huán)水處理劑緩蝕效果的因素.工業(yè)水處理，2000 ，20(4)：1～5

2　文明通.水系統(tǒng)中鋅離子穩(wěn)定性試驗(yàn)研究.工業(yè)水處理，2000，18(3)：13～15

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