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海水淡化水緩蝕劑的技術
來源:水博網    發布時間:2015-11-26

      緩蝕劑的發展經歷了鉻酸鹽、聚磷酸鹽、有機磷酸鹽等階段,逐步向高效、低毒、環保的方向發展。緩蝕劑的選擇不僅取決于緩蝕阻垢劑本身的結構,復配的效應等內因,也取決于循環冷卻水補充水水質、腐蝕介質組成及操作運行等外因。工業上多通過實驗來篩選緩蝕劑的配方,磷系配方仍然是目前應用最為廣泛的緩蝕阻垢劑配方之一。

      海水淡化作為解決水危機的有效途徑之一,已經在許多國家和地區得到了廣泛的應用。目前海水淡化水越來越多地應用在社會的各個領域,但是海水淡化水具有低堿、低硬、高氯離子等強腐蝕性的特點,限制了其在循環冷卻水系統中的應用。因此,研究適用于海水淡化水水質條件的緩蝕劑變得尤為重要。天津大港區某化工廠使用海水淡化水作為循環冷卻水系統的補充水,筆者針對其水質條件,進行了緩蝕劑的篩選及應用實驗。

1、實驗部分

      1.1 實驗用水

      實驗用水取自天津大港區某化工廠循環冷卻水系統,該系統以海水淡化水為補充水,所取實驗用水水質情況見表 1。由表 1 可知,實驗用水屬于強腐蝕性水。

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      1.2 腐蝕率的測定

      根據《水處理劑緩蝕性能的測定旋轉掛片法》(GB/T 18175—2000) ,采用失重法測定腐蝕率。

2、實驗結果與討論

      2.1 緩蝕劑配方的篩選

      碳鋼、黃銅、不銹鋼在低硬度、低堿度、高氯離子環境下易發生腐蝕,因此,在循環冷卻水系統中,如何有效抑制碳鋼、黃銅、不銹鋼在海水淡化水中的腐蝕是首要解決的問題。結合以往的工作經驗,選取由無機磷酸鹽、無機鹽緩蝕劑、有機多元磷酸等3 種成分不同配比配制的7 個緩蝕劑配方進行篩選。將實驗用水自然濃縮至4.5 倍,控制pH=8.5,水溫為(50±1) ℃,分別添加60、80、100 mg/L 的不同緩蝕劑進行72 h 旋轉掛片腐蝕實驗,實驗結果見 表 2。

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      由表 2 可知,加入TS -528D、TS -528E、TS - 528F、TS-528G 后,碳鋼、黃銅、不銹鋼的腐蝕率均能達到《工業循環冷卻水處理設計規范》(GB 50050— 2007)標準要求,即碳鋼腐蝕率≤ 0.075 mm/a,黃銅、不銹鋼腐蝕率≤0.005 mm/a。但在同一濃度水平下, TS-528F、TS-528G 處理效果最好,且這2 種緩蝕劑在3 組投加量下的腐蝕率均能達標,故選擇TS- 528F、TS-528G 進行后面的動態模擬實驗及成本分析。藥劑投加質量濃度取80 mg/L,以確定最終選用的緩蝕劑。

      2.2 動態模擬實驗

      動態模擬實驗循環水量為180 L/h,pH 控制在 8.2~8.5,藥劑投加質量濃度維持在80 mg/L。濃縮倍數為4.5,整個動態實驗進行了20 d,實驗結果見表 3。

      由表 3 可知,TS-528F、TS-528G 有良好的穩定性,20 d 內碳鋼的腐蝕率均<0.04 mm/a,黃銅、不銹鋼的腐蝕率均<0.004 mm/a。 113.png

3、現場應用情況

      根據篩選實驗結果,選取TS-528G 作為緩蝕劑用于現場循環冷卻水系統中。循環水濃縮倍數維持在4.2~4.5,pH 控制在8.2~8.5 之間,進出口溫差6~ 8 ℃。TS-528G 采用連續投加方式加入循環冷卻水系統中,投加質量濃度為80 mg/L?,F場所用的殺菌劑為異噻唑啉酮、十二烷基二甲基芐基氯化銨,采用交替投加的方式。2011 年3 月,TS-528G 開始在天津某化工廠循環冷卻水系統中使用,到2011 年9 月,循環冷卻水系統運行穩定。碳鋼、黃銅、不銹鋼的腐蝕率均能達到《工業循環冷卻水處理設計規范》(GB 50050—2007)要求。且TS-528G 與殺菌劑配伍性良好。運行結果如表 4。

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4、成本分析

      TS-528G 用于天津某化工廠以海水淡化水為補充水的循環冷卻水系統中,配以異噻唑啉酮、十二烷基二甲基芐基氯化銨為殺菌劑。該系統保有水量為3.8萬t,循環量為7 萬t/h,年消耗TS-528G 為 270 t,殺菌劑300 t,處理費用為0.013 元/t,具有良好的應用前景。

5、結論

      (1)經靜態腐蝕、動態模擬實驗、成本分析,研制出了適合以海水淡化水為補充水的循環冷卻水系統環境的緩蝕劑TS -528G。旋轉掛片實驗進行72 h,碳鋼的腐蝕率為0.021 mm/a,黃銅的腐蝕率為 0.001 8 mm/a,不銹鋼的腐蝕率為0.002 0 mm/a。動態模擬系統運行20 d,碳鋼的腐蝕率為0.027 mm/a,黃銅的腐蝕率為0.002 2 mm/a,不銹鋼的腐蝕率為 0.002 5 mm/a。

      (2)以無機磷酸鹽、無機鹽緩蝕劑、有機多元磷酸為主要成分的TS-528G 在海水淡化水中表現出理想的緩蝕效果,現場應用7 個月,碳鋼的腐蝕率可控制在0.05 mm/a 以內,黃銅、不銹鋼的腐蝕率可控制在0.004 mm/a 以內。

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