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冷卻塔工作原理时间:2019-03-05 作者:華舜冷卻 循環(huán)過程中的水質(zhì)變化水在循環(huán)使用和冷卻過程中,會不斷地產(chǎn)生問題,引起循環(huán)水水質(zhì)的變化,主要有以下方面。 1、CO2含量的降低循環(huán)水在循環(huán)過程中和在冷卻塔中與空氣接觸,水中游離及溶解的CO2大量散失,引起水質(zhì)不穩(wěn)定,產(chǎn)生CaCO3等沉淀結(jié)垢。這可從反應(yīng)式12-1得到理解:反應(yīng)式12-1達到平衡時,水中CaCO3、CO2和CaHCO32量保持不變,CaCO3不會產(chǎn)生沉淀結(jié)垢,稱為穩(wěn)定的水,或稱水質(zhì)穩(wěn)定,F(xiàn)反應(yīng)式右邊的CO2不斷散失,左邊的CaHCO32不斷分解,則不斷地產(chǎn)生CaCO3沉淀結(jié)垢。同時水中CO2的含量與水溫密切相關(guān),水溫越高,CO2含量越少,見表12-1所示。水在冷卻設(shè)備或后水溫升上,則水中CO2含量很少,易產(chǎn)生CaCO3沉淀,這就是換熱器中形成結(jié)垢的主要原因之一。 2、含鹽量的增加由于水在循環(huán)和冷卻的過程中,水量不斷被蒸發(fā),水中含鹽量不斷被濃縮而增加。水量損失以循環(huán)水量的百分比%計,設(shè)蒸發(fā)損失水量為P1,風(fēng)吹飄失水量為P2,漏失水量為P3,排污損失水量為P4,則總損失水量即要補充的新鮮水量為:P=P1+P2+P3+P412-2設(shè)補充水單位體積的含鹽量為α0mgL,循環(huán)水單位體積的含鹽量為αmgL,則補充水量進入系統(tǒng)的鹽量為QP1+P2+P3+P4α0m3h,因蒸發(fā)水量損失并未造成鹽量損失,則水量損失造成的含鹽量損失為QP2+P3+P4αm3h。α與α0之比稱為循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù),用N表示,則;在水量損失量P中,只有排污水量P4是可以變化的,為盡可能減少補充水量,只有通過減少排污量的辦法才能達到,則含鹽量必增加,濃縮倍數(shù)N也會增大。在實際運行中,循環(huán)系統(tǒng)中Cl-僅僅從補充水進入,并無其他來源時,由于氯化物溶解度很大,在系統(tǒng)中不會沉淀下來,系統(tǒng)中氯化物濃度在全部溶解鹽類濃度中所占比例不會變化,所以Cl-濃度與補充水的Cl-濃度之比也代表了含鹽量之比,則濃縮倍數(shù)可寫成: 3、pH值的變化循環(huán)水的pH值變化與水中的堿度、溫度有關(guān),并高于補充水的pH值。補充水進入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中之后,水中游離的和溶解的CO2在塔內(nèi)等處曝氣過程中逸入大氣中而散失,故冷卻水的pH值逐漸上升,直到冷卻水中的CO2與大氣中的CO2達到平衡為止。此時的pH值稱為冷卻水的自然平衡pH值。冷卻水的自然平衡pH值通常在8、5~9、3之間。為計算出溫度變化而引起的pH值變化,可以把室溫20℃計下測得的pH值與另一溫度下的pH值之間寫成下式表示:pHt=pH20-αt12-8式中pH20——在水溫為20℃時測得pH值;pHt——在水溫為t℃時的pH值;αt——溫度t℃時的pHt校正值。在水溫為20℃時,不同的堿度在水溫為t℃時校正值αt與對應(yīng)的20℃的pH已制成表這里略,查得后按式12-8得pHt值。如查得堿度0、5molL,pH20=9、0時,50℃時的α50為0、4,故得50℃的pH50=pH20-αt=9、0-0、4=8、6。 4、濁度的增加循環(huán)水中沉淀物可分為泥垢、結(jié)垢和黏垢三類,通稱為污垢。主要成分為泥土、膠體等懸浮物引起的沉淀物稱為泥垢;主要成分為溶解鹽類如CaCO3,MgOH2引起的沉淀物稱結(jié)垢;由微生物塔內(nèi)微生物的自然生長和鐵細(xì)菌等的腐蝕所引起的黏狀沉淀物稱為黏垢。這三類污垢在循環(huán)水中都存在,而且不斷濃縮增加,則濁度也必然增加。除上述之外,循環(huán)水在冷卻塔中不斷與空氣接觸,使空氣中的塵埃不斷地帶入循環(huán)水中;水在塔內(nèi)與空氣接觸,使空氣中的氧不斷地溶入水中,對換熱器會進行氧化腐蝕;水中含有富營養(yǎng)化物質(zhì),塔內(nèi)水中氧氣充分,水溫適宜,有利于微生物繁殖,并不斷地新陳代謝。這些都會增加循環(huán)水的濁度。 5、溶解氧的增加水在冷卻塔內(nèi)冷卻的過程中,實際上也是不斷噴灑曝氣過程,水中溶解大量的氧,可達到或接近該溫度與壓力下氧的飽和濃度,這是很不利的,會增加循環(huán)水對被冷卻設(shè)備、換熱器等腐蝕。 6、微生物含量的增加微生物含量增加主要有以下方面:冷卻水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)見表122遠(yuǎn)低于自來水,富營養(yǎng)化成分豐富,為微生物生長繁殖提供了營養(yǎng)物質(zhì)基礎(chǔ);由于水中有充足的溶解氧,為微生物提供耗氧繁殖;適宜的水溫在日光照射部分及塔內(nèi)會產(chǎn)生藻類繁殖;水中溶解的氧對設(shè)備的氧化腐蝕又會產(chǎn)生微生物。因此水在循環(huán)過程中不同微生物的量均會增加。 7、有害氣體的溶入循環(huán)水在冷卻塔內(nèi)如果與受污染空氣接觸時空氣中的SO2、H2S、NH3等有害氣體不斷地溶入循環(huán)水中,會對鋼、銅、銅合金的腐蝕性增大。 8、工藝泄漏物的溶入冷卻水在循環(huán)過程中,系統(tǒng)中的換熱器可能發(fā)生泄漏,從而使工藝物如煉油廠的油類、合成氨廠的氨等進入循環(huán)水中,使水質(zhì)惡化或水的pH值發(fā)生變化,增加循環(huán)水對設(shè)備、換熱器等的腐蝕、結(jié)垢或微生物生長。循環(huán)冷卻水處理的任務(wù)循環(huán)水系統(tǒng)分為敞開式和密閉式兩種。密閉循環(huán)系統(tǒng)采用的通常為軟水去鈣、鎂離子水、脫鹽水或蒸汽冷凝水,水質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于表1-2的水質(zhì)指標(biāo)。該系統(tǒng)中水不與空氣接觸,不受陽光照射、結(jié)垢、微生物生長繁殖等因素的影響。除非泄漏、補充水帶入氧氣、不同金屬引起電偶腐蝕和微生物。因此密閉式循環(huán)水不是水處理的主要對象。敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,水吸收熱量后在冷卻塔冷卻過程中直接與大氣接觸,如上所述,水中CO2散失,溶解氧和濁度增加,水中溶解鹽類增加及工藝介質(zhì)泄漏等,使水質(zhì)惡化,給系統(tǒng)造成結(jié)垢、腐蝕、菌藻繁殖等問題。沉積物的附著、設(shè)備的腐蝕、微生物的孳生、鈣、鎂的結(jié)垢,造成換熱器的換熱效率降低,能耗增加、能源浪費,管道過水?dāng)嗝鏈p少,阻力增大,通水能力降低,甚至使設(shè)備、管道腐蝕穿孔,造成危害及事故。循環(huán)冷卻水處理的任務(wù)是消除或減少結(jié)垢、腐蝕、微生物生長、污垢等危害,使系統(tǒng)安全可靠地運行。同時節(jié)省水資源,減少對環(huán)境的污染。循環(huán)冷卻水處理的方法循環(huán)冷卻水的處理,可概括為去除懸浮物、污垢泥垢、黏垢、結(jié)垢、控制腐蝕及微生物等4個方面。 |