循环水水样动态模拟实验报告米乐

　　米乐循环水水样动态模拟实验报告循环水模拟动态随着我国工业的发展，淡水耗量急速增加，我国面临严重的水源紧缺状况。据报道我国人均拥有水量为2400吨，而北方地区的人均拥有水量为240吨。在城市用水中，工业用水约占总用水量的60～80％，而工业冷却水用量占整个工业用水量的70～80％。然而，有关资料显示我国的工业用水重复利用率平均为40～50％。我国城市工业万元产值耗水量达340立方米，是发达国家的10～20倍，耗水量高，重复利用率低，是我国工业系统水资源利用的突出问题。采用清洁生产工艺，发展新型的节水技术，是缓解淡水不足的一个重大举措。因此，节约工业冷却水，使有限的水源得到最大限度的利用，是工业领域节水工作的重中之重。采用循环冷却水技术是工业领域节水的主要方法，我国工业循环冷却水处理化学品及相关应用技术近期取得了可喜的成绩.浓缩倍数是判定系统状态的一个重要技术指标。提高循环冷却水的浓缩倍数可以大量减少补充水量和排污水量，节水效果十分显著，具有明显的经济效益和社会效益。据计算，采用循环冷却水处理技术后，当浓缩倍数达到2.0倍时与直流水相比，可节约淡水95％以上，如果将浓缩倍数从2.0倍提高至3.0倍时，在此基础上又可节约淡水25-30％左右。因此实现高浓缩倍数运行是循环冷却水处理的发展方向。近年来，美国、日本等水处理技术发达的国家在冷却水处理化学品及应用技术研究方面，已趋向适用于高浓缩倍数，环境友好及易于在线监控的成套技术研究。国内高浓缩倍数冷却水处理技术的开发也成为企业关注的热点，希望借此提高水的重复利用率，提高企业的经济效益。但是米乐，过多地提高浓缩倍数，会使循环冷却水中的碱度、硬度和浊度升得太高，水的结垢倾向增大很多，从而使结垢控制的难度变得太大；还会使循环冷却水中的腐蚀性离子和腐蚀性物质的含量增加，水的腐蚀性增强，从而使腐蚀控制的难度增加；同时过多地提高浓缩倍数还使药剂在循环冷却水中的停留时间增长而水解。因此循环冷却水的浓缩倍数并不是愈高愈好米乐。本公司循环水处理采用添加缓蚀阻垢剂的方式，为了使循环冷却水在较高浓缩倍率下安全运行，我们根据多年的工作实践，并结合本公司循环补充水的水质特点，进行了静态试验、旋转挂片腐蚀试验和动态模拟性能试验，结果表明：添加15mg/L水质稳定剂可使循环水浓缩倍率提高到3.5倍左右，试验TP304不锈钢腐蚀速率均达到循环冷却水侧冷凝管的腐蚀速率宜小于0.005mm/a的要求，年污垢热阻值满足国标GB50050-95中污垢热阻值为1.7210-4～3.4410-4m2的要求，与现在运行情况相比可以达到节水、节约缓蚀阻垢剂的目的。用干净的新塑料桶从电厂取补充水。随机从10桶中取等体积水样混合后，测定了有关水质指标，结果见表1-1。表1-1水质分析系统补充水为中高碱度结垢型水质，且水中存在一定的腐蚀性离子，随着水温、pH值的上升以及浓缩倍数的提高，结垢趋势将更加严重，腐蚀在一定程度上将受到阻垢效果的影响，因此在确定水处理药剂及配套控制条件上一定要严格控制结垢，同时兼顾缓蚀，另外也要控制菌藻的滋生。目前循环冷却水处理阻垢方法大概有加酸处理、炉烟处理、软化处理、阻垢剂处理、电磁防垢处理等。结合处理效果、经济性、实用性以及适应系统高浓缩倍数运行特点，我们选择阻垢剂处理，通过试验筛选阻垢方法。阻垢剂处理是通过加入循环冷却水中的阻垢剂对污垢的晶格歪曲畸变、分散和螯合等作用，阻止和减缓污垢的形成，阻垢剂间普遍存在着协同效应，一般是多种阻垢剂复配使用。循环冷却水缓蚀方法大概有外加电流阴极保护，牺牲阳极阴极保护、涂刷防腐涂料、采用耐蚀材质和投加缓蚀剂等，以投加缓本方案遵照中华人民共和国GB／50050－2007《工业循环冷却水处理设计规范》（以下简称GB／50050－2007）规定的原则和标准进行拟定。“工业循环冷却水处理设计，应控制循环冷却水系统内由水质引起的结垢和腐蚀，保证设备的换热效率和使用年限，做到技术可靠，经济合理”。2．1水质数据2．2水质评价根据水质分析结果，分别对其朗格利尔（Langlier）饱和指数和雷兹纳（Ryzner）稳定指数判定：2．2．1Langlier饱和指数（SI）饱和指数ISI为系统补充水实测PH值与碳酸钙饱和时PHs之差即：SI＝pH－pHs；pHs=(9．7+A+B)－(C+D)2．2．2Ryzner由于碳酸钙饱和pHs是根据平衡理论推导出来的，对实际作用中各种复杂因素考虑不全面，没有考虑结晶、电化学过程和水中胶体影响，而且把碳酸钙即作延缓腐蚀又促进结垢来考虑，所以水质腐蚀和结垢问题应该将饱和指数SI与稳定指数IR配合作用，用来分析循环冷却水补水系统和在不同浓缩倍率下的水质结垢或腐蚀倾向。为了对循环水浓缩后的水质有一定的了解，我们在实验室蒸发浓缩原水，后测其水质情况，并计算出相应的L、R从取回水样分析数据看该补水在水温为45时属于结垢型水质，当补水浓缩到3.5倍时系统将严重结垢；又因结垢和腐蚀是相互关联的，在高浓缩倍率下运行时由于含盐量的升高，腐蚀性离子Cl－、SO42－、NH4-等也相应升高，易使腐蚀加剧，且结垢严重时易产生垢下腐蚀，故高效的阻垢缓蚀剂和良好的管理水平，是保证设备安全运行的关键。因此我们在配方筛选是主要侧重于选择性能优良、对钙容忍度高、阻垢能力较强的阻垢分散剂。但水中存在溶解氧等因素，也有可能对金属结构产生腐蚀的可能性，因此我们在考虑水处理整体方案充分考虑阻垢的同时，也综合考虑对系统缓蚀的治理。3．1实验目的冷却水中的结垢，通常是由于水中碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，发生反应为：从而生成难溶的碳酸钙在传热面上结晶出来。测定水处理剂阻垢性能的方法，是以含有一定量碳酸氢根和钙离子的配制水和水处理剂制备成试液，在加热条件下，促成碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，达到平衡后测定试液中的钙离子浓度，钙离子浓度愈大，则该水处理剂的阻垢性能愈好，即为碳酸钙沉积法。鼓泡法也是以上述方法为基础，但在加热过程中向试液中鼓入一定流量的空气，以模拟冷却水的曝气过程，并使试液迅速达到自然平衡pH，此法因为速度快米乐，一般用于筛选药剂阻垢性能配方。对几组不同配方的复配药剂进行重筛选，并以此结果调整配方并同时进行性能测试；筛选出产品使用静态沉淀法测定阻垢率并初步确定加浓度；再用旋转挂片腐蚀仪对以上筛选出的复配药剂测定其缓蚀率来确定配方。经过实验不断调整正交实验配方中各组份比例，筛选出最佳配方和最佳投加浓度。3.2实验内容3.2.1鼓泡法筛选实验3.2.1.1实验仪器KZC－I型快速阻垢测试仪3.2.1.2实验条件温度：451；气量：84L／h；时间：6h；药剂浓度：15mg/L、25mg/L。3.2.1.3实验方法3.2.1.3.1450ml的制备液体（分别含有15mg/L、25mg/L的不同药剂、用6mmol/LCa2+和12mmol/LHCO32-的试液）于500ml颈瓶中，将此瓶浸入的601水中，同时以 84L/H 的流量鼓入 空气，并通过冷凝管保证水量尽量不损失经6h 后，停止鼓入空气， 放置室温，测定溶液中的钙离子稳定浓度。 实验数据如下： 水的循环使用是我国节水战略的基本国策之一。在敞开式循环冷却水系统中，水在循环过程中，不断地蒸发浓缩和反复接触空 气，杂质含量升高，系统设备的结垢、腐蚀和微生物故障频率增 加。水的浓缩倍数越高，节水效果越明显，但对设备的危害性也 越大。为了将循环冷却水质控制在一个安全的范围内，需要投加 水质稳定剂、排污和补充新鲜水。 通过一周试验，培养学生以下几个方面的能力：（1）从事水 处理工程的动手能力。 （2）综合运用水处理单项技术、腐蚀速度监测技术和水质检测技术能力，了解传热、传质过程。 （5）化学故障的诊断与预防能力米乐。（6）协调各技术部门的组 织能力。 二、实验原理 在实验室给定条件下，用常压下饱和水蒸汽为传热介质，根据生产实际流速、流态、水质、金属材料、换热强度、浓缩倍数、 加药量和冷却水进出口温度等主要参数，进行循环水动态模拟试 验，通过水质监控、经典腐蚀挂片，污垢热阻和污垢黏附速度的 测定，以及污垢成份分析，试验数据的数理统计，旨在判断循环 冷却水系统的工作状态。可根据以下指标判断循环冷却水系统的 运行状态： （1）防腐指标：腐蚀速度：碳钢＜0.125mm／a，铜合金＜ 0.005mm／a。 附速度(mcm)：0～15(很好)；15～30(好)；30～40(允许)。污垢 热阻：＜(1.72～5.16)10-4(m2K/W)。 （3）微生物控制指标：异养菌：＜510 个/mL。 量：＜4mL/m。三、实验设备及仪器 本实验系统由两套循环冷却水装置组成，可模拟生产过程的两种运行工况。 （1）蒸发器：用电加热除盐水的方法，产生蒸汽。 由预定的换热器传热端差控制加热器功率米乐。 （2）换热器：为管 式表面式换热器，管外为饱和蒸汽，管内为冷却水。 mm，受热面长度mm；材质：HSn70-1A，不预膜。冷却水进 口和出口的温度既可就地抄录，也可由计算机自动采集。 （4）冷却塔：以塑料球为填料，引风机强制通风，受热冷却水与空气呈逆向流动。引风机由预定的冷却塔传热端差控制启停。 排污补水：在控制柜上操作，自动排污补水。（7）腐蚀挂片。 铜监视片：长宽厚约为；材质：HSn70-1A，不预膜；安装位置：测试管的进水口和出水口各2 水侧铁监视片。尺寸：长宽厚约为；材质：A3，不预膜；安装位置：测 试管的进水口和出水口各2