工业循环冷却水处理技术进展(Ⅰ) 5页

'万方数据第20卷第11期渍德墼羿、10l。20Nnlt呈箜兰生!!旦!I!!塑!茎!鲨塑!!釜!：：型竺工业循环冷却水处理技术进展‘I)罔琴墙(南京工业大学应用化学系，江苏南京2lo009)·专论与综述·AdVanCesintechnOIOgyOfinduStr．aIreCirCuIatingc001．ngwatertreatment(I)ZHoUBensheng(DepanmentofAppliedCheⅡlist吼NanjingUniVersityofTechnology，Nanjing，210009)AdstractBasiccircumstancesandadvancesincheIIlicaltechn0109yofindustrialrecirculatingcoolingwatertreatmentarediscussed．Fivechemicalmemodsincoolingwatertreatmentareintroduced．Theyare(1)newphosphonicacids，(2)newp01ycarboxylicacids，(3)nuorescenttracerfeedsystem，(4)zincionstablizersand(5)acidfeedalkalinewaterteatment．KeywordSc001ingwatertreatment；advance；cheIllicalmethod目前我国循环冷却水处理的基本情况是：1)缺水，需要提高水的浓缩倍数；2)水源被污染，表现在：出现赤潮，需要降低磷酸盐的排放量；H。s含量高，引起设备的腐蚀；3)水的回用不够；4)自动化程度较低，工作人员较多，需要“减员增效”；5)设计不合理，例如全系统的贮水量偏大；6)设备用材的档次偏低，渗漏(漏油、漏氨等)较多；7)冷却水处理以化学法(水质稳定剂法)为主；8)化学法又以磷酸盐(包括膦酸盐)系水处理剂为主；9)磷酸盐系水处理方案又以不加酸调pH的碱性冷却水处理为多。这些隋况或不足推动着我国工业循环冷却水处理技术各方面的迅速发展，现按化学方法方面和物理方法方面分别举例介绍于下。收稿日期：2004—11—01作者简介：周本省(1930一)，男，江苏昆山市人，教授，主要从事冷却水处理、腐蚀与防护方面的研究。 万方数据清洗世界第2O卷1．1有机膦酸常用的有HEDP(羧基亚乙基二膦酸)、ATMP(氨基三亚甲基膦酸)、EDTMP(乙二胺四亚甲基膦酸)。较新的有机膦酸有：1)PBTcA(2一膦酸基丁烷一1，2，4一三羧酸)的特点是，磷含量低，耐高温，能稳定zn离子，在耐温上PBTcA>HEDP>ATMP>六偏磷酸钠。2)HPA(羟基膦酰基乙酸)特点是有机膦酸中缓蚀作用最好，能稳定zn，含磷量低。3)PAPEMP(多氨基多醚基甲叉膦酸盐)，其结构式如式(1)。特点是：钙耐性很高、对碳酸钙、硫酸钙有很强(Ho)20P—cH2、车H3，cH2一Po(oH)2＼I／～。、“⋯⋯～?／N—cH_CH2一[OCH2_CH】n-N＼(1)(H0)2OP—CH2’CH2一PO(OH)2的阻垢作用，能稳定铁、锌、硅的氧化物、对碳酸钙有阀值作用外，还有分散作用，特别适用于缺水地区的高浓缩倍数运行。1．2聚羧酸类1)丙烯酸／2一甲基-2一丙烯酰胺基丙基磺酸共聚物(AA／AMPs)共聚物中AMPs的质量分数一般在20％一50％之间，相对分子质量控制在1000～20000之间。共聚物中AMPs含量增加，其阻磷酸钙垢、稳定锌盐、分散氧化铁的性能提高，但阻碳酸钙垢的性能降低共聚物中AA的含量增加，则其阻磷酸钙垢、稳定锌盐、分散氧化铁的性能降低，阻碳酸钙垢的能力增加。AA／AMPs是锌系配方中重要的组分之一。2)含磷聚羧酸以AA／AMPs／IPPA(PIPPA)为例。丙烯酸的均聚物聚丙烯酸(PAA)，对碳酸钙和硫酸钙有阻垢作用和分散作用，但没有缓蚀作用。丙烯酸的一般共聚物，除了对碳酸钙和硫酸钙垢有阻垢作用外，还对磷酸钙、膦酸钙、硅酸盐的沉积有抑止作用，能分散锌盐和氧化铁及各种悬浮物，但仍没有缓蚀作用。PIPPA[AA／AMPS／IPPA(异丙烯磷酸)共聚物]的分子中由于引入了异丙烯膦酸，却有明显的缓蚀作用，见表1。医】圆露圈表1AA／AMPs／IpPA共聚物(PIPPA)(20mg／L)的缓蚀率PAAPIPPAAA／AMPS(7：3)AA／IPPA(6：4)AA／AMPS／IPPA(4：3：3)075．4098．5696．433)聚天冬氨酸(PAsP)聚天冬氨酸可以分散水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氧化铁、粘土、二氧化钛、氢氧化锌、氢氧化镁、氧化锰等沉积物，并可阻垢。由于它易于被生物降解，不存在环境污染问题，因此被称为绿色阻垢剂。多数隋况下，聚天冬氨酸对碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡的阻垢率超过聚丙烯酸(见表2)。聚天冬氨酸阻碳酸钙垢时的最佳相对分子质量的范围为2000一5000，使用浓度为3～5mg，L；阻硫酸钙时的最佳相对分子量范围为l000～4000，使用浓度为2～3mg／L。1．3荧光示踪式加药系统荧光示踪式加药系统可以直接、连续地监测循环水系统的运行隋况，并实施化学处理过程的加药自动控制。该系统的工作原理是，将一种荧光有机酸盐示踪剂，按一定比例与水处理剂复配后加入循环水系统。循环水流过一石英管，光源照到石英管中的示踪荧光剂 万方数据第11期清洗世界表2聚丙烯酸和聚天冬氨酸的阻垢率(5mg／L)2000450015000320050001500090634199855798794999937973547860上，所产生的荧光与光源的入射光呈90。的角度折射到光电倍增管上，水流中的示踪荧光剂的含量(浓度)正比于特定波长的荧光强度，据此可算出示踪荧光剂的含量，进而得知循环水中药剂的含量。与此同时，比例于示踪荧光剂含量的光电信号反馈给计算机，计算机即可根据事先设定的示踪荧光剂与水处理剂量之间的比例关系，向自动计量泵发出指令，从而实现自动加药。荧光示踪式加药系统的优点是：可大量减少分析和添加药剂的工作量减少药剂的浪费。其缺点是，全套装置的投资较多。1．4锌离子的稳定剂在开发低磷的水处理剂时，人们往往选择磷含量低的有机膦酸，例如PB他～和Ⅲ"A作为阻垢缓蚀剂，并选用锌盐与它们一起复配成有协同作用的缓蚀阻垢剂。目前国内大部分冷却水系统采用不加酸调pH的碱性冷却水处理方案，冷却水的pH通常在8．5～9．3的范围内。此时如不添加性能良好的锌离子稳定剂，锌盐就会沉淀析出而失效。最近，吴宇峰、唐同庆、梁劲翌研究了一些常用水处理剂对锌离子的稳定作用。试验结果表明，有机膦酸中以HPA和PBTcA较为有效，其稳zn‘’率分别为41．1％和35．6％；而含磺酸基团的共聚物AA／AMPs和BAA(丙烯酸／丙烯酸酯类磺酸盐)则更为突出，其稳zn-’率分别为61．2％和56．4％。1．5加酸调pH的碱性冷却水处理1)加酸调pH的碱性冷却水处理与加酸调pH的碱性冷却水处理相比，不加酸调pH的碱性冷却水处理的结垢倾向大大增加。目前全世界的淡水资源日益紧张，迫切需要循环水的浓缩倍数进一步提高。此时不加酸调pH的碱性冷却水处理方案遇到了困难。加酸调pH的碱性冷却水处理方案是用硫酸调整循环水的pH，并控制pH在7．5～8．3的范围内，降低了冷却水的碱度，从而可以使超高硬度的水质在高浓缩倍数下运行。2)应用实例AEC水处理方案中使用的药剂主要含：环氧琥珀酸类聚合物和磺酸类聚合物、抗卤素氧化的噻唑类化合物和正磷酸盐等。循环水的pH控制在8．2。通用电气(中国)有限公司水处理事业部与齐鲁石油化学工业公司合作，通过动态模拟试验方法研究了AEc水处理方案在黄河水6倍浓缩倍数下的缓蚀阻垢效果。结果表明，在电导率超过6000斗s，cm，钙硬度(以caC03计)超过l200mg／L，氯根超过l000mg／L的水质条件下，碳钢和黄铜的粘附速度及试管、挂片的腐蚀速率均达到了中石化标准的要求。AEc方案在高硬度、高碱度、高含盐量的水质条件下，具有优良的缓蚀阻垢效果。参考文献[1】何高荣，陈博武，蒋毅章，等．PAPEMP与西部冷却水处理【J]．工业水处理，2002，22(1)：19～22．[2】闫岩，杨校领．含磺酸盐共聚物作为阻垢分散剂的技术现状[J】．工业水处理，1993，13(4)：7—11．【3】RossDA，LowKC，ShannonJE．PolyaspartatescaleInhibitors—BiodegradableAlternatiVestoPolyacrylates【J]．MaterialsPerf0册ance，1997，36(4)：53～57．【4】杨文忠，路长青，王勇，等．AA／IPPA／AMPS聚合物的合成及性能的研究【J】．工业水处理，1998，18(5)：7～8．【5】祁鲁梁，李永存，李本高．水处理工艺与运行管理实用手册[M]．北京：中国石化出版社，2002．[6】吴宇辜，唐同庆，梁劲翌．znz+稳定分散剂NDA的开发及其性能研究[J】．工业水处理，1999，19(6)：32～34．【7】李大刚，齐新，朱永翔，等．黄河水高浓缩倍数方案的动态模拟试验研究[J】．工业水处理，2004，24(5)：28～30．(未完待续)嘶习酸獭酣M妣们嫩盯：3∞一M妣们一盯：3∞ 工业循环冷却水处理技术进展(Ⅰ)作者：周本省，ZHOUBensheng作者单位：南京工业大学应用化学系,江苏,南京,210009刊名：清洗世界英文刊名：CLEANINGWORLD年，卷(期)：2004,20(11)被引用次数：5次参考文献(7条)1.李大刚;齐新;朱永翔黄河水高浓缩倍数方案的动态模拟试验研究[期刊论文]-工业水处理2004(05)2.吴宇峯;唐同庆;梁劲翌Zn2+稳定分散剂NDA的开发及其性能研究[期刊论文]-工业水处理1999(06)3.祁鲁梁;李永存;李本高水处理工艺与运行管理实用手册20024.杨文忠;路长青;王勇AA/IPPA/AMPS聚合物的合成及性能的研究1998(05)5.ROSSDA;LowKC;ShannonJEPolyaspartatescaleInhibitors-BiodegradableAlternativestoPolyacrylates1997(04)6.闫岩;杨校领含磺酸盐共聚物作为阻垢分散剂的技术现状1993(04)7.何高荣;陈博武;蒋毅章PAPEMP与西部冷却水处理[期刊论文]-工业水处理2002(01)本文读者也读过(10条)1.周本省.ZHOUBensheng工业循环冷却水处理技术进展(Ⅱ)[期刊论文]-清洗世界2004,20(12)2.任永强循环水系统处理简议[期刊论文]-给水排水2006,32(z1)3.闫中灿.陈绍建.张广文工业循环冷却水处理机理及方法分析[期刊论文]-东北电力技术2003,24(6)4.杨文忠.唐永明.马迎军.俞斌.YANGWen-zhong.TANGYong-ming.MAYing-jun.YUBin循环冷却水处理新化学药剂的发展[期刊论文]-工业用水与废水2000,31(6)5.杨思军工业循环冷却水处理物理方法[期刊论文]-中国科技博览2010(14)6.周本省.ZHOUBensheng工业循环冷却水中金属的腐蚀与腐蚀控制(Ⅱ)[期刊论文]-清洗世界2005,21(7)7.蔡传义循环冷却水综合处理技术新发展[期刊论文]-科技创新导报2010(20)8.鲍其鼐.BaoQinai我国循环冷却水处理30年[期刊论文]-工业水处理2010,30(12)9.左永泉.ZUOYong-quan啤酒厂循环冷却水处理技术研究[期刊论文]-酿酒2007,34(4)10.张旻.蓝兰.曲兴国.ZHANGMin.LANLan.QUXing-guo循环冷却水处理"趋零"排放--从循环水中要效益[期刊论文]-一重技术2005(6)引证文献(6条)1.张国庆.饶中浩.吴忠杰.陈贻波.潘华耿光催化技术对工业循环冷却水微生物灭活实验研究[期刊论文]-工业水处理2010(10)2.谷丽琴.张军甲醇生产循环水水质分析及改进[期刊论文]-山西大同大学学报（自然科学版）2010(6)3.李艳红.籍宝霞.刘振法.张利辉.郭茹辉羟基乙叉二膦酸与磁场对碳酸钙协同阻垢作用研究[期刊论文]-高校化学工程学报2009(4)4.余存烨石化厂水冷器腐蚀与综合防护[期刊论文]-清洗世界2009(7)5.李艳红.刘振法.籍宝霞.魏雨双1,6-亚己基三胺五亚甲基膦酸与磁场对碳酸钙协同阻垢作用研究[期刊论文]-工业用水与废水2009(1)6.谷丽琴.张军甲醇生产循环水水质分析及改进[期刊论文]-山西大同大学学报（自然科学版）2010(6) 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