工业水处理技术-第3章

浙江师范大学环境科学专业课程工业水处理技术林红军[e-mail]浙江师范大学地理与环境科学学院2013年·浙江金华IndustrialWaterTreatmentTechnology第一篇水及工业用水预处理第一章水及工业用水第二章工业用水预处理第二篇循环冷却水处理第三章循环冷却水系统及其水处理概况第四章循环冷却水系统中的沉积物及其控制第五章循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制第六章循环冷却水系统中的微生物及其控制第七章冷却水系统的清洗和预膜第八章循环冷却水系统的日常运行第九章冷却水系统中腐蚀、沉积物和微生物的现场监测目录第三篇锅炉水处理第十章锅炉及其水汽质量标准第十一章离子交换树脂及离子交换基本原理第十二章离子交换水处理第十三章膜法除盐水处理第十四章凝结水的净化第十五章锅内加药处理第十六章热力设备系统的腐蚀与控制第十七章锅炉的清洗第四篇工业水处理中的分析与监测第十八章水质的分析第十九章沉积物的分析第二十章常用水处理剂的分析第二篇循环冷却水处理第三章循环冷却水系统及其水处理概况第四章循环冷却水系统中的沉积物及其控制第三章循环冷却水系统及其水处理概况第一节循环冷却水系统第二节敞开式循环冷却水处理的重要性一、冷却水系统用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统第一节循环冷却水系统直流冷却水系统循环冷却水系统第一节循环冷却水系统（一）直流冷却水系统在直流冷却水系统中，冷却水仅仅通过换热设备一次，用过后水就被排放掉（二）循环冷却水系统（1）封闭式循环冷却水系统（2）敞开式循环冷却水系统在此系统中，冷却水用过后不是马上排放掉，而是收回再用，循环不已，这种系统一般用于发电机、内燃机或有特殊要求的单台换热设备水的再冷却是通过冷却塔来进行的，因此冷却水在循环过程中要与空气接触，部分水在通过冷却塔时还会不断被蒸发损失掉，因而水中各种矿物质和离子含量也不断被浓缩增加。二、冷却塔第一节循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统中主要设备之一是冷却塔。冷却塔用来冷却换热器中排出的热水。在冷却塔中，热水从塔顶向下喷淋成水滴或水膜状，空气则由下向上与水滴或水膜逆向流动，或水平方向交流流动，在气水接触过程中，进行热交换，使水温降低。溅水装置或填料冷却塔内部装有溅水装置或填料，由一排排板条交错排列而成。水顺着板条逐排淋降，溅成水滴。也可采用膜式填料，使水在填料表面上以薄膜形式与空气接触。填料可由木材、水泥板或聚氯乙烯板等制成。填料必须受湿良好，否则水在填料上形成水流而不是水滴或水膜。二、冷却塔第一节循环冷却水系统空气靠冷却塔简体的高度，像烟囱一样自然拔风，将空气吸入塔内与水滴逆向接触。空气由塔顶的抽风机抽吸进入塔内，空气流动速度为90-210m／min。在冷却塔内，热水与空气之间发生两种传热作用，一是蒸发传热，二是接触传热。蒸发传热带走的热量约占冷却塔中传热量的75％-80％。接触传热约占冷却塔中传热量的20％-25％。二、冷却塔第一节循环冷却水系统其作用原理与机械通风冷却塔相似，所不同的是塔体外壳全部用玻璃钢预制成块状部件，运输到现场后再拼装而成。填料通常为聚氯乙烯材料压制成波纹板式或T波式其处理的冷却水量可为8-500m3/h，水温降幅为5-25。C用来计算浓缩倍数的物质，要求它们的浓度除了随浓缩过程而增加外，不受其他外界条件，如加热，沉淀、投加药剂等的干扰。通常选用的物质有Cl-、SiO2、K+等物质或总溶解固体。三、敞开式循环冷却水系统第一节循环冷却水系统以K表示浓缩倍数，则K的含意就是指循环水中某物质的浓度与补充水中某物质的浓度之比。式中CR——循环水中某物质的浓度；CM——补充水中某物质的浓度。三、敞开式循环冷却水系统第一节循环冷却水系统(1)蒸发损失E三、敞开式循环冷却水系统第一节循环冷却水系统(2)风吹损失（包括飞溅和雾沫夹带）D风吹损失除与当地的风速有关外，还与冷却塔的型式和结构有关。一般自然通风冷却塔比机械通风冷却塔的风吹损失要大些。风吹损失通常以占循环水量R的百分率来估计，其值约为(3)排污水损失B由需要控制的浓缩倍数和冷却塔的蒸发量来确定(4)渗漏损失F三、敞开式循环冷却水系统第一节循环冷却水系统由需要控制的浓缩倍数K和冷却塔的蒸发量E来确定在一定的系统中，只要改变补充水量或排污水量，就可以改变循环水系统的浓缩倍数。三、敞开式循环冷却水系统第一节循环冷却水系统证明了控制好补水量和排污水量能使系统中某些离子浓度稳定在一个定值上一、敞开式循环冷却水系统产生的问题第二节敞开式循环冷却水处理的重要性一般天然水中都溶解有重碳酸盐，这种盐是冷却水发生水垢附着的主要成分形成致密的碳酸钙水垢，它的导热性能很差钢材碳酸钙一、敞开式循环冷却水系统产生的问题第二节敞开式循环冷却水处理的重要性(1)冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀这些反应，促使微电池中阳极区的金属不断溶解而被腐蚀。一、敞开式循环冷却水系统产生的问题第二节敞开式循环冷却水处理的重要性(2)有害离子引起的腐蚀当Cl-和SO42-离子浓度增高时，会加速碳钢的腐蚀。会使金属上保护膜的保护性能降低对于不锈钢制造的换热器，Cl-是引起应力腐蚀的主要原因循环冷却水系统中如有不锈钢制的换热器时，一般要求Cl-离子浓度不超过300mg/L一、敞开式循环冷却水系统产生的问题第二节敞开式循环冷却水处理的重要性(2)有害离子引起的腐蚀(3)微生物引起的腐蚀由于微生物排出的黏液与无机垢和泥砂杂物等形成的沉积物附着在金属表面，形成氧的浓差电池，促使金属腐蚀在金属表面和沉积物之间缺乏氧，因此一些厌氧菌（主要是硫酸盐还原菌）得以繁殖。它分解水中的硫酸盐，产生H2S铁细菌是钢铁锈瘤产生的主要原因，它能使Fe2+氧化为Fe3+一、敞开式循环冷却水系统产生的问题第二节敞开式循环冷却水处理的重要性冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中，一般来说细菌和藻类都较少。但在循环水中，由于养分的浓缩，水温的升高和日光照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大量细菌分泌出的黏液像粘合剂一样，能使水中飘浮的灰尘杂质和化学沉淀物等黏附在一起，形成黏糊糊的沉积物黏附在换热器的传热表面上。这种沉积物有人称它为生物黏泥，也有人把它叫做软垢。二、敞开式循环冷却水处理的重要性第二节敞开式循环冷却水处理的重要性稳定生产节约水资源减少环境污染节约钢材意外的停产检修事故就会减少东北某石油化工总厂，生产不到1年的时间，因腐蚀严重，被迫更换了56台换热器，消耗钢材约120tThanks!