循环水水样动态模博鱼体育拟实验报告

　　博鱼体育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，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。 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1.72 10-4～3.4410-4 m2 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： 2．2．1 Langlier 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)2．2．2 Ryzner 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，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 3.2.1.3.1 450ml的制备液体（分别含有 15mg/L、25mg/L 的不同 药剂、用6mmol/LCa2+和12mmol/L HCO32-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。（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博鱼体育，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。 （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 （8）水汽额定工况：冷却水保有水量：约60kg。 冷却水 流量：1800.5L/h(相当于测试管内流速1m/s)。 冷却水循环1 次所需时间：20min。 测试管出口温度：450.3。 -试管进出口温差：10。饱和蒸汽温度：1001。 缩倍数：用Cl指示浓缩倍数，并参考电导率和SiO2 的浓缩倍数。 浓缩倍数从开机后1.0 逐步上升至3.5～4.0，然后稳定运行至试验 结束。排污控制：当冷却水监测指标连续2 次为确认)满足下列条件之一时，则应弄清 情况后加大排污量：浓缩倍数K＞4.0；ΔA＞0.2；循环水“Ca+ 全碱度”(以CaCO3 计)＞1150mg/L。 排污方式：设置排污时间 后自动排污，排污水量须统计。 pH 控制：当循环水 pH＞9.0 时应考虑加酸博鱼体育，以降低循环水碱度。 （二）其他 3--（3）有关硬度、碱度、Cu、PO4、Cl等成分的分析药品。 （5）A3、HSn70-1A标准试片，各10 （6）电子天平(精度0.0001g)，1 质稳定剂，100mg/mL的WUWS2-2006，500mL。 （9）固体清洗 剂，12kg。 （10）乌洛托品博鱼体育，2kg。 （11）烘箱，一台。 （12）1mol/L的硫酸，500mL。 （13）聚四氟胶带，1 （14）手电筒，1 四、试验方法（一）试验用水 以长江自来水为补充水源，在浓缩倍数3～4倍条件评价系统的 运行状态。试验开始和试验结束分析自来水质，检测项目见表1。 （1）启动投药：一次按保有水量计投入剂量为40mg/L （2）运行投药：根据循环冷却水总磷含量(以PO4计)调整加药 量。循环水总磷含量控制值为6.5～7.0mg/L。 （3）运行加药方式：直接将WUWS2-2006投入到补充水箱中， 搅匀。 （三）试验步骤 3．1动态模拟试验系统的清洗 （1）将旧试管安装在动态模拟试验系统的蒸汽发生器内，连接好系统。 （2）1#、2#凉水池注满自来水，各加入固体清洗剂3kg 和乌洛托品0.5kg。 （3）冷凝器注满除盐水博鱼体育。 （4）加热器关闭，启动有关水泵，循环清洗6h 后排污，用自 来水彻底置换，直至池中水浊 （5）换下旧试管，进入下一步操作。3．2 新试管、试片的准 备与安装 （1）检查试管外壁镀铬是否完好（厚微米），准确测量其有 效长度、计算其内表面积，用无水乙醇清洗其内外表面，干燥至 恒重（两次重量误差 0.3mg，准确至 0.1mg），记录试管重量，置 于干燥器备用。 （2）选用标准腐蚀试片，用卡尺测量长、宽、厚后，用无水乙醇清洗，然后干燥至恒重，记录试片重量，置于干燥器备用。 （3）将新试管用连接管接好，缠好聚四氟胶带，保证其密封性良好。把新试管安装在动态模拟试验装置的蒸汽发生器内，接好 各接头，保证无水渗漏。 （4）向1#、2#凉水池中各注入试验用水约60L，根据实际注水量，加入剂量为40mg/L 的WUWS2-2006，搅匀。 （5）向1#、2#补水箱各注入试验用水约30L，根据实际注水量，加入剂量为10mg/L 的WUWS2-2006。 3.3开车 （4）当蒸汽发生器内热水温度达50时，开启循环泵，调节 到规定流量，迅速升高锅炉温度，直至产生饱和蒸汽。 （6）待蒸汽温度和冷却水流量达到规定值，并稳定2~6h 严格将流量、进口温度、蒸汽温度控制在规定值。用数理统计方法舍去其中异常值，求出其算术平均值，作为计算污垢热阻的依 式中，r—瞬间热阻，m2K/W；di—试验管内径，m；l—试验管的有效换热长度，m；R—试验管中冷却水流量博鱼体育，kg/h；Cp—水 的热容量，4186.8J/(kgK) ；T0—蒸汽温度，K；tin—清洁试验 ?—非清洁试验管时冷却水管时冷却水进口温度，K；tout—清洁试验管时冷却水出口温度，K；tin?—非清洁试验管时冷却水的瞬 间出口温度，K。 的瞬间进口温度，K；tout 初始运行阶段不排污，当浓缩倍数达到3.5 以后开始排污。之 后，根据实时监测的浓缩倍数， 调整排污水量，以维持浓缩倍数在3.5～4.0范围内。 3．4正常运转 （1）严格控制和按时记录热介质温度、循环水流量和换热试管进出口温度等工艺参数。 （2）试验中经常对热水浴的恒温控制、凉水塔风机、补充水、排污系统、循环泵的流量计等进行检查与调整。 （4）每隔(来自:循环水水样动态模拟实验报告)2h 抄录一次温度、流量数据。 （5）每隔 1h 调整一次调整流 （6）每10~15min自动采集一次温度。 3．5正常停车 （2）继续保持水循环，直到加热器冷却后，停运有关水泵，关闭所有阀门。 （3）关闭控制柜总电源。 （4）放掉试验装置内存水（冷却水和除盐水）。（5）参照3.1 方法对试验装置进行清洗。 （3）试片清洗：先用软刷除去试管和试片表面软垢，然后依次进行酸洗水洗碱洗水洗吸干水份无水乙醇清洗干燥 （4）称量清洗后的试管和试片重量。五、实验数据及结果整 （1）污垢热阻：整理污垢热阻试验记录。 绘制污垢热阻 给出结论，包括运行过程中污垢热阻的波动范围、平均值，以及与经验值对比，评价系统结垢状况。 （2）黏附速度：计算试管、试片的污垢黏附速度。 给出 结论（根据经验值评价等级）。 （3）腐蚀速度： 计算试管和 试片腐蚀速度。 绘制冷却水铜含量经时变化曲线。 整理试 管和挂片的形貌观察结果。 给出结论：参照《中华人民共和国 国家标准 工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050-1995)评价 系统腐蚀状况。 六、故障处置预案

　　中撰咨询-新建生命科学科研试剂产品研发与生产（EPC）项目可行性研究报告