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pH对循环冷却水运行的影响

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学社博客 发表于 2019-8-24 10:27 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
由金属腐蚀理论可知,随着溶液pH值的增加,水中氢离子浓度降低,碱度则增大,金属腐蚀过程中氢离子去极化的阴极反应受到抑制,碳钢表面生成氧化性保护膜(γ-Fe2O3)的倾向增大,故冷却水对碳钢的腐蚀速率随水的pH值升高而降低,如图下图所示:( e- {7 T$ n% L5 f6 G2tech.cn
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循环冷却水的pH与碳钢腐蚀率的关系

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# Q1 L8 x- ~- O% t( w当循环水的pH控制在8.0-9.5时,碳钢的腐蚀率就很低,近于0.1mm/a。
. Q, i* {  i( x8 y. j2 @
/ e4 Q0 y+ @, s( J由此可见当冷却水中有溶解氧存在时,如将冷却水的pH值提高到pH>8.0的碱性区域,对于控制冷却水中钢铁的腐蚀是十分有利的,碳钢将变得易于钝化。* ^+ Z% s/ w# @2tech.cn
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碱性冷却水处理

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) u& P& \! S" ]将循环冷却水的运行pH值控制在7.0以上的冷却水处理,称为碱性冷却水处理
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在自然pH值下运行,通过曝气提高pH值的碱性冷却水处理有以下优点:9 Q4 `% ]& K) ?, G) c* ?* m7 l2tech.cn

1 t. Q( v. N" d2 f6 f6 p: G◆不需要向冷却水系统中添加药剂或增加设备,简化了操作手续,节约药剂费用。
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5 L. b! `) F1 B' E◆可以降低冷却水的腐蚀性,从而降低冷却水系统腐蚀控制的难度,节约缓蚀剂用量。
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4 H% d3 j, m7 |1 M◆无需人工去控制冷却水的pH值,而是通过化学平衡去控制,故循环冷却水的pH值能较稳定地保持在8.0-9.5的区域内。
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/ m8 }- P. e) g4 a- U  w  [7 K不加酸的碱性冷水处理的pH值通常是在8.0-9.5之间,因此带来了一些新的问题:
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( r7 N" p3 J2 Q* V* B& y5 Y- E' L◆性冷却水处理时,冷却水中CaCO3的沉积结垢倾向大大增加,容易引起结垢和垢下腐蚀。' s0 h$ w& @6 Y& X$ i# y/ q5 i3 y2tech.cn
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◆当循环冷却水的pH值控制在8.0-9.5之间运行时,碳钢的腐蚀速率虽然有所下降,但仍然偏高,除了进行结垢控制和微生物生长控制外,还需进行腐蚀控制。
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◆给两种常用的冷却水缓蚀剂一一聚磷酸盐和锌盐的使用带来困难。冷却水的pH值升高使聚磷酸盐水解生成磷酸钙垢的倾向增大,也使锌离子易于生成氢氧化锌而析出。4 L7 t7 q8 a4 w7 }' Y/ C2tech.cn
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提高冷却水运行时的pH注意事项

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1)根据水质选择pH   
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: N) h5 [* n$ z* ~, @: {4 ~  E; j6 o循环水系统水质不宜在pH>9.5件下运行。
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一方面因为采用碱性水处理得到的自然pH值均≤9.5;另一方面pH值过高容易生成磷酸钙垢和碳酸钙垢。循环冷却水运行的pH值必须根据水质条件来选择:某些有腐蚀倾向的水(如高Cl-水)可以选择高一些的运行pH值;但某些有结垢倾向(如含较多Ca2+、Mg2+、Zn2+)的水则不要选择过高的运行pH值;有严重结垢倾向的水质,甚至可以在酸性条件下运行。/ t1 z0 a: Y" y- {2tech.cn
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2)合理选用缓蚀剂  
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% o% s# o4 M: F" G4 I) LpH值是化学处理法的重要运行条件, pH值的改变可以影响缓蚀剂及阻垢剂的用量。
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$ ?% E' q* l3 @& l* g提高冷却水的pH值,可以在一定程度上减少缓蚀剂的用量,甚至可以不加缓蚀剂,只增加阻垢剂的用量;降低pH值,则须增加缓蚀剂的用量。( ~* ]3 g- Y. m7 z# u% a! K2tech.cn

2 t- e0 l: P+ E! f! u/ N; u0 L采用合适的pH值运行,不但可以改善化学处理法的运行效果,而且可以达到节约缓蚀剂及阻垢剂用量的目的。而选用合适的阻垢缓蚀剂,则反过来可以影响金属防腐蚀的效果,使循环水系统可以在较高温、高pH值、高碱度的条件下运行,同时可以大大降低金属腐蚀的速率,降低结垢和防止垢下腐蚀。
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