化學工程師Sum 206 No.11Chemical Engineer2012年第11期文章編號:1002-1124(2012)11-0026-04，環(huán)境工循環(huán)水系統(tǒng)中TH-701清洗預膜劑的應用性能研究李鵬飛,周靖仁,吳長友,孔令廣,宋盟盟,任澤旭(山東省泰和水處理有限公司;山東省工業(yè)水處理藥劑工程技術研究中心，山東棗莊277100)摘要:針對循環(huán)水 系統(tǒng)的腐蝕結垢特點,為滿足裝置長周期運行提出的不停車清洗要求,達到緩蝕阻垢的運行效果,山東省泰和水處理有限公司研制出TH-701清洗預膜劑。TH-701作為復合型水質穩(wěn)定劑,具有清洗、預膜的多功能作用,對各種水質適應力強,不受鐵銅等離子的干擾,是循環(huán)水冷卻系統(tǒng)不停車清洗的優(yōu)選。實驗證明TH-701較之傳統(tǒng)的清洗劑如檸檬酸、氨基磺酸、硫酸等其清洗效果較好,將其輔以Zn2*復配與傳統(tǒng)的清洗預膜方法進行比較,發(fā)現(xiàn)有更好的預膜效果。另外,工業(yè)應用試驗也表明TH-701的清洗預膜效果顯著。關鍵詞:TH- -701 ;清洗預膜;水質穩(wěn)定劑;緩蝕阻垢;點滴試驗中圖分類號:TQ085文獻標識碼:AStudy on application property of TH -701 dleaning & pre- fiming agent in circulating water systemu Peng-fei ,ZH0U Jing- -ren, WU Chang- you, KONG Ling- guang ,SONG Meng- -meng, REN Ze-xu(Shandong Taihe Water Treatment Co., Ltd; Shandong Industrial Water Treatment Chemicals Engineering Technology ResearchCenter, Zaozhuang 277100, China)Abstract: For corrosion and scaling characteristics of the circulating water system, meeting the long- -period ofthe device run without stopping cleaning requirements, and achieving the operating results of the corosion andscale inhibitors, Shandong Taihe W ater Treatment Co, Ltd. developed the TH- -701 cleaning & pre-release agent.TH-701 which has multifunctional role of clean and pre -film is a composite water stabilizer. TH- -701, which isadaptable to a variety of water and free from the interference of iron and copper plasma, is the first priority of on-line cleaning production in circulating water cooling system. The experimental results show that the cleaning efctof TH -701 is better than conventional cleaning agents such as citric acid, sulfamic acid, sulfuric acid. TH-701which supplemented zinc compound has better pre-fim efect compared with the traditional cleaning & pre - film-ing method. What is more, the industrial application tests also show that the cleaning & pre-filming efet of TH-701 is significant.Key words:TH -701; cleaning and pre-filming; water stabilizer; scale and corrosion inhibitor; spot test循環(huán)水系統(tǒng)化學清洗和預膜技術是循環(huán)水處提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行效率。通過預膜處理,能理技術中的一個重要環(huán)節(jié)。通過清洗可以顯著提高夠充分保證設備的抗腐蝕性。目前,預膜多通過提冷換設備的傳熱效果、節(jié)約能耗。化學清洗須根據高水處理劑的加藥量來達到預期目標,采用數(shù)倍的系統(tǒng)污垢的組成情況而選擇相應的清洗方式,過去正常運行濃度,在高濃度狀態(tài)下運行- -段時間,之主要以鐵銹為主,而目前主要以生物黏泥剝離和鈣后逐漸將濃度降到常規(guī)濃度。應用該套方案,操作垢清除為主,因此,市場要求開發(fā)針對目前現(xiàn)場循過程與管理手段相對簡單,還可以結合循環(huán)冷卻水環(huán)水系統(tǒng)腐蝕結垢狀況的清洗劑，同時滿足裝置長系統(tǒng)的實際情況,優(yōu)化選擇水穩(wěn)劑類型,可達到良周期運行不停車的清洗要求,保證生產的連續(xù)性1.21。好的預膜效果,已成為未來預膜發(fā)展的必然趨勢13.4而預膜也是循環(huán)水處理技術的重要組成部分,可以b通常選用的水處理藥劑一般為以緩蝕劑為主要成分的酸洗緩蝕劑、水質穩(wěn)定劑、預膜劑;如聚磷酸鹽、有機酸中國煤化工A、六偏磷酸鈉收稿日期:2012-08-29作者簡介:李鵬飛( 1987-),男,漢族,河南省商丘市人.碩士,工程師,等。而集清MHCNMHG水處理劑的研研究方向:水處理藥劑高分子材料及催化材料等方面的制和應用將成為今后的發(fā)展趨勢。開發(fā)和應用,已發(fā)表科研論文6篇。針對以上情況,山東省泰和水處理有限公司開.2012年第11期李鵬飛等:循環(huán)水系統(tǒng)中TH: 701 清洗預膜劑的應用性能研究27發(fā)了TH- -701不停車清洗預膜劑，已通過試驗和現(xiàn)銅及不銹鋼掛片各1片,同時各加人0.5g CaCO3垢場應用證明此藥劑具有清洗和預膜的雙重作用,在樣,觀察腐蝕速率、金屬離子濃度及除垢效果。應用過程中具有清洗速度快、清洗效果好、成膜速表1自來水水質分析(mgL川)度快、成膜致密均勻、腐蝕率低等優(yōu)點。對各種水質Tab.1 Detection results of running water的適應力強,不受水中的鐵、銅等有害離子的干擾,pH電導辜總堿度總硬度鈣硬鎂硬磷適用于電廠、煉油廠、鋼鐵廠、 焦化廠、化肥廠等循1μs°cm°' (GaC0) (GaxCO) (a2)_ (Mg*)SO~ ((PO:)環(huán)冷卻水系統(tǒng)的清洗預膜，尤其是不停車清洗預.12 101032.265.67 173 5159 196.0 106.84 0膜。具有良好的經濟效益與社會效益。注:鐵離子未檢出2.3預膜測試方法1 TH-7Q1 的成分及清洗預膜機理本試驗采取旋轉掛片失重法71，符合GB/T6807-1986點滴試驗法的硫酸銅標準點滴試液點滴腐蝕TH- -701清洗預膜劑是由具有清洗、分散、成膜法。失重法采取3個平行樣同時進行,點滴法同時等作用的絡合物、表面活性劑等多種水處理藥劑復采取5個點取平均值。由于藥劑中含有鋅鹽，為使合而成,主要成分為有機膦酸(鹽)類和聚羧酸類阻鋅鹽達到效果最好水質pH調節(jié)至6.5~7.5181。垢劑。其成分中含膦酸基團,能夠與鈣、鐵、銅、鎂、鋅等多種金屬離子進行螯合,形成結構穩(wěn)定的多個3結果與討論單體結構大分子網狀絡合物,溶解金屬表面的氧化物，而聚羧酸成分通過其分散作用能夠將碳酸鈣、3.1 化學清洗性能評價硫酸鈣等鹽類的微晶或泥沙分散于水中不沉淀,從TH- -701與氨基磺酸、檸檬酸、HSO4的對比試而達到清洗的目的。驗結果見表2。TH--701中的負離子N、P結構在金屬表面形表2各清洗劑性能比較成了一-種不溶性的穩(wěn)定絡合物,這種絡合物吸附在Tab.2 Comparison of the property for several chemical碳鋼等金屬表面上形成了一層穩(wěn)定的和惰性的保cleaning agent護膜，有機絡合物中氧原子的未共用電子對與鐵、腐蝕速辜1g+(m2.h)~Ca2t鈣等金屬離子或帶有部分正電荷的鐵原子發(fā)生化清洗劑類型碳鋼銅不銹鋼 /mg*L' /nmg:L"學吸附,形成配位鍵,最后產生一層難溶的螯合膜TH-7011.2026 0.1078 0.2025 321.65 4.39覆蓋在碳鋼等金屬表面,這種膜電阻大并能使金屬氨基磺酸+I%c緩蝕劑1.5269 1.1825 0.5331 325.43 5.74和水中的腐蝕介質隔離,從而起到抑制腐蝕的作硫酸+1%e緩蝕劑1.6124 1.5436 0.8558 330.83 6.98檸檬酸+l%d級蝕劑1.3804 0.4015 0.3651 285.71 3.62 .用15.61。從表2可知,TH-701對掛片的腐蝕速率低于2實驗部分檸艨酸、氨基磺酸、硫酸清洗劑,TH-701清洗劑綜合考慮了腐蝕性和清洗能力,綜合性能較好。另外，2.1試劑.實驗過程中還發(fā)現(xiàn)，使用TH- -701清洗劑能夠很快TH-701清洗預膜劑(山東省泰和水處理有限使銹蝕的碳鋼片上的銹垢幾乎全部去掉,且新試片公司自產);氨基磺酸、H2SO。檸檬酸、六偏磷酸鈉、取出后觀察,表面銹點很少,計算腐蝕速率遠遠小ZnSO& H20等均為工業(yè)級。于國家標準;而使用檸檬酸、氨基磺酸、硫酸清洗2.2化學清洗方法時,銹蝕的碳鋼片上有90%的銹垢去掉,但新試片對于TH -701的清洗效果，預先在實驗室進行上有明顯腐蝕產生,計算腐蝕速率比TH-701高很了對比試驗評價。把TH-701與對銹垢清洗能力強多。由此看來,TH-701清洗速度快,其清洗能力和的氨基磺酸. H2SO4檸檬酸(外加1%o的緩蝕劑)作防腐能力均優(yōu)于檸檬酸和無機酸。對比,進行清洗試驗，投加濃度為1000mg'L"。清洗3.2不同藥劑的預膜效果試驗采用旋轉掛片儀,試驗溫度(50+1)C。轉速掛片法中國煤化工]如表3。60r. min-' ,試驗時間3h。取水為本地自來水(水質特由表3|YHCNMHGZnSO4.H20復征見表1),向燒杯中加入IL自來水,并放入1片新配能夠較快的成膜,而且成膜強度最好,傳統(tǒng)的預的碳鋼片.1片具有0.25mm銹蝕產物的碳鋼片、黃膜方法六偏磷酸鈉與ZnSO, HO在點滴試驗中顯示.28李鵬飛等:循環(huán)水系統(tǒng)中TH-701清洗預膜劑的應用性能研究2012年第11期.耐腐蝕強度沒有同等總磷濃度下的TH-701與條件。清洗前,開泵循環(huán),保持系統(tǒng)最大流速;往循ZnSO4 H20復合物高。環(huán)水池中加入HSO4 (采取多處布點緩慢加人的方表3藥劑的預膜效果對比及 點滴試驗結果式),調整循環(huán)水的pH值在5.5-~6.0之間;在泵前集Tab.3 Comparison of the pre-film and the spot test results of水井人口處加人500mg'L'弱酸性液體清洗預膜劑the PharmacyTH-701,常溫下循環(huán)清洗;清洗12h后或者循環(huán)水投加藥劑藥劑濃度mg:L+變色時間s外觀中的鈣離子、濁度指標升高到高點時,需要排污--TH-70120表面光亮有彩色光暈.掛片接口處微齜腐蝕定水量,然后補水至規(guī)定水位,補加300mg.L清洗25預膜劑TH- -701(約48~72h) ;清洗過程中，掛人幾片20065表面光亮有彩色光暈 ,無任何腐蝕現(xiàn)象碳鋼試片,按控制分析項目及頻率進行分析并控制16六偏磷酸鈉48在工藝條件范圍內，每2h測定-一次循環(huán)水的濁度26表面光亮,掛片接口處微量腐蝕+2nsO0'H012和總鐵含量,待循環(huán)水中濁度和總鐵含量趨向平衡6433表面光亮,掛片接口處有微量腐蝕,不明亮后(約12~24 h)且2~4h不再升高或出現(xiàn)下降時,將+ZnSO.HO清洗液全部排空,排完水后維持最大流量對系統(tǒng)進同時，將預膜過的新片掛于未加藥劑的水中，行補水， 使得濁度<10 NTU、總鐵<2mg.L ',準備預TH-701預膜的掛片在12h內仍能保持試片表面不膜。生銹，而傳統(tǒng)的預膜方法六偏磷酸鈉與ZnSO4 H20一般來說,如新裝置開車、系統(tǒng)化學清洗或酸預膜的掛片表面有少量的銹點產生。洗以后、停車48h以上未作保膜處理或長期暴露在3.2藥劑濃 度的選擇空氣中、年度大檢修后開車、循環(huán)水系統(tǒng)pH值降到為了選擇合適的投加濃度,在前期實驗的基礎5.0以下等情況下，系統(tǒng)需要作預膜處理。補水結束上,我們再次做了預膜試驗,根據試驗效果以確定后,開泵循環(huán),維持最大流量循環(huán)以利于水中溶解合適的藥劑濃度,結果見表4。氧的擴散,在加藥箱中加人TH -701預膜劑300mg*表4藥劑濃度選擇實驗結果L+和ZnSO4H200 208mg*L'。預膜時，循環(huán)水的pHTab.4 The experimental resuls of selecting chemicals值控制在6.5~7.5，循環(huán)水中Ca2+的質量濃度大于concentrations50mg*L' ,流速一般要求在1.0~1.5m.s-I 之間(通過投加藥劑ImgL+藥劑依度lng:L° 變色時間1s卜觀流量和管徑估算),不得超過3 m's'。水溫50C ,循T-7016052表面光亮無魔蝕現(xiàn)象,有彩色光暈環(huán)預膜8h;水溫> 209C,循環(huán)預膜24~48h;水溫+ZnS0,"H010~209C ,循環(huán)預膜48~72h。當預膜劑全部注人水中0063表面光亮無腐蝕現(xiàn)象，有彩色光暈后,將預先按HG/T3523- -85《化工冷卻水標準腐蝕TH-7040試片技術條件》處理好的碳鋼試片(4- -8 片),掛入冷6表面光亮無腐蝕現(xiàn)象,有彩色光暈+ZnS0'H092卻塔回水管線上或集水池不同部位,等預膜結束后45取出,按照HG/T3778- -2005《冷卻水系統(tǒng)化學清洗、+ZnS0*HO24預膜處理技術規(guī)則》對碳鋼進行試驗和驗收。預膜表4結果表明，在相同的預膜條件下,TH-701結束后,開大排污閥,邊排污邊補水,待循環(huán)水中總添加240mg'L'、ZnSO4. H2O添加192mg*L-' 時的預磷降到20mg'L-時,即可轉人正常運行。若新裝置膜效果最好,當藥劑的濃度再增加時,預膜效果幾聯(lián)動試車以后,由于種種原因未能正常生產(無熱乎不再有明顯變化,而且此時鋅濃度過高,形成鋅負荷)，為了保護水冷設備,循環(huán)水系統(tǒng)不停車,這鹽析出還會影響預膜的效果。時系統(tǒng)處于冷態(tài)運行階段，此時循環(huán)水不上冷卻塔，水處理劑的加人量控制在正常運行濃度的1.3 .4清洗預膜步驟及 工業(yè)應用試驗倍左右進行保膜處理。4.2工業(yè)應用試驗4.1清洗預膜步驟水處: 中國煤化工不水的現(xiàn)場運行化學清洗是利用化學藥劑使循環(huán)水系統(tǒng)管壁.上的油污及浮銹等雜質從金屬表面上剝離下來,從條件休戚HHCNMH(某電廠進行了現(xiàn)而創(chuàng)造一個活化的金屬表面,給預膜工序創(chuàng)造良好場實踐。首元對兵進仃柘死劉禺,枯泥剝離完成后,對系統(tǒng)進行了第--次補水置換,置換至水中的濁度.2012年第11期李鵬飛等:循環(huán)水系統(tǒng)中TH-701 清洗預膜劑的應用性能研究29小于10 NTU。然后開始投加TH-701 ,對系統(tǒng)進行化學清洗;同時掛人檢測掛片,監(jiān)測清洗時的腐蝕5結論速率。清洗期間pH控制在5.5~6.0之間,中間補加清洗劑，繼續(xù)運行48h后進行第二次排水置換,排TH- -701是一種高效清洗預膜劑，其清洗效果水至循環(huán)水中濁度小于10 NTU.優(yōu)于檸檬酸,且與無機酸類清洗劑相近,但它對設清洗過程中，電站系統(tǒng)總鐵由0mg*L-最高上備的腐蝕速率要遠小于無機酸類清洗劑。TH-701升至17.65mg'L", 濁度由6.1 NTU上升至23.3是大分子混合物,離子間相互作用力復雜,不能很NTU,Ca2+分析由10.61 mg.L=最高上升至91.72快在金屬表面成膜,但是一旦成膜則維持時間比較mg.L+;老循環(huán)水系統(tǒng)總鐵由0mg*L+最高上升至長,Zn2*具有成膜迅速但維持時間短的特點,二者相23.92mg"L+',濁度由7.0 NTU上升至28.3 NTU,Ca2+結合能很快形成結實致密的膜，并且不影響分析由17.73mg.L-' 最高上升至81.5mg*L+';新系統(tǒng)TH-701的緩蝕阻垢性能，從腐蝕率試驗結果我們總鐵由0mg*L-' 最高上升至23.66mg*L"L，濁度由可以看到金屬腐蝕速率很小。而傳統(tǒng)的六偏磷酸鈉6.5 NTU上升至23.3 NTU,Ca2+由16.21mg'L+最高與鋅鹽復配效果雖好,但是膜維持力較短,而且六上升至88.4mg.L+。從清洗時Ca2*、總鐵、濁度以及偏磷酸鈉在緩蝕阻垢.上效果也沒有有機瞵好。從循環(huán)水的溫度前后變化情況可看出,此次清洗效果TH-701在南方某電廠循環(huán)水的應用情況來看,清明顯,結果見表5、表6。洗預膜效果顯著。因此,TH-701與傳統(tǒng)的方法相比表5清洗驗收效果有更好的效果,延長了設備的使用壽命,符合大多Tab.5 Cleaning effect when checking before acceptance數(shù)企業(yè)的需求,值得推廣應用。系統(tǒng)參數(shù)1電站循環(huán)水老循環(huán)水新循環(huán)水參考文獻換熱器情況清洗前清洗后 清洗前 清洗后清洗前 清洗后[1] 瑛偉淺談循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的預膜處理[J].化學工程與裝溫差/C.04.19.39.10.5備, 2012, (4): 78-79,82.表6清洗腐蝕率監(jiān)測2] 金熙,項成林.工業(yè)水處理技術問答及常用數(shù)據[M].北京:化學工業(yè)出版社, 1997.377-378.Tab.6 Cleaning rate of corrosion after monitoring電站循環(huán)水老循環(huán)水 新循環(huán)水[3] 周本省.工業(yè)水處理技術[M]北京:化學工業(yè)出版社, 2002.190-191.標準掛片[4]吳小芳, 石亞菊.2W_1清洗劑的研制及應用[J].工業(yè)水處理,20*碳鋼≤3g*(m2*h)*1.221.201.322004, 24(11):45 -47.銅合金≤0.5g*(m2.h)-0.260.310.28[5]李曉福, 左宏偉,王潤宇TS-101B清洗劑在阿爾及利亞煉廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的應用[J].工業(yè)水處理, 2009, 29(12): 92-94.排水至濁度小于10 NTU,三個系統(tǒng)均投加預膜[6]紀東東. 新建循環(huán)水系統(tǒng)清洗預膜及相關問題探討[J].廣州化劑TH-701和ZnSO4 H200,同時把掛片掛入循環(huán)水工2010, 38<11): 183-184.池中。次日觀察掛片表面有明顯的紫色光暈,結束[7] 中國石油化工總公司.冷卻水分析和實驗方法[M].北京:石油預膜。預膜時間為24h。從預膜前后的掛片情況對比工業(yè)出版社.[8]周本省. 工業(yè)水處理技術[ M].北京:化學工業(yè)出版社, 2002 104.結果來看，表明此次預膜效果比較理想。中國煤化工MHCNMH G