工業(yè)(園區(qū))用水的超分子節(jié)能零排放技術(shù)
腐蝕和結(jié)垢問題是循環(huán)水系統(tǒng)存在主要問題
工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)大部分為敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng),是目前應(yīng)用最廣、類型最多的一種冷卻系統(tǒng)。它也是以水冷卻移走工藝介質(zhì)或換熱設(shè)備所散發(fā)的熱量,然后利用熱水和空氣直接接觸時(shí)將一部分熱水蒸發(fā)出去,而使大部分熱水得到冷卻后,再循環(huán)使用。循環(huán)水系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟,能有效的節(jié)能并減少熱污染。但循環(huán)冷卻水在不斷高效率的蒸發(fā)濃縮過程中,水中的有害離子成倍增加,再加上天氣風(fēng)沙灰塵,冷卻塔在室外長年受陽光照射,風(fēng)吹雨淋,灰塵、雜物的飄落,會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕,由此而產(chǎn)生的污垢將堵塞輸水管線,引起腐蝕穿孔、換熱效率下降等一系列水質(zhì)危害,威脅裝置的正常運(yùn)行,主要存在以下幾方面問題:
圖1 水管結(jié)垢 圖2 換熱器結(jié)垢
1.銹垢:碳鋼設(shè)備主要成分是鐵,鐵容易生銹,除了由于它的化學(xué)性質(zhì)活潑以外,同時(shí)與外界條件也有很大關(guān)系。水分是使鐵容易生銹的物質(zhì)之一。然而,光有水也不會(huì)使鐵生銹,只有當(dāng)空氣中的氧氣溶解在水里時(shí),氧在有水的環(huán)境中與鐵反應(yīng),才會(huì)生成一種叫氧化鐵的東西,這就是鐵銹。鐵銹是一種棕紅色的物質(zhì),它不像鐵那么堅(jiān)硬,很容易脫落,一塊鐵完全生銹后,體積可脹大8倍。如果鐵銹不除去,這海綿狀的鐵銹特別容易吸收水分,鐵也就銹蝕得更快。
2.水垢:由于循環(huán)冷卻水在冷卻過程中不斷地蒸發(fā),使水中含鹽濃度不斷增高,超過某些鹽類的溶解度而沉淀附著在系統(tǒng)管壁上形成水垢。常見的有碳酸鈣、磷酸鈣、硅酸鎂等垢。水垢的產(chǎn)生大大的降低了傳熱效率,0.5毫米的垢厚就使傳熱系數(shù)降低17.9%。
3.泥垢:污垢主要由水中的有機(jī)物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉塵等構(gòu)成,垢的質(zhì)地松軟,不僅降低傳熱效率而且還引起垢下腐蝕。
4.腐蝕:循環(huán)冷卻水對(duì)換熱設(shè)備的腐蝕,主要是電化學(xué)腐蝕,產(chǎn)生的原因有設(shè)備制造缺陷、水中充足的氧氣、水中腐蝕性離子(Cl-、Fe3+、Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,腐蝕的后果十分嚴(yán)重,不加控制極短的時(shí)間就能使設(shè)備報(bào)廢。
工業(yè)污水和開、閉式循環(huán)水綜合處理及水的再利用的零排放技術(shù),其核心瓶頸是循環(huán)水的腐蝕、結(jié)垢問題,超分子膜化的技術(shù)徹底解決了這個(gè)瓶頸:
核心的生產(chǎn)裝置采用閉式冷卻水系統(tǒng),超分子膜化技術(shù)可確保系統(tǒng)不腐蝕、不結(jié)垢、少排污;蒸發(fā)冷與污水處理系統(tǒng)配合,補(bǔ)水可采用中水。加裝腐蝕結(jié)垢檢測(cè)裝置,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻水運(yùn)行狀況。