中央空调循环冷冻水处理机理

Posted 2023-01-11 水系

篇首语：明明你一个人可以活的很开心的，偏偏非要学别人谈恋爱……本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了中央空调循环冷冻水处理机理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

冷冻水是只通过制冷机使其温度下降后再流向冷却工艺的循环水，主要用于中央空调和工厂中需低温冷却的系统。就冷却系统的构成而言，冷冻水分为密闭式和非密闭式，非密闭式又分为部分敞开式和喷淋式两种类型。中央空调冷冻水系统多为密闭式；工厂中冷冻水系统多为敞开式，如天津大沽化工厂某分厂7℃水；带有喷淋装置的冷冻水系统主要见于需进行空气洗涤和控制空气湿度的地方，如纺织厂、电子元器件制造车间等。上述几种不同形式的冷冻水系统，有着许多共同的特点。
1.冷冻水的特点
与一般循环冷却水相比较有以下几个特点：
1.l浓缩倍数基本保持不变。密闭式冷冻水系统在循环过程中，由于不与空气接触，没有蒸发，所以水量基本上没有损失。部分敞开式冷冻水系统仅是冷水池敞口部分暴露于空气之中，与空气之间的交换量很少，可以忽略不计，故在循环过程中几乎没有水量损失。带有喷淋装置的冷冻水系统，夏季在循环过程中有特殊的吸湿现象，即在循环过程中没有水量损失，反而因空气中的水蒸气进入系统而使系统中的离子浓度低于补充水。由于这种现象在某些地区引起冷冻水变化较大，也是药量损失的主要因素，应引起重视，采取相应措施。而在冬季由于对空气起增湿作用冷冻水有一定的浓缩。
l.2水温比较低，一般在1℃到20℃之间变化，大多数在6℃到12℃之间。
1.3水处理药剂为一次性投入，为了保证药剂的有效性，在指定的周期内排污换药。
1.4冷冻水对设备的危害主要是腐蚀，常因腐蚀原因出现红水现象。
1.5一般来说，贮水量与循环水量要小些。
2.腐蚀机理
冷冻水系统因其水量基本保持不变，水中钙、镁离子不因循环而增加，所以结垢趋势并不严重。系统主要存在的问题为溶解氧腐蚀，碳钢在水中由于形成微电池而引起腐蚀。腐蚀反应的过程可表示为：
阳极反应 Fe-- Fe2+ + 2e
阴极反应 1/2O2+H2O+2e-- 20H-
在水中 Fe2+ +20H- --Fe (OH)2
氢氧化亚铁极易氧化成红棕色的铁锈，这是冷冻水出现红水的主要原因。在敞开式和喷淋式系统中，由于系统部分暴露于空气中或与空气直接接触，系统中溶解氧的含量比较充足；在密闭式冷冻水系统中，溶解氧会因腐蚀的发生而迅速消耗，变的不充分。但这些系统仍会有少量的溶解氧存在，主要是通过阀门、管接头、泵的压垫漏进来的。此外，冷冻水系统虽然补充水很少，但溶解氧也会随着补充水的加入而带入系统中。所以溶解氧是造成冷冻水系统腐蚀的主要原因。
伴随着氧化铁的腐蚀机理，另一种腐蚀循环反应也同时发生。
1/2 Fe3+ + Fe2 --3 Fe2+
Fe2+ +1/2O2-- Fe3+
这是去离子水或软化水腐蚀的主要原因，一旦形成腐蚀反应，还有一个加速过程而这种腐蚀在氧的存在下是一个往复连锁反应。这是因为钙、镁、碱度对腐蚀而言为保护性离子，而软化水与去离子水正是去除了这些离子，所以在某些用户出现设备一年就穿孔腐蚀现象，从水处理方面讲，密封式系统严禁使用去离子水或软化水。另外Cl-等腐蚀性离子也参加了反应且腐蚀因素较多，这里不—一叙述。未经加药处理的冷冻水系统腐蚀严重。
3.药剂的选择
根据冷冻水上述的主要腐蚀原因，分别对铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、钼酸盐、锌盐及有机酸、硫脲、硫醇、唑啉等药剂进行对比实验，因其中铬酸盐严重污染环境、亚硝酸钠的致癌原因而弃置不用。
我们以天津自来水为实验用水，采用挂片法，对单一及复配药剂进行一系列腐蚀实验，根据结果及实践经验，筛选出具代表性的几种复配药剂。
从结果看出，磷系、硅系、钼系三类复配药剂在缓蚀方面均取得了良好的效果，挂片腐蚀率远远低于国家标准。硅系复配药剂虽然效果好、价格便宜，但因易生成硅垢且不易去除，使用时慎重。钼系复配药剂缓蚀效果好，且冷冻水中药量损失不大，经济上可以接受。我们又以相同的配方对四川某厂冷冻水进行对比实验，其结果与上述一致。
磷系与钼系药剂相比，钼系主要以吸附膜、沉淀膜原理缓蚀，其效果可以使碳钢腐蚀率小到几乎测不出来，其缺点就是用量较大，复配药剂用量大于2000ppm，成本较高；而磷系药剂主要加入除氧剂等多种形式进行缓蚀，用量较小，一般为500ppm左右，成本低些，但效果不如钼系配方。
近几年，国家工业水处理工程技术研究中心，针对冷冻水和采暖水系统的特点，开发出一种新型的低钼药剂TS-52706，用量为100—500ppm，碳钢腐蚀率几乎为零，其阻垢环蚀效果非常优秀，专门适用于密闭系统。
4.冷冻水处理药剂损失
4.l 由于系统本身密闭性不强，在某些接口及泵处有泄漏现象，药量随之流失。一般情况下，损失的药量占总药量的1%一10%。但在某些系统，泄漏带走的药量为主要损失；因为冷冻水系统贮水量较小，只有几个至几十个立方，泄漏一个立方也会在几天或几十天系统里的水就会置换一次。某些系统一年回补好几次药，甚至每月都补。
4.2系统本身要吸附一些药剂，其损失量很小，约占总药量的1%左右。
4.3在某些带有喷淋装置的冷冻水系统中，由于吸湿作用，系统水量增加而发生溢流造成药剂损失。
4.4使用磷系配方，因除氧剂的消耗而必须定时补药，周期为1～2月/每次。
5.加药方式
冷冻水药量损失较小，但为了保证药剂在水中的有效性，须人为的进行有规律的排污、补水、加药。目前，对冷冻水中加药的间隔时间还未见报道，这里介绍几种方法。
5.1根据水质检测结果不定期加药。
5.2连续加药：即连续地小量排水与补水，同时连续加药。
5.3定期加药：即每隔一定时间，换水加药。因换水会带走大量的冷能，故此方法一般采用部分排水补水进行，也有采用隔几个月换掉部分冷冻水、补充部分药剂的方法。
5.4自动控制加药：现场可通过仪器反映冷冻水的电导率、排污量等来控制加药。还有更先进的方法是通过反映药剂中示踪离子含量的仪器来控制加药。这种方法的优点是现场操作方便，节省人力物力，节省药剂。但此类仪器价格较高，所以仅在大型中央空调系统中使用。