火力发电厂循环冷却水系统中杀生剂的选用

Posted 2023-01-13 次氯酸

篇首语：敏而好学，不耻下问。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了火力发电厂循环冷却水系统中杀生剂的选用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

天然水中微生物种类较多，属于植物界的有藻类、真菌类和细菌类，属于动物界的有孢子虫、鞭毛虫、病毒等原生物。而火力发电厂用作循环冷却水的水源一般不进行处理，因此菌类会在循环冷却水系统中进行繁殖，对热力设备的安全经济运行会产生严重的影响，其主要危害有：
a　产生生物粘泥，从而造成管线、设备及冷却塔的堵塞、淤泥和结垢，降低热交换器的传热效率和冷却塔的冷却效率。
b　使缓蚀剂失效或部分失效水稳剂中的缓蚀剂是靠在金属表面形成保护膜而起到缓蚀作用的。但生物粘泥一经形成，则粘附在金属表面上，是缓蚀剂难以在金属表面上成膜，这就等于缓蚀剂失效或部分失效。菌藻的新陈代谢活动，能使缓蚀剂、阻垢剂发生分解，尤其是使磷系药剂发生水解，造成药剂失效或部分失效。
c　促进腐蚀微生物生长繁殖本身就促进腐蚀。微生物在新陈代谢的过程中会产生各种类型的酸，如硫细菌产生硫酸，消化细菌产生亚硝酸和硝酸，其他细菌会产生醋酸、乳酸、草酸、柠檬酸和葡萄酸等有机酸。由菌藻生命活动产生上述酸类都会造成腐蚀。形成垢下腐蚀。因为生物粘泥在金属表面上的粘附不可能是均匀的，于是粘泥较厚或有粘泥的金属部位，则贫氧而成为腐蚀电池阳极，而粘泥较薄或无粘泥的金属部位，则氧浓度较高而成为腐蚀电池的阴极，从而加速金属的腐蚀。同时有些还源菌类的阴极去极化作用也会形成严重的腐蚀。显然，在循环冷却水系统中，必须控制菌藻的生长繁殖，否则，后果不堪设想。控制菌藻最行之有效的方法就是投加杀生剂(杀菌灭藻剂)，我国火力发电厂中常用的杀菌剂是氯，氯是一种强氧化剂，能穿透细胞壁与细胞质反应，形成稳定的氯—氮键，因此，它对所有活的机体都具毒性，而且在高浓度下可使细胞普遍受到破坏。氯的氧化作用，不仅由于它本身是强氧化剂，还因它在水中能水解成次氯酸和盐酸，如反应式：Cl2+H2O=HOCl+HCl k=4.66×10-4次氯酸是一种不稳定的化合物，能进行分解：HOCl=HCl+[O]　k=3.2×10-8刚分解出的氧称新生态氧，通常用符号[O]表示，[O]是一种很强的氧化剂，可杀死微生物，但当pH值升高时，次氯酸转化为次氯酸根离子，杀菌能力降低。据估计，次氯酸的杀菌效果要比次氯酸根离子大20倍以上，因此氯的杀菌能力与冷却水的pH值有关，当pH值大于6.5时，次氯酸就开始大量电离分解，而冷却水通常采用的是碱性水处理，在这样的碱性环境下，杀生效果极差。且氯与NH3和H2S等杂质反应如下式：Cl2+H2S=S+2H++2Cl-Cl2+NH3=NH3Cl+H++Cl-所以当冷却水中有这些杂质时，就会降低氯的杀菌效果。氯对冷却水系统中的金属材质有腐蚀性，且上述反应所产生的氢离子使冷却水的pH值降低，增加了对金属的腐蚀性。图1给出了余氯浓度对铜腐蚀的影响。从图中可以看出，铜腐蚀随余氯浓度成比例地增加。在投加铜缓蚀剂时，如余氯浓度在1mg/L以上，腐蚀速度仍有增大的倾向。因此，即使在使用铜缓蚀剂的场合，余氯浓度也必须控制在1mg/L以下，并要尽可能地缩短处理时间。所以氯气处理也较难控制。

再者环保要求日益提高，氯气杀菌的同时产生许多有机氯致癌物质如三氯甲烷、与水中氨氮化合物作用生成的氯胺等都对人及水生物有较大的危害，这些都引起人们密切的关注。而原水水质的恶化和节水的要求，有时需要用水质较差的补充水，而使有害氯化合物增多。凡此种种都要求开发利用新型有效的杀生剂，以取代或补充原来占主导地位的氯气。1944年美国的尼亚加拉大瀑布区一水厂首先成功采用二氧化氯处理饮用水。实际上欧州自1850年就开始用二氧化氯处理供水。在德国自1959年以来自来水的杀菌已全部用二氧化氯代替了氯。二氧化氯在冷却水中的使用，在70年代中期才开始。目前，我国在水处理中应用二氧化氯已经起步，但在电厂循环冷却水中还没广泛使用，笔者认为，二氧化?a href='http://www.baiven.com/baike/224/276460.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>仁亲钣星熬暗纳鄙粒蚨趸仍诠ひ道淙此奈⑸镎衬嗫刂品矫姹嚷雀行А?BR> 1 二氧化氯的特点
与氯气相比，二氧化氯的杀菌特点是：
a　二氧化氯杀菌效果好，作用快，基本不与水发生化学反应，也不以二聚或多聚状态存在。它在水中的扩散能力与渗透能力都比氯快，特别在低浓度时更为突出。
b　二氧化氯的杀菌性质与水的pH值无很大关系，在pH值为6～11范围内不影响杀菌活性，据报道对于杀死99%的大肠杆菌，剂量为0.25×10-6kg/L的氯杀死时间从pH=6.5时的60s内延长到pH=8.5时的5min，而同剂量的二氧化氯的杀死时间却缩短到15s。由此可见，冷却水的碱性处理方案中配用二氧化氯来控制菌藻滋长要比加氯效果好得多。
c　二氧化氯不与氨及氨基化合物反应，其杀菌效果不受氨的影响。氯气消毒的一个缺点是与水中氨起反应生成氯胺，使氯的杀生效果大为下降。另外，从理论上来讲，水中每1mg/L的氨要消耗10mg/L的氯，只有超过此耗氯量后才能检测到自由余氯，这极大地增加了耗氯量。而二氧化氯不与水中氨和大多数胺起反应，与水中其他有机物的反应也较氯弱，故可减少使用量。这个特点也使二氧化氯非常适用于合成氨厂和炼油厂冷却水处理。
d　二氧化氯与酚类反应几乎不产生氯苯酚，与有机物、无机物的反应具有很强的选择性，这使二氧化氯与腐殖质及有机物反应几乎不产生散发性有机卤化物，不产生有致癌作用的三氯甲烷。这是因为二氧化氯是氧化剂而不是氯化剂，二氧化氯主要是通过氧化反应与其他物质进行反应。而氯气不仅通过无选择性氧化反应，也通过亲电子取代来参加反应，这就产生大量的氯代有机物，包括三氯甲烷的强致癌物质。另外氯气的投放量比二氧化氯高的多，高的余氯排放将污染环境，需要预先脱氯才可排放，使处理成本增加。
e　二氧化氯不仅能杀死微生物，而且能分解残留的细胞结构，具有杀孢子和病毒的作用，从而有效地控制细菌和藻类及粘泥。
f　二氧化氯杀菌效果持续时间长
g　二氧化氯的杀菌能力与温度有关，温度升高，其杀菌能力增强，据报道，对大肠杆菌，用量0.25mg/L，在5℃达到99.9%的杀死效果需190s，而在30℃时仅需10s。这对于工业循环水的杀生来讲是很有利的。
h　二氧化氯是一种黄绿色到橙色的气体，它有类似于氯的气味，不论是二氧化氯的液体(沸点11℃)或是气体，它们都很不稳定，有爆炸性。因此水处理用的二氧化氯都是现场制成水溶液使用。其制取方法通常是使用亚氯酸钠与一个从氯化器中放出的强氯溶液相混合，反应如下：Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2将二氧化氯转变成液体就可利用已有加氯机方便地改造成二氧化氯加药系统。
2 结论
由以上分析可知，用二氧化氯作为火力发电厂循环冷却水的杀生剂具有较多的优越性，用二氧化氯比用氯气可以取得更好的综合效果和经济、环境效益。所以笔者建议火力发电厂循环冷却水系统的杀生剂应推广采用二氧化氯。