海水淡化水缓蚀剂的研究

Posted 2023-01-14 海水淡化

篇首语：与其降低你的开支，不如去尝试增加你的收入。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了海水淡化水缓蚀剂的研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

　　缓蚀剂的发展经历了铬酸盐、聚磷酸盐、有机磷酸盐等阶段，逐步向高效、低毒、环保的方向发展。缓蚀剂的选择不仅取决于缓蚀阻垢剂本身的结构，复配的效应等内因，也取决于循环冷却水补充水水质、腐蚀介质组成及操作运行等外因。工业上多通过实验来筛选缓蚀剂的配方，磷系配方仍然是目前应用最为广泛的缓蚀阻垢剂配方之一。

　　海水淡化作为解决水危机的有效途径之一，已经在许多国家和地区得到了广泛的应用。目前海水淡化水越来越多地应用在社会的各个领域，但是海水淡化水具有低碱、低硬、高氯离子等强腐蚀性的特点，限制了其在循环冷却水系统中的应用。因此，研究适用于海水淡化水水质条件的缓蚀剂变得尤为重要。天津大港区某化工厂使用海水淡化水作为循环冷却水系统的补充水，笔者针对其水质条件，进行了缓蚀剂的筛选及应用实验。

　　1 实验部分

　　1.1 实验用水

　　实验用水取自天津大港区某化工厂循环冷却水系统，该系统以海水淡化水为补充水，所取实验用水水质情况见表 1。由表 1 可知，实验用水属于强腐蚀性水。

　　1.2 腐蚀率的测定

　　根据《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T 18175—2000) ，采用失重法测定腐蚀率。

　　2 实验结果与讨论

　　2.1 缓蚀剂配方的筛选

　　碳钢、黄铜、不锈钢在低硬度、低碱度、高氯离子环境下易发生腐蚀，因此，在循环冷却水系统中，如何有效抑制碳钢、黄铜、不锈钢在海水淡化水中的腐蚀是首要解决的问题。结合以往的工作经验，选取由无机磷酸盐、无机盐缓蚀剂、有机多元磷酸等3 种成分不同配比配制的7 个缓蚀剂配方进行筛选。将实验用水自然浓缩至4.5 倍，控制pH=8.5，水温为(50±1) ℃，分别添加60、80、100 mg/L 的不同缓蚀剂进行72 h 旋转挂片腐蚀实验，实验结果见表 2。

　　由表 2 可知，加入TS -528D、TS -528E、TS - 528F、TS-528G 后，碳钢、黄铜、不锈钢的腐蚀率均能达到《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050— 2007)标准要求，即碳钢腐蚀率≤ 0.075 mm/a，黄铜、不锈钢腐蚀率≤0.005 mm/a。但在同一浓度水平下， TS-528F、TS-528G 处理效果最好，且这2 种缓蚀剂在3 组投加量下的腐蚀率均能达标，故选择TS- 528F、TS-528G 进行后面的动态模拟实验及成本分析。药剂投加质量浓度取80 mg/L，以确定最终选用的缓蚀剂。

　　2.2 动态模拟实验

　　动态模拟实验循环水量为180 L/h，pH 控制在 8.2～8.5，药剂投加质量浓度维持在80 mg/L。浓缩倍数为4.5，整个动态实验进行了20 d，实验结果见表 3。

　　由表 3 可知，TS-528F、TS-528G 有良好的稳定性，20 d 内碳钢的腐蚀率均<0.04 mm/a，黄铜、不锈钢的腐蚀率均<0.004 mm/a。

　　3 现场应用情况

　　根据筛选实验结果，选取TS-528G 作为缓蚀剂用于现场循环冷却水系统中。循环水浓缩倍数维持在4.2～4.5，pH 控制在8.2～8.5 之间，进出口温差6～ 8 ℃。TS-528G 采用连续投加方式加入循环冷却水系统中，投加质量浓度为80 mg/L。现场所用的杀菌剂为异噻唑啉酮、十二烷基二甲基苄基氯化铵，采用交替投加的方式。2011 年3 月，TS-528G 开始在天津某化工厂循环冷却水系统中使用，到2011 年9 月，循环冷却水系统运行稳定。碳钢、黄铜、不锈钢的腐蚀率均能达到《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050—2007)要求。且TS-528G 与杀菌剂配伍性良好。运行结果如表 4。

　　4 成本分析

　　TS-528G 用于天津某化工厂以海水淡化水为补充水的循环冷却水系统中，配以异噻唑啉酮、十二烷基二甲基苄基氯化铵为杀菌剂。该系统保有水量为3.8万t，循环量为7 万t/h，年消耗TS-528G 为 270 t，杀菌剂300 t，处理费用为0.013 元/t，具有良好的应用前景。。

　　5 结论

　　(1)经静态腐蚀、动态模拟实验、成本分析，研制出了适合以海水淡化水为补充水的循环冷却水系统环境的缓蚀剂TS -528G。旋转挂片实验进行72 h，碳钢的腐蚀率为0.021 mm/a，黄铜的腐蚀率为 0.001 8 mm/a，不锈钢的腐蚀率为0.002 0 mm/a。动态模拟系统运行20 d，碳钢的腐蚀率为0.027 mm/a，黄铜的腐蚀率为0.002 2 mm/a，不锈钢的腐蚀率为 0.002 5 mm/a。

　　(2)以无机磷酸盐、无机盐缓蚀剂、有机多元磷酸为主要成分的TS-528G 在海水淡化水中表现出理想的缓蚀效果，现场应用7 个月，碳钢的腐蚀率可控制在0.05 mm/a 以内，黄铜、不锈钢的腐蚀率可控制在0.004 mm/a 以内。