緩蝕劑的發(fā)展經(jīng)歷了鉻酸鹽、聚磷酸鹽、有機(jī)磷酸鹽等階段，逐步向高效、低毒、環(huán)保的方向發(fā)展。緩蝕劑的選擇不僅取決于緩蝕阻垢劑本身的結(jié)構(gòu)，復(fù)配的效應(yīng)等內(nèi)因，也取決于循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水水質(zhì)、腐蝕介質(zhì)組成及操作運(yùn)行等外因。工業(yè)上多通過實(shí)驗(yàn)來篩選緩蝕劑的配方，磷系配方仍然是目前應(yīng)用最為廣泛的緩蝕阻垢劑配方之一。

　　海水淡化作為解決水危機(jī)的有效途徑之一，已經(jīng)在許多國(guó)家和地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用。目前海水淡化水越來越多地應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，但是海水淡化水具有低堿、低硬、高氯離子等強(qiáng)腐蝕性的特點(diǎn)，限制了其在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用。因此，研究適用于海水淡化水水質(zhì)條件的緩蝕劑變得尤為重要。天津大港區(qū)某化工廠使用海水淡化水作為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水，筆者針對(duì)其水質(zhì)條件，進(jìn)行了緩蝕劑的篩選及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

　　1 實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 實(shí)驗(yàn)用水

　　實(shí)驗(yàn)用水取自天津大港區(qū)某化工廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，該系統(tǒng)以海水淡化水為補(bǔ)充水，所取實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)情況見表 1。由表 1 可知，實(shí)驗(yàn)用水屬于強(qiáng)腐蝕性水。



　　1.2 腐蝕率的測(cè)定

　　根據(jù)《水處理劑緩蝕性能的測(cè)定旋轉(zhuǎn)掛片法》(GB/T 18175—2000) ，采用失重法測(cè)定腐蝕率。

　　2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2.1 緩蝕劑配方的篩選

　　碳鋼、黃銅、不銹鋼在低硬度、低堿度、高氯離子環(huán)境下易發(fā)生腐蝕，因此，在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，如何有效抑制碳鋼、黃銅、不銹鋼在海水淡化水中的腐蝕是首要解決的問題。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)，選取由無機(jī)磷酸鹽、無機(jī)鹽緩蝕劑、有機(jī)多元磷酸等3 種成分不同配比配制的7 個(gè)緩蝕劑配方進(jìn)行篩選。將實(shí)驗(yàn)用水自然濃縮至4.5 倍，控制pH=8.5，水溫為(50±1) ℃，分別添加60、80、100 mg/L 的不同緩蝕劑進(jìn)行72 h 旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見 表 2。



　　由表 2 可知，加入TS -528D、TS -528E、TS - 528F、TS-528G 后，碳鋼、黃銅、不銹鋼的腐蝕率均能達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50050— 2007)標(biāo)準(zhǔn)要求，即碳鋼腐蝕率≤ 0.075 mm/a，黃銅、不銹鋼腐蝕率≤0.005 mm/a。但在同一濃度水平下， TS-528F、TS-528G 處理效果最好，且這2 種緩蝕劑在3 組投加量下的腐蝕率均能達(dá)標(biāo)，故選擇TS- 528F、TS-528G 進(jìn)行后面的動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)及成本分析。藥劑投加質(zhì)量濃度取80 mg/L，以確定最終選用的緩蝕劑。

　　2.2 動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)

　　動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)循環(huán)水量為180 L/h，pH 控制在 8.2～8.5，藥劑投加質(zhì)量濃度維持在80 mg/L。濃縮倍數(shù)為4.5，整個(gè)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了20 d，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 3。



　　由表 3 可知，TS-528F、TS-528G 有良好的穩(wěn)定性，20 d 內(nèi)碳鋼的腐蝕率均<0.04 mm/a，黃銅、不銹鋼的腐蝕率均<0.004 mm/a。

　　3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

　　根據(jù)篩選實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取TS-528G 作為緩蝕劑用于現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中。循環(huán)水濃縮倍數(shù)維持在4.2～4.5，pH 控制在8.2～8.5 之間，進(jìn)出口溫差6～ 8 ℃。TS-528G 采用連續(xù)投加方式加入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，投加質(zhì)量濃度為80 mg/L。現(xiàn)場(chǎng)所用的殺菌劑為異噻唑啉酮、十二烷基二甲基芐基氯化銨，采用交替投加的方式。2011 年3 月，TS-528G 開始在天津某化工廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中使用，到2011 年9 月，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。碳鋼、黃銅、不銹鋼的腐蝕率均能達(dá)到《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50050—2007)要求。且TS-528G 與殺菌劑配伍性良好。運(yùn)行結(jié)果如表 4。



　　4 成本分析

　　TS-528G 用于天津某化工廠以海水淡化水為補(bǔ)充水的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，配以異噻唑啉酮、十二烷基二甲基芐基氯化銨為殺菌劑。該系統(tǒng)保有水量為3.8萬t，循環(huán)量為7 萬t/h，年消耗TS-528G 為 270 t，殺菌劑300 t，處理費(fèi)用為0.013 元/t，具有良好的應(yīng)用前景。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　5 結(jié)論

　　(1)經(jīng)靜態(tài)腐蝕、動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)、成本分析，研制出了適合以海水淡化水為補(bǔ)充水的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)環(huán)境的緩蝕劑TS -528G。旋轉(zhuǎn)掛片實(shí)驗(yàn)進(jìn)行72 h，碳鋼的腐蝕率為0.021 mm/a，黃銅的腐蝕率為 0.001 8 mm/a，不銹鋼的腐蝕率為0.002 0 mm/a。動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)運(yùn)行20 d，碳鋼的腐蝕率為0.027 mm/a，黃銅的腐蝕率為0.002 2 mm/a，不銹鋼的腐蝕率為 0.002 5 mm/a。

　　(2)以無機(jī)磷酸鹽、無機(jī)鹽緩蝕劑、有機(jī)多元磷酸為主要成分的TS-528G 在海水淡化水中表現(xiàn)出理想的緩蝕效果，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用7 個(gè)月，碳鋼的腐蝕率可控制在0.05 mm/a 以內(nèi)，黃銅、不銹鋼的腐蝕率可控制在0.004 mm/a 以內(nèi)。

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