工业循环水处理知识培训讲座水处理化工有限公司第一部分工业循环冷却水结垢腐蚀的成因、处理理论及方法一、水质的简单分类：1、水的成分：水中杂质的组成分为阳离子和阴离子。阳离子分为两大类：Ca2+、Mg2+和K+、Na+阴离子也分为两大类：1）OH-、CO32-、HCO3-等称为M碱度；2）Cl-、SO42-、NO3-等2、水的类型：根据水中阴阳离子的配合不同，可组成不同类型的水质；（主要是硬度和碱度的配合）硬度用H来表示，碱度用M来表示。1）HM称为非碳酸盐型水3）M>H称为负硬水(高K+、Na+，低Ca2+、Mg2+)4）M=H称为中性盐水可用下图来表示：3、水的PH值同碱度的关系PH>10M=OH-+CO32-+HCO3-硬度Ca2+、Mg2+碱度OH-、CO32-、HCO3-碱金属离子K+、Na+酸根Cl-、SO42-、NO3-碳酸盐型水中性盐水负硬水非碳酸盐型水10>PH>8.3M=CO32-+HCO3-8.3>PH>4.5M=HCO3-4、M（总）碱度和P（分）碱度的关系：P=0HCO3-2PMCO32-=2(M—P)OH-=2P-MP=MOH-如：我们测得水的碱度，M碱度为5mmol/L，P碱度为1mmol/L，那么水中CO32-含量为2mmol/L，HCO3-含量为5-2mmol/L=3mmol/L。5、PH值同结垢倾向的关系：虽然循环水中的Ca2+、Mg2+盐的析出是受补充水的水质和浓缩倍数而决定的，但PH值可改变碳酸盐碱度的形式和数量，因此循环冷却水的结垢倾向是可由PH值来调整的。溶于水的Ca（HCO3）2和CaCO3有如下平衡关系：Ca（HCO3）2在水中溶解度很大，20℃时为16.6g/100mlH20，而CaCO3在25℃时只有1.79g/100mlH20,极易沉淀。从以上平衡关系来看，H+起着第二平衡的作用。如水中加酸，H+增加(PH值下降)，反应Ca（HCO3）22HCO3-＋Ca2+＋2H+＋CO32-CaCO3式向左上方进行，CO32-减少。试验证明:无论水中所含CO32-、HCO3-的多少，水滴在空气中降落1.5～2s时间后，水中的CO2的含量几乎全部散失，剩余CO2的含量只与温度有关。如循环冷却水的温度达到50℃,则无CO2存在.因此水中的Ca2+、Mg2+的重碳酸盐全部转化为碳酸盐。二、水垢的种类及成因：1、碳酸钙：碳酸钙是工业循环冷却水中最常见的水垢，平常称之为硬垢，它主要来自补充水的溶解盐（主要是Ca（HCO3）2），在循环冷却水的运行中受热分解成CO2和CaCO3，而CaCO3又是一种难溶性化合物，它的溶度积是2.8×10-9，而且其溶解度随温度升高而降低，这是形成硬垢的主要成份。2、磷酸钙:为了抑制系统材质的腐蚀，常常要加入聚磷酸盐来作为缓蚀剂，当水温升高时,聚磷酸盐会分解为正磷酸盐，分解率因冷却水停留的时间而升高约10%～40%，结果PO43-与Ca2+生成溶解度很低的磷酸钙垢。3、硅酸:这是由于水中的SiO2量过高，加上水的硬度较高，生成非常难处理的硅酸钙(镁)硬垢，因此，通常限制冷却水中SiO2的含量在150-170mg/L之间，但当水中Mg2+大于40mg/L时即使冷却水中SiO2含量<150mg/L，也仍会生成硅酸镁垢，因此<<工业循环冷却水设计规范>>中规定：[Mg(以CaCO3计)]·[SiO2]=15000－35000mg/L4、硫酸钙：硫酸钙在98℃以下是稳定的二水化合物，其溶解度比碳酸钙大40倍以上，在37℃以下，随温度升高而溶解度增大，但在37℃以上则相反，随温度升高而降低，一般水中不会生成硫酸钙垢。但硫酸根浓度过大时也会产生硫酸钙垢，而且会促进腐蚀。三、水垢的形成条件：但冷却水中某盐类的离子物质的量浓度乘积大于溶度积时，为过饱和溶液，过饱和时，就会发生水垢沉积，达到过饱和主要有以下因素造成：1、浓缩倍数的提高。2、系统温度升高，使部分难溶性盐溶解度下降，形成垢盐析出沉积。3、由于碳酸氢盐是一种不稳定的盐类，其在换热器表面受热会分解成为碳酸盐和CO2，而CaCO3溶解度很低，达不到Ca（HCO3）2万分之一，因而很容易在换热器表面形成CaCO3垢。四、水垢的处理、理论方法及各种药剂的性质1、溶性、微溶性盐析出与过饱和区难溶式微溶性盐显示不是刚达到饱和浓度就开始析出沉积，而是要超过溶度积若干倍后才开始沉积。刚达到饱和与开始沉积的浓度区域称之为“过饱和区”或“介稳区”。对这种“介稳区”有两中解释：一种解释是：晶核一方面不断的增长，一方面又不断的溶解，至到晶核长到10um以上才有结晶析出；另一种解释是：水中难溶盐和微溶盐含量...
