密閉式循環冷卻水系統如何進行化學處理？

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2018-01-13 16:12

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密閉式循環冷卻水系統的主要傾向是腐蝕問題，所以化學處理主要是解決腐蝕問題。早年曾采用鉻酸鹽處理，使用量為500~1000mg/L，效果很好。但因高濃度鉻酸鹽具有很大毒性，已限制使用。近年通常使用亞硝酸鹽、鉬酸鹽、正磷酸鹽、硅酸鹽、硝酸鹽、硼酸鹽、鋅鹽等無機鹽類，以及葡萄糖酸、山梨糖醇、巰基苯并噻唑、苯并三氮唑、羧基亞乙基二膦酸、羧基膦酰基乙酸（HPA）、膦基羧酸（PCA）、烷基三嗪、三乙醇胺等有機

　　（1）亞硝酸鹽是優良的碳鋼陽極緩蝕劑，能氧化碳鋼表面，形成非常薄并致密的、附著性好的氧化膜，是目前密閉系統使用較多的緩蝕劑。使用要求劑量較大，如果劑量不足以鈍化全部陽極表面，將會造成嚴重的點蝕。使用的pH值范圍是8~11，最佳8.5~9.5.一般與硼酸鹽復配以緩沖pH值，使pH保持在8.5~10.5，以控制碳鋼及銅的腐蝕速度。

　　亞硝酸鹽處理要求清潔的系統和控制好微生物，與鹵素不兼容，不能用于鹵水冷卻系統，但與乙二醇兼容。使用溫度超過150℃時，亞硝酸鈉會分解。密閉系統中有多種金屬共存時，需復合銅和鋁緩蝕劑（如巰基苯并噻唑、苯并三氮唑、硅酸鹽、硝酸鹽）防止銅合金及鋁合金腐蝕。

　　（2）鋁酸鹽陽極型氧化膜型緩蝕劑，使用時需要一個氧化環境，水中至少需有1mg/L氧氣。在密閉系統單獨使用時是相當弱的抑制劑，需要較高的濃度，加藥量在1000~1500mg/L。在采用復合配方時，適量加入有機磷、聚羧酸及其共聚物、鋅鹽等，則鉬酸鹽加入量可減少至600~1000mg/L。鉬酸鹽無毒，不污染環境，能耐高溫而不分解，在采暖的熱水系統也可使用，但需使用高劑量。鉬酸鹽對氯的濃度非常敏感，不建議在氯離子500mg/L以上使用。由于鉬酸鹽價格貴，所以常和亞硝酸鹽同時使用。二者有良好的協同作用，并可減少使用量。鎢酸鹽的性質和鉬酸鹽相同，可以代替鉬酸鹽使用，但價格比鉬酸鹽貴。

　　（3）硅酸鹽陽極型沉淀膜型緩蝕劑，他與陽極溶解下來的金屬離子反應生成膠狀集合體沉積在金屬上。對碳鋼、鍍鋅鋼、銅、海軍黃銅和銅鎳合金都有腐蝕抑制作用，對鋁和鋁合金是優秀的腐蝕抑制劑。適同于堿性條件下，pH值在7.5~9.0之間，加藥量為50~60mg/L（以SiO2計），多采用復合配方。注意系統中SiO2濃度不宜過高，鎂離子濃度不宜大于250mg/L，以免生成難以清洗的硅酸鎂垢。使用硅酸鹽時，系統補充水應采用軟水。應通過分析監測水中硅酸鹽含量。由于溶解的鐵離子能夠以硅酸鐵的形式形成沉積，消耗硅酸鹽，因此水中溶解的鐵離子必須控制在1.0mg/L以下。

　　（4）硝酸鹽陽極和陰極緩蝕劑，可在鋁的表面形成氧化保護層，主要用于發動機冷卻液抑制鋁腐蝕，在沒有亞硝酸鹽的情況下，對碳鋼和鑄鐵有腐蝕性。

　　（5）有機抑制劑唑類為銅緩蝕劑，常用的是巰基苯并噻唑（MBT）、苯并三氮唑（BZT）及甲基苯并三氮唑（TTA），通過化學反應被吸附到金屬表面形成薄膜保護金屬。BZT更穩定，不易揮發，不易被生物降解。

　　有機磷、BZT和聚合物分散劑的復合劑在一定條件下可以代替鉬酸鹽。其優點是不會增加電導率，適用于要求電導率低的密閉系統。應用pH值范圍廣，在pH7.5~8.5條件下可在含鋁的系統使用。在不含鋁的系統中，最佳使用pH值為8.5~9.5。

　　葡萄糖酸、山梨糖醇等可應用在特殊系統，如鹽水冷凍系統。

　　其他有機類抑制劑如三乙醇胺等可和其他抑制劑復合使用。

　　密閉系統的腐蝕控制評價可參考以下指標。

　　密閉式循環冷卻水系統的微生物問題有時也很嚴重。采用非氧化性殺生劑控制微生物常用的是戊二醛、異噻唑啉酮、二溴次氨基丙酰胺等。

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