中央空調(diào)水處理中冷凍水處理流程方法及原理

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　　中央空調(diào)水處理的過(guò)程中，冷凍水處理也是一個(gè)特別重要的過(guò)程，這一直是專業(yè)人士研究的方向之一，本文給大家詳細(xì)的來(lái)介紹冷凍水處理的方式。

　　冷凍水是只通過(guò)制冷機(jī)使其溫度下降后再流向冷卻工藝的循環(huán)水，主要用于中央空調(diào)和工廠中需低溫冷卻的系統(tǒng)。

　　就冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成而言，冷凍水分為密閉式和非密閉式，非密閉式又分為部分敞開(kāi)式和噴淋式兩種類型。中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)多為密閉式;工廠中冷凍水系統(tǒng)多為敞開(kāi)式;帶有噴淋裝置的冷凍水系統(tǒng)主要見(jiàn)于需進(jìn)行空氣洗滌和控制空氣濕度的地方，如紡織廠、電子元器件制造車間等。上述幾種不同形式的冷凍水系統(tǒng)，有著許多共同的特點(diǎn)。

　　冷凍水的特點(diǎn)

　　與一般循環(huán)冷卻水相比較有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　1、濃縮倍數(shù)基本保持不變。密閉式冷凍水系統(tǒng)在循環(huán)過(guò)程中，由于不與空氣接觸，沒(méi)有蒸發(fā)，所以水量基本上沒(méi)有損失。部分敞開(kāi)式冷凍水系統(tǒng)僅是冷水池敞口部分暴露于空氣之中，與空氣之間的交換量很少，可以忽略不計(jì)，故在循環(huán)過(guò)程中幾乎沒(méi)有水量損失。帶有噴淋裝置的冷凍水系統(tǒng)，夏季在循環(huán)過(guò)程中有特殊的吸濕現(xiàn)象，即在循環(huán)過(guò)程中沒(méi)有水量損失，反而因空氣中的水蒸氣進(jìn)入系統(tǒng)而使系統(tǒng)中的離子濃度低于補(bǔ)充水。由于這種現(xiàn)象在某些地區(qū)引起冷凍水變化較大，也是藥量損失的主要因素，應(yīng)引起重視，采取相應(yīng)措施。而在冬季由于對(duì)空氣起增濕作用冷凍水有一定的濃縮。

　　2、水溫比較低，一般在1℃到20℃之間變化，大多數(shù)在6℃到12℃之間。

　　3、水處理藥劑為一次性投入，為了保證藥劑的有效性，在指定的周期內(nèi)排污換藥。

　　4、冷凍水對(duì)設(shè)備的危害主要是腐蝕，常因腐蝕原因出現(xiàn)紅水現(xiàn)象。

　　5、一般來(lái)說(shuō)，貯水量與循環(huán)水量要小些。

　　腐蝕機(jī)理

　　冷凍水系統(tǒng)因其水量基本保持不變，水中鈣、鎂離子不因循環(huán)而增加，所以結(jié)垢趨勢(shì)并不嚴(yán)重。系統(tǒng)主要存在的問(wèn)題為溶解氧腐蝕，碳鋼在水中由于形成微電池而引起腐蝕。腐蝕反應(yīng)的過(guò)程可表示為：

　　陽(yáng)極反應(yīng) Fe Fe2+ + 2e

　　陰極反應(yīng) 1/2O2+H2O+2e 20H-

　　在水中 Fe2+ +20H- Fe (OH)2

　　氫氧化亞鐵極易氧化成紅棕色的鐵銹，這是冷凍水出現(xiàn)紅水的主要原因。在敞開(kāi)式和噴淋式系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)部分暴露于空氣中或與空氣直接接觸，系統(tǒng)中溶解氧的含量比較充足;在密閉式冷凍水系統(tǒng)中，溶解氧會(huì)因腐蝕的發(fā)生而迅速消耗，變的不充分。但這些系統(tǒng)仍會(huì)有少量的溶解氧存在，主要是通過(guò)閥門、管接頭、泵的壓墊漏進(jìn)來(lái)的。此外，冷凍水系統(tǒng)雖然補(bǔ)充水很少，但溶解氧也會(huì)隨著補(bǔ)充水的加入而帶入系統(tǒng)中。所以溶解氧是造成冷凍水系統(tǒng)腐蝕的主要原因。

　　伴隨著氧化鐵的腐蝕機(jī)理，另一種腐蝕循環(huán)反應(yīng)也同時(shí)發(fā)生。

　　1/2 Fe3+ + Fe2 3 Fe2+

　　Fe2+ +1/2O2 Fe3+

　　這是去離子水或軟化水腐蝕的主要原因，一旦形成腐蝕反應(yīng)，還有一個(gè)加速過(guò)程而這種腐蝕在氧的存在下是一個(gè)往復(fù)連鎖反應(yīng)。這是因?yàn)殁}、鎂、堿度對(duì)腐蝕而言為保護(hù)性離子，而軟化水與去離子水正是去除了這些離子，所以在某些用戶出現(xiàn)設(shè)備一年就穿孔腐蝕現(xiàn)象，從水處理方面講，密封式系統(tǒng)嚴(yán)禁使用去離子水或軟化水。另外Cl-等腐蝕性離子也參加了反應(yīng)且腐蝕因素較多，這里不—一敘述。未經(jīng)加藥處理的冷凍水系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重。

　　藥劑的選擇

　　根據(jù)冷凍水上述的主要腐蝕原因，分別對(duì)鉻酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽、鋅鹽及有機(jī)酸、硫脲、硫醇、唑啉等藥劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，因其中鉻酸鹽嚴(yán)重污染環(huán)境、亞硝酸鈉的致癌原因而棄置不用。

　　我們以天津自來(lái)水為實(shí)驗(yàn)用水，采用掛片法，對(duì)單一及復(fù)配藥劑進(jìn)行一系列腐蝕實(shí)驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，篩選出具代表性的幾種復(fù)配藥劑。

　　磷系、硅系、鉬系三類復(fù)配藥劑在緩蝕方面均取得了良好的效果，掛片腐蝕率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。硅系復(fù)配藥劑雖然效果好、價(jià)格便宜，但因易生成硅垢且不易去除，使用時(shí)慎重。鉬系復(fù)配藥劑緩蝕效果好，且冷凍水中藥量損失不大，經(jīng)濟(jì)上可以接受。我們又以相同的配方對(duì)四川某廠冷凍水進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果與上述一致。

　　磷系與鉬系藥劑相比，鉬系主要以吸附膜、沉淀膜原理緩蝕，其效果可以使碳鋼腐蝕率小到幾乎測(cè)不出來(lái)，其缺點(diǎn)就是用量較大，復(fù)配藥劑用量大于2000ppm，成本較高;而磷系藥劑主要加入除氧劑等多種形式進(jìn)行緩蝕，用量較小，一般為500ppm左右，成本低些，但效果不如鉬系配方。

　　近幾年，國(guó)家工業(yè)水處理工程技術(shù)研究中心，針對(duì)冷凍水和采暖水系統(tǒng)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出一種新型的低鉬藥劑TS-52706，用量為100—500ppm，碳鋼腐蝕率幾乎為零，其阻垢環(huán)蝕效果非常優(yōu)秀，專門適用于密閉系統(tǒng)。

　　冷凍水處理藥劑損失

　　l、 由于系統(tǒng)本身密閉性不強(qiáng)，在某些接口及泵處有泄漏現(xiàn)象，藥量隨之流失。一般情況下，損失的藥量占總藥量的1%一10%。但在某些系統(tǒng)，泄漏帶走的藥量為主要損失;因?yàn)槔鋬鏊到y(tǒng)貯水量較小，只有幾個(gè)至幾十個(gè)立方，泄漏一個(gè)立方也會(huì)在幾天或幾十天系統(tǒng)里的水就會(huì)置換一次。某些系統(tǒng)一年回補(bǔ)好幾次藥，甚至每月都補(bǔ)。

　　2、系統(tǒng)本身要吸附一些藥劑，其損失量很小，約占總藥量的1%左右。

　　3、在某些帶有噴淋裝置的冷凍水系統(tǒng)中，由于吸濕作用，系統(tǒng)水量增加而發(fā)生溢流造成藥劑損失。

　　4、使用磷系配方，因除氧劑的消耗而必須定時(shí)補(bǔ)藥，周期為1～2月/每次。

　　加藥方式

　　冷凍水藥量損失較小，但為了保證藥劑在水中的有效性，須人為的進(jìn)行有規(guī)律的排污、補(bǔ)水、加藥。目前，對(duì)冷凍水中加藥的間隔時(shí)間還未見(jiàn)報(bào)道，這里介紹幾種方法。

　　1、 根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果不定期加藥。

　　2 、連續(xù)加藥：即連續(xù)地小量排水與補(bǔ)水，同時(shí)連續(xù)加藥。

　　3、 定期加藥：即每隔一定時(shí)間，換水加藥。因換水會(huì)帶走大量的冷能，故此方法一般采用部分排水補(bǔ)水進(jìn)行，也有采用隔幾個(gè)月?lián)Q掉部分冷凍水、補(bǔ)充部分藥劑的方法。

　　4 、自動(dòng)控制加藥：現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)儀器反映冷凍水的電導(dǎo)率、排污量等來(lái)控制加藥。還有更先進(jìn)的方法是通過(guò)反映藥劑中示蹤離子含量的儀器來(lái)控制加藥。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)操作方便，節(jié)省人力物力，節(jié)省藥劑。但此類儀器價(jià)格較高，所以僅在大型中央空調(diào)系統(tǒng)中使用。