一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法
2023-10-09 15:37:54 1
一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法
【專利摘要】本發明公開一種提高工業冷卻水體系中緩蝕劑性能的方法，即採用一種電磁水處理器，將電磁水處理器的工作感應線圈安裝於工業冷卻水體系中的熱交換器設備的進水口處，在電磁場作用下，使工業冷卻水體系中的緩蝕劑顯示出更好的緩蝕性能，即通過應用電磁水處理器產生電磁場，使緩蝕劑產生增效作用，不僅可以對熱交換表面金屬起到更好的保護作用，還可以降低緩蝕劑的使用量，從而達到節約成本、減少藥劑排放的目的。
【專利說明】一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高工業冷卻水體系中緩蝕劑性能的方法，屬於金屬腐蝕與防護【技術領域】。
【背景技術】
[0002]工業循環冷卻水系統在運行過程中常發生結垢、腐蝕和微生物滋長等問題，特別是在濃縮倍率提高以後，這些問題顯得尤為突出，目前通常採用添加水處理藥劑的方法來控制。緩蝕劑是循環冷卻水系統水處理藥劑的重要組成部分，通常銅合金的緩蝕劑為苯並三氮唑(BTA)、2-巰基苯並噻唑(MBT)等吸附型緩蝕劑，其使用濃度分別為2-3mg/L和3-5mg/L。鋼鐵類金屬的緩蝕劑為鑰酸鹽、鎢酸鹽等鈍化型緩蝕劑。緩蝕劑的使用較好地控制了循環冷卻水系統運行過程中金屬的腐蝕問題，但化學藥劑的使用一方面成本較高，另一方面可對環境造成汙染。
[0003]磁場水處理技術屬於物理水處理技術，主要用於`冷卻水系統的除垢和阻垢，還可起到一定的殺菌作用。由於其具有投資相對少，運行維護費用低，綠色、環保等優點，目前在鍋爐及管道用水、工業循環冷卻水、中央空調冷卻用水等多領域得到應用。磁處理可以增加冷卻水中溶解氧濃度，提高冷卻水的電導率，因此，單純的磁處理可以使黃銅和碳鋼等金屬在冷卻水中的腐蝕速度增大。但在含有緩蝕劑的冷卻水中，電磁場形成的洛倫茲力可通過改變緩蝕劑分子的極性，提高緩蝕劑分子在金屬表面的吸附能力；或通過改變水的物理化學性質，促進緩蝕劑分子與金屬表面作用形成穩定鈍化膜。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，即採用電磁水處理器，在電磁場作用下提高工業冷卻水系統中緩蝕劑的緩蝕率，並降低緩蝕劑使用量，從而達到節約成本、減少藥劑排放的目的。
[0005]本發明的技術原理
一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，即採用一種電磁水處理器,將電磁水處理器的工作感應線圈安裝於熱交換設備的進水口處，在電磁場作用下，通過洛倫茲力改變緩蝕劑分子的極性，提高緩蝕劑分子在金屬表面的吸附能力；或通過改變水的物理化學性質，促進緩蝕劑分子與金屬表面作用形成穩定鈍化膜，提高工業冷卻水系統中的緩蝕劑性能。
[0006]本發明的技術方案
一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，即採用一種變頻直流脈衝電磁水處理器，並將變頻直流脈衝電磁水處理器的工作線圈安裝於工業冷卻水系統的熱交換設備的進水口處，並由變頻直流脈衝電磁水處理器的直流脈衝發生器控制通過線圈的電流脈衝強度和頻率對含緩蝕劑的冷卻水進行連續電磁處理；
所述的熱交換設備為火電廠的凝汽器、中央空調冷卻水系統、蒸發冷卻器及其它各種類型的循環冷卻水系統；
所述的熱交換設備的材料為不鏽鋼、黃銅或碳鋼；
所述的熱交換設備中的冷卻水為淡水、半鹹水或海水；
所述的工業冷卻水系統中的緩蝕劑為吸附膜型緩蝕劑或鈍化膜型緩蝕劑；
所述的吸附膜型緩蝕劑為苯並三氮唑或2-巰基苯並噻唑；所述的工業冷卻水系統中的緩蝕劑苯並三氮唑的濃度為0.5-5mg/L，2-巰基苯並噻唑的濃度為l_5mg/L。即該兩種緩蝕劑的使用濃度下限低於不採用電磁處理時的2 mg/L和3 mg/L ；
所述的鈍化膜型緩蝕劑為鑰酸鹽或鎢酸鹽，其使用濃度即鑰酸鹽為20-150 mg/L,鎢酸鹽為 20-150 mg/L ；
所述的變頻直流脈衝電磁水處理器，其電源為交流市電220V、50Hz，工作電壓為直流10-15V，輸出功率為100-300W，變頻範圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0007]本發明的有益效果
本發明的一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，通過應用電磁水處理器產生電磁場，使緩蝕劑產生增效作用，不僅可以對熱交換設備表面的金屬起到更好的保護作用，還可以降低緩蝕劑的使用量，從而達到節約成本、減少藥劑排放的目的。在本發明優選實施例中，對工業冷卻水系統中冷卻水採用電磁處理，使不同濃度緩蝕劑的緩蝕性能都有一定的提高；並且電磁處理時間越長緩蝕劑的緩蝕率越大；同時為達到相同的緩蝕效果，電磁處理可以降低緩蝕劑苯並三氮唑或2-巰基苯並噻唑的使用量25%或33.3%以上。
【具體實施方式】
[0008]下面通過具體的實施例對本發明進一步詳細描述，但並不限制本發明。
[0009]本實施例中所用的模擬冷卻水主要組成為:20mg/L Ca2+，6mg/L Mg2+，122mg/LHC(V,360mg/L SO42-, 300mg/L CF, 380mg/L Na+。
[0010]本發明實施例中所用的變頻直流脈衝電磁水處理器為上海震R微電子有限公司生產的ZS-SP III型物理水處理器。
[0011]本發明的腐蝕電流密度檢測所用的儀器為PARSTAT 2273電化學工作站(美國Ametek公司)。緩蝕劑的緩蝕率按照下式計算:
J 一 /
緩蝕率=—100%
I cm?
其中:1。。?為未加緩蝕劑的體系中金屬的腐蝕電流密度；
Icor/為加入緩蝕劑後的體系中金屬的腐蝕電流密度。
[0012]實施例1
在分別含0、0.5、l、2、3、5mg/L苯並三氮唑的模擬水中，黃銅的腐蝕電流密度經檢測分別為 0.82,0.49,0.17,0.12,0.16 和 0.18 μ A/cm2，此條件下濃度為 0.5、l、2、3、5mg/L 的苯並三氮唑對黃銅的緩蝕率經計算分別為40.2%,79.3%,85.4%,80.5%和78.0%。
[0013]實施例2
在空白模擬水中，黃銅的腐蝕電流密度為0.82 μ A/cm2。模擬水採用變頻直流脈衝電磁水處理器分別處理0.5h、lh後，黃銅的腐蝕電流密度經檢測均為0.84 μ A/cm2。結果表明，單純的電磁處理對黃銅不具有緩蝕性能；
所述的變頻直流脈衝電磁水處理器，其電源為交流市電220V、50Hz，工作電壓為直流10-15V，輸出功率為100-300W，變頻範圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0014]實施例3
分別含0、0.5、1、1.5、2、3、5mg/L苯並三氮唑的模擬水，經變頻直流脈衝電磁水處理器處理0.5h後，黃銅的腐蝕電流密度經檢測分別為0.84,0.27,0.13,0.11,0.084,0.12和
0.095μ A/cm2，此條件下濃度為0.5、l、2、3、5mg/L的苯並三氮唑對黃銅的緩蝕率經計算分別為 67.9%, 84.5%, 86.9%, 90.0%、85.7% 和 88.7% ；
所述的變頻直流脈衝電磁水處理器，其電源為交流市電220V、50Hz，工作電壓為直流10-15V，輸出功率為100-300W，變頻範圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0015]通過上述實施例1、實施例2和實施例3進行對比，結果表明:
單純採用苯並三氮唑而不採用電磁處理的情況下，當苯並三氮唑濃度為2mg/L，其對黃銅的緩蝕率最大為85.4% ；
單純的電磁處理對黃銅不具有緩蝕性；
而在電磁場作用下，不同濃度的苯並三氮唑對黃銅的緩蝕率都有一定的提高，特別是苯並三氮唑濃度為2mg/L時緩蝕率提高到90.0%。並且在電磁場作用下，採用1.5mg/L的苯並三氮唑對黃銅的緩蝕率為86.9%，已超過`單純採用苯並三氮唑處理時的最大緩蝕率85.4%，即為達到相同的保護效果，電磁處理可以降低苯並三氮唑的使用量25%以上，從而達到節約成本、減少藥劑排放的目的。
[0016]實施例4
含2mg/L苯並三氮唑的模擬水，經變頻直流脈衝電磁水處理器處理Ih後，黃銅的腐蝕電流密度經檢測為0.080 μ A/cm2,緩蝕率經計算為90.5% ；
所述的變頻直流脈衝電磁水處理器，其電源為交流市電220V、50Hz，工作電壓為直流10-15V，輸出功率為100-300W，變頻範圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0017]實施例5
含2mg/L苯並三氮唑的模擬水，經變頻直流脈衝電磁水處理器處理4h後，黃銅的腐蝕電流密度經檢測為0.077 μ A/cm2,緩蝕率經計算為90.8% ；
所述的變頻直流脈衝電磁水處理器，其電源為交流市電220V、50Hz，工作電壓為直流10-15V，輸出功率為100-300W，變頻範圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0018]實施例6
含2mg/L苯並三氮唑的模擬水，經變頻直流脈衝電磁水處理器處理8h後，黃銅的腐蝕電流密度經檢測為0.072 μ A/cm2,緩蝕率經計算為91.4% ；
所述的變頻直流脈衝電磁水處理器，其電源為交流市電220V、50Hz，工作電壓為直流10-15V，輸出功率為100-300W，變頻範圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0019]通過上述實施例3中的在含2mg/L苯並三氮唑的模擬水中的結果與實施例4、實施例5和實施例6進行對比，結果表明電磁處理時間的延長可以提高緩蝕劑的緩蝕性能。
[0020]實施例7
在分別含O、l、2、3、5mg/L的2-巰基苯並噻唑的模擬水中，黃銅的腐蝕電流密度經檢測分別為 0.82,0.70,0.19,0.060 和 0.054 μ A/cm2，此條件下濃度為 l、2、3、5mg/L 的 2_ 巰基苯並噻唑對黃銅的緩蝕率經計算分別為14.6%,76.8%,92.7%和93.4%。
[0021]實施例8
分別含O、l、2、3、5mg/L的2-巰基苯並噻唑的模擬水，經變頻直流脈衝電磁水處理器處理0.5h後，黃銅的腐蝕電流密度經檢測分別為0.84,0.32,0.046,0.044和0.041 μ A/cm2,此條件下濃度為l、2、3、5mg/L的2-巰基苯並噻唑對黃銅的緩蝕率經計算分別為61.9%、94.5%, 94.8% 和 95.1% ；
所述的變頻直流脈衝電磁水處理器，其電源為交流市電220V、50Hz，工作電壓為直流10-15V，輸出功率為100-300W，變頻範圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0022]通過上述實施例7與實施例8的對比，結果表明單純採用2-巰基苯並噻唑，其對黃銅的緩蝕率隨濃度的增加而增大，最大緩蝕率為93.4%，緩蝕率大於90%所需的2-巰基苯並噻唑的最小濃度為3mg/L ;在電磁場作用下，不同濃度的2-巰基苯並噻唑對黃銅的緩蝕率相對於無電磁場作用的情況都有一定的提高，2-巰基苯並噻唑濃度為lmg/L時緩蝕率從無電磁場作用的14.6%提高到電磁場作用下的61.9%,濃度為2mg/L時緩蝕率從無電磁場作用的76.8%提高到電磁場作用下的94.5%。在電磁場作用下，緩蝕率大於90%所需的2-巰基苯並噻唑的最小濃度從3mg/L (無電磁場處理)降低為2mg/L,即電磁處理可降低緩蝕劑使用量33.3%。
[0023]綜上所述，本發明的一種提高循環冷卻水體系緩蝕劑性能的方法，即對冷卻水採用電磁處理，可以使不同濃度緩蝕劑的緩蝕性能都有一定的提高；電磁處理時間越長緩蝕劑的緩蝕率越大；同時為達到相同的緩蝕效果，電磁處理可以降低苯並三氮唑或2-巰基苯並噻唑的使用量25%或33.3%以上。
[0024]上述實施例中，僅以黃銅為材質進行了說明，但並不限制本發明在以不鏽鋼或碳鋼為材料的換熱設備上的應用； 另外，上述也僅以吸附膜型緩蝕劑，即苯並三氮唑或2-巰基苯並噻唑在黃銅材質的熱交換設備中使用本發明的一種提高循環冷卻水系統緩蝕劑性能的方法進行了舉例說明，但並不限制本發明的提高循環冷卻水系統緩蝕劑性能的方法在使用鈍化膜型緩蝕劑，即鑰酸鹽或鎢酸鹽等在鋼鐵類金屬材料的換熱設備上的應用。
[0025]以上所述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所做的任何等效變換，均應屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，其特徵在於採用一種變頻直流脈衝電磁水處理器,將變頻直流脈衝電磁水處理器的工作感應線圈安裝於工業冷卻水系統中的熱交換器設備的進水口處，並由變頻直流脈衝電磁水處理器的直流脈衝發生器控制通過線圈的電流脈衝強度和頻率對含緩蝕劑的冷卻水進行連續電磁處理； 所述的工業冷卻水系統中的熱交換器設備的材料為不鏽鋼、黃銅或碳鋼； 所述的工業冷卻水系統中的緩蝕劑為吸附膜型緩蝕劑或鈍化膜型緩蝕劑； 所述的吸附膜型緩蝕劑為苯並三氮唑或2-巰基苯並噻唑； 所述的鈍化膜型緩蝕劑為鑰酸鹽或鎢酸鹽。
2.如權利要求1所述的一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，其特徵在於所述的變頻直流脈衝電磁水處理器，其電源為交流市電220V、50Hz，工作電壓為直流10-15V，輸出功率為100-300W，變頻範圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
3.如權利要求1所述的一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，其特徵在於所述的熱交換設備中的冷卻水為淡水、半鹹水或海水。
4.如權利要求1所述的一種提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，其特徵在於所述的工業冷卻水系統中的緩蝕劑苯並三氮唑的濃度為0.5-5mg/L ;2-巰基苯並噻唑的濃度為 l-5mg/L。
5.如權利要求1所述的一種 提高工業冷卻水系統中緩蝕劑性能的方法，其特徵在於所述的工業冷卻水系統中的緩蝕劑鑰酸鹽的濃度為20-150mg/L，鎢酸鹽的濃度為20_150mg/L0
【文檔編號】C23F11/14GK103451660SQ201310365339
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】葛紅花, 金志浩, 韓建勳, 林薇薇, 張敏, 王學娟 申請人:上海電力學院