循环冷却水阻垢技术综述

文章主要对目前工业循环冷却水阻垢技术进行了简单综述,介绍了目前应用于工业循环冷却水处理中的阻垢方法,并对物理阻垢方法和化学阻垢方法中应用得比较广泛或前景比较广阔的几种方法进行了较详细的阐述。

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21 0 0年第 6期第 3卷总第 2 6 7 0期

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循环冷却水阻垢技术综述叶平，王文祥，曾志，胡孟威，朱刚利(广东省环境保护职业技术学校工程中心，广东广州 50 5) 165蠢 毋… t Ⅻ

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在工业用水总量中，大部分用于工业冷却，即作为工业冷却水或冷凝水。据不完

全统计，在石油，化工，电力，冶金等系统冷却水占到总工业用水的 6 0%~7 0%以上。在水资源日 益紧张的今天，提高工业冷却用水效率，能有效降低水资源需求，缓解水资源压力。 提高工业冷却用水的效率最有效的办法是重复利用循环冷却水，但重复利用循环冷却水会带来的一个严重问题是盐分的积累，而盐分的积累会带来换热设备的结垢和腐蚀问题。结垢是指流体中的物质组分或杂质在与之相接触的换热表面上逐渐集聚起一层固态物质，它通常以混合物的形态存在。结垢现象广泛存在于各种传热换热过程中，是许多换热设备经常遇到的问题【。换热设备的结垢会影响换热设备的效率， l j甚至带来安全隐患。虽然如此，换热设备的结垢问题目前仍然难以得到非常有效的解决 J。 目前工业中常用的除垢或阻垢方法主要包括两类：物理阻垢方法和化学阻垢方法。 物理阻垢方法通常是通过对结垢层，水质或水质成分的某种物理作用，使成垢物质失去或暂时失去附壁结垢的能力。物理阻垢方法主要有机械除垢阻垢法，磁场阻垢法，电场阻垢法， 以及超声波阻垢法L等。目前研究和应用比较多的主要是磁场 4 阻垢法和电场阻垢法。

1机械除垢法机械除垢方法是利用机械方法来除去或防止产生垢层。根据除垢防垢时传热设备的工况(停工或开工),机械除垢阻垢法可分为离线机械除垢阻垢法和在线机械除垢阻垢法。 离线机械除垢阻垢法通常使用的器具有钎，尼龙刷，金属刮削器或涡轮器具以及高压水设备等等。离线机械清除污垢的主要优点是技术要求低，其缺点包括要求周期性停产，响生影产质量和成本，劳动强度大，而且清洗时容易对设备造成损伤。 在线机械除垢阻垢法主要有：海绵胶球在线除垢法，流化床在线除垢法，自动刷洗系统以及螺旋形弹簧在线除垢阻垢技术。在线机械除垢阻垢法能减少停工时间，节省清洗劳力，延长设备运转周期，其主要缺点是技术要求较高，系统比较复杂， 成本费用较高。

2磁场阻垢法磁场阻垢的核心设备是磁化器，由产生磁场的装置和待它处理溶液通道两部分组成，溶液以一定的流速在通道内依次通过一个或多个磁路间隙进行磁化。磁处理器的形式多种多样。 根据产生磁场的方式可分为永磁和电磁两类；根据磁体与流体是否接触可区分为浸入式与非浸入式

两种；根据磁场方向与流体流动方向问的关系可分为正交式和平行式两种。 不同类型的磁处理器有各自不同的优缺点，适用的水质和

工况条件也不相同。例如在间隙磁场强度相同的情况下，永磁式和电磁式磁水器的防垢效果相同，但各有其优点。永磁式磁水器不耗电、结构简单、操作维护方便，但其磁场强度的上限有赖于新型磁性材料和充磁技术的开发，还存在随时问的延长或水温的提高而退磁的现象。电磁式磁水器则需要外界提供励磁电源，存在电耗问题，电磁式磁水器的磁场强度容易调节，但 且可达到很大的磁场强度，同时它不受时间及温度的影响，稳定性好，适宜在对水质要求较高的场合下使用。 在国外，自 19 80年 Fac rne和 C b l申请专利起，磁场用 ael于水处理已有 10多年历史。14 0 9 5年， .emeie TV r r n发现“ v磁水”可以减少锅炉水垢的生成后，的磁处理技术开始得到广水泛研究与发展。15年，TV r r e J 98 .e i n在仔细研究磁场对碳 me v酸钙三种晶体结晶过程的影响时发现，经磁场处理后，方解石有转变成文石的趋势。英国教授 D nlsn18 ) o ado(9 8发现磁处理后，方解石和文石在成垢物质中的比例由8 2变为 2 8。 0: 0 0: 0 R i n 18 ) a e(9 4认为正是由于这方面的原因，所以磁处理设备有 s防止硬垢生成的作用，而代之以软垢，可随排污排走。迄今世界上有很多公司生产磁处理装置，如美国 Aq a g ei u man t s c Itrai a,Man t h ne t n l n o g a c,挪威 P l e oa,其设备已广泛用于 r等工业与民用给水系统中防垢、除垢、杀菌、防腐及石油开采、 农业灌溉和医学等领域。 在国内，5 0年代已开始磁技术用于锅炉水除垢和防垢的研究与应用，并于 15 9 9年生产了第一台永磁处理器。六七十年代由于受到水处理剂广泛应用的冲击，处理器的研究和应磁用几经反复。近十几年来，由于环境污染的不断加重，而磁处理不会对环境产生影响，使得磁处理方法得到较大的研究和发展，一些具有较高应用价值的磁场水处理器不断开发出来，如“超强套筒式内磁处理器”和“ C型波纹管式磁防垢除垢 BH器”等【。在应用研究方面，张宝铭通过静态阻垢实验，指 o J J出

了影响磁化水抑垢效果的各种因素，为正确使用磁化水提供依据。刘有昌通过静态实验研究了钙镁总浓度、碱度、p H、 S . O 2对磁化水阻垢效果的影响，得出了应用磁化水抑垢的适宜条件，为磁水器的实际应用提供了依据。罗漫研究了磁化对碳酸钙结晶过程的影响。发现磁处理抑制了晶体的生成，有 8 n 左右的诱导期存在，结晶速度比未经磁处理的溶液下降 mi 7. 53%。在同类实验中，存在磁处理时间愈长，诱导期增长， 结晶速度更慢的趋势。孙志【采用西安石油大学磁防垢项目 J 组设计的强磁防垢室内实验效果评价装置，在材质、形状、传热过程、水流状态、加热温度等方面尽量模拟孤东采油厂垦东大站(D 2)系统，利用金相显微观察法对磁化器进行优 K 51掺水选，找出了最适合 K 2掺水系统水质的磁化器类型。室内 D5 1实验结果表明，磁化系统与空白系统相比，阻垢率为 7 O%左右，而现场应用要好于此效果。陈庆生“将磁化抑垢技术

[收稿日期 j 000 5 2 1-31[简介】叶平(9 2),湖南长沙人，硕士，主要研究方向为工业水处理。作者 18 -,男

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