工業(yè)循環(huán)冷卻水處理的機理及方法探究

白娜 冉學良 趙瑋

摘要：從工業(yè)角度來講，循環(huán)冷卻水最主要的功能就是對產(chǎn)品和相關(guān)設(shè)備進行冷卻，從而有效地確保工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率達到規(guī)定標準。但是從現(xiàn)實情況來看，長時間采用工業(yè)循環(huán)冷卻用水，設(shè)備極易產(chǎn)生結(jié)垢等問題，情況嚴重甚至會造成設(shè)備腐蝕損壞。因此，必須要采取科學合理的措施來解決此類問題?；诖耍疚闹饕獙I(yè)循環(huán)冷卻水處理進行分析，并著重探究了其應(yīng)用方法和機理，希望可以為業(yè)內(nèi)提供一些借鑒意義。

關(guān)鍵詞：工業(yè)循環(huán)水處理；機理；方法；冷卻；化學工業(yè)

對于我國許多化學工業(yè)而言，如：煉油、制藥等，一般都需要采用工業(yè)循環(huán)冷卻水來保障其冷卻裝置的順利運行。正是因為工業(yè)循環(huán)冷卻用水對于我國許多化工行業(yè)而言具有十分重要的作用，因此，必須要加強對循環(huán)冷卻水處理的深入研究。工業(yè)循環(huán)水在應(yīng)用一段時間后，容易侵蝕設(shè)備和生產(chǎn)管道等，同時還會產(chǎn)生結(jié)垢等一系列問題，這樣除了會對設(shè)備的使用期限產(chǎn)生不良影響，還會造成管道堵塞，進一步導致熱交換效率下降，使得大量能源被浪費。出于對這部分問題的考慮，業(yè)內(nèi)必須要加強對工業(yè)循環(huán)冷卻水方面問題的重視。利用冷卻水在對產(chǎn)品、設(shè)備進行冷卻時，會使得水溫上升，不會對其物理性能產(chǎn)生較大的影響，但是仍然需要做好降溫處理，有效的保障工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

1.工業(yè)循環(huán)水處理機理概述

在化學工業(yè)領(lǐng)域，冷卻水處理主要指的是結(jié)合工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中各項基礎(chǔ)條件的不同，如：水質(zhì)、工況、應(yīng)用設(shè)備等，在對各項條件進行綜合分析和考慮后，再選取適宜的水處理劑和科學有效的水處理配方，然后高質(zhì)的完成水處理工作。除了上述內(nèi)容外，還需要確保工藝條件等方面適宜，以便于更加高質(zhì)高效的完成循環(huán)冷卻水的各項處理工作，并保障其處于良好穩(wěn)定的運行狀態(tài)。在對工業(yè)循環(huán)水進行有效處理時，最重要的問題就是必須要采取質(zhì)量安全、品質(zhì)合格的阻垢劑。因此，業(yè)內(nèi)對于阻垢劑的分析和研究一直十分重視，同時這也是水處理工作中的關(guān)鍵問題。

1.1阻垢效應(yīng)

對于工業(yè)冷卻用水系統(tǒng)而言，通過對阻垢劑的有效利用能夠產(chǎn)生螯合反應(yīng)，同時阻垢劑還具有一定的分散和吸附效果，這也就表明了阻垢劑具有多項功能效用，除了阻垢功能外，還可以實現(xiàn)絮凝、殺菌等不同性能。在許多研究中可以發(fā)現(xiàn)，對不同的阻垢劑進行科學合理的混合使用，其效果比單獨采用某一種阻垢劑要更加有效，因此，在工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中也經(jīng)常會將不同阻垢劑進行聯(lián)合應(yīng)用。

1.2工業(yè)循環(huán)水處理的重要性

在對工業(yè)循環(huán)水進行補給時，一般選用的都為天然水，但是在天然水中，無論是河水、井水、水庫中的水，還是地表水，水中都會含有一定的雜質(zhì)，如：懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)和溶解性物質(zhì)等。如果應(yīng)用的天然水中含有的雜質(zhì)超標，則必須要采取有效的防控措施，也就是需要進行水處理，否則雜質(zhì)會在熱交換面上不斷進行沉積，最終形成水垢，使得熱交換率不斷下降，導致設(shè)備被腐蝕，如果情況嚴重甚至會對整個工業(yè)生產(chǎn)造成安全危害，危及工業(yè)的安全生產(chǎn)。因此，必須要加強對工業(yè)循環(huán)水處理工作的重視程度，科學合理的開展水處理工作。

1.3換熱設(shè)備

一般情況下，工業(yè)循環(huán)水處理的換熱設(shè)備指的就是循環(huán)水冷卻機，同時也表明了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的本質(zhì)就是為了生產(chǎn)設(shè)備進行冷卻而進行研發(fā)配置的。在應(yīng)用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時，其主要通過水來實現(xiàn)冷卻工作，在進行循環(huán)使用的過程中可以有效的節(jié)約大量的冷卻水。在工業(yè)生產(chǎn)中，各項生產(chǎn)活動對于冷卻水的消耗十分巨大，因此，節(jié)約冷卻水也在一定程度上為工業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻，科學合理的應(yīng)用循環(huán)水冷卻機具有十分重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。

2.工業(yè)循環(huán)冷卻水處理的化學方法

2.1緩蝕劑

在對循環(huán)冷卻水進行處理時，可以選擇的緩蝕劑種類十分豐富，但是在利用緩蝕劑進行水處理時，要求其不但具有良好的環(huán)保性，還需要能夠?qū)Σ煌饘儆兄^強的緩蝕效果，同時最為重要的是具有一定的經(jīng)濟實用性。以下，對幾種在循環(huán)冷卻水處理中比較常見的緩蝕劑進行系統(tǒng)性的分析。

鉬酸鹽在循環(huán)冷卻水處理中應(yīng)用的十分廣泛，其屬于陽極型緩蝕劑，同時也可以將其歸屬于氧化膜型，在陽極上應(yīng)用此種緩蝕劑會產(chǎn)生一層氧化物鈍化膜，從而起到有效的保護作用，但是此種緩蝕劑的缺點在于由于使用時需要較大的劑量，因此造價成本較高。

除了鉬酸鹽，磷酸鹽同樣也屬于陽極緩蝕劑，但是同鉬酸鹽進行比較來說，磷酸鹽無毒無害且造價成本較低。但是采用鉬酸鹽容易形成磷酸鈣，從而導致垢的生成，所以需要和阻垢劑進行有機結(jié)合使用，以便于加強對磷酸鈣的控制，但在這種情況也會導致水中藻類瘋狂生長，致使環(huán)境污染問題加劇。

聚磷酸鹽是最有效果的緩蝕劑之一，并且其成本較低，還具有一定的阻垢作用。除此之外，聚磷酸鹽無毒、遇水易溶解，但是在水解后會和正價鈣離子產(chǎn)生反應(yīng)，并進一步生成磷酸鈣垢，使得水中藻類加劇生長。但是綜合分析，聚磷酸鹽還是具有較強的應(yīng)用價值。

2.2阻垢劑

針對水處理工作而言，應(yīng)用比較廣泛的阻垢劑包括以下幾種，如：聚磷酸鹽、機膦酸脂等。其中，聚羧酸主要可以對碳酸鈣垢起到有效的作用。而有機膦酸酯則主要是用來阻垢和控制硫酸鈣垢，但是此種阻垢劑對于碳酸鈣垢的控制效果不佳。除了上述幾種阻垢劑外，有機膦酸在水處理中也比較常見，它主要針對碳酸鈣、硫酸鈣等具有一定的阻垢效果。

3.工業(yè)循環(huán)冷卻用水的作用

3.1洗滌作用

眾所周知，水具有一定的流動性，同時其溶解性也較好，因此，利用水的這兩種特性可以有效的凈化經(jīng)過處理的相關(guān)物料。但是在進行處理之前需要先對相關(guān)物質(zhì)進行檢測，確保其符合凈化要求。一般對于被凈化物質(zhì)而言，要求其與水不互溶，同時還可以在短時間內(nèi)完成沉降，最重要的就是這部分物料中所含有的雜質(zhì)可以有效的被水溶解。此時在對物料進行處理時，就可以通過水進行洗滌，并實施多次重復利用，直至呈現(xiàn)為飽和狀態(tài)。

3.2換熱作用

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，通過循環(huán)冷卻用水能夠釋放系統(tǒng)造成的多余熱量，其本質(zhì)就是應(yīng)用換熱裝置，將溫度過高或者過低的工業(yè)循環(huán)水進行換熱，在換熱期間需要應(yīng)用到相關(guān)導熱介質(zhì)，使其和應(yīng)該進行升降溫的物料實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，以此來實現(xiàn)冷熱水循環(huán)使用的效果。

結(jié)束語：

綜上所述，近年來我國社會經(jīng)濟一直呈現(xiàn)為良好的上升趨勢，在此背景下，工業(yè)發(fā)展速度也在不斷加快。隨著工業(yè)領(lǐng)域的進步和發(fā)展，人們開始提高了對工業(yè)循環(huán)冷卻用水系統(tǒng)的重視程度，并加強了對此方面黨的深入研究和思考。在具體的研究過程中發(fā)現(xiàn)，工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在實際應(yīng)用期間存在著一定的缺陷和不足之處，因此，相關(guān)領(lǐng)域需要加強對其化學處理方法的改進和優(yōu)化，同時還需要深入研究不同的水處理技術(shù)。在業(yè)內(nèi)相關(guān)人員的共同努力下，工業(yè)循環(huán)冷卻用水研究取得了較大的進步。另外，“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的提出也為循環(huán)冷卻水的發(fā)展提供了政策上的支持，對于整個水處理方面的工作起到了重要的積極影響。

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（作者單位：蘭州石化公司）