一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種提高工業(yè)冷卻水體系中緩蝕劑性能的方法，即采用一種電磁水處理器，將電磁水處理器的工作感應(yīng)線圈安裝于工業(yè)冷卻水體系中的熱交換器設(shè)備的進(jìn)水口處，在電磁場作用下，使工業(yè)冷卻水體系中的緩蝕劑顯示出更好的緩蝕性能，即通過應(yīng)用電磁水處理器產(chǎn)生電磁場，使緩蝕劑產(chǎn)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(dá)到節(jié)約成本、減少藥劑排放的目的。
【專利說明】一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高工業(yè)冷卻水體系中緩蝕劑性能的方法，屬于金屬腐蝕與防護【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運行過程中常發(fā)生結(jié)垢、腐蝕和微生物滋長等問題，特別是在濃縮倍率提高以后，這些問題顯得尤為突出，目前通常采用添加水處理藥劑的方法來控制。緩蝕劑是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水處理藥劑的重要組成部分，通常銅合金的緩蝕劑為苯并三氮唑(BTA)、2-巰基苯并噻唑(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(huán)冷卻水系統(tǒng)運行過程中金屬的腐蝕問題，但化學(xué)藥劑的使用一方面成本較高，另一方面可對環(huán)境造成污染。
[0003]磁場水處理技術(shù)屬于物理水處理技術(shù)，主要用于`冷卻水系統(tǒng)的除垢和阻垢，還可起到一定的殺菌作用。由于其具有投資相對少，運行維護費用低，綠色、環(huán)保等優(yōu)點，目前在鍋爐及管道用水、工業(yè)循環(huán)冷卻水、中央空調(diào)冷卻用水等多領(lǐng)域得到應(yīng)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(dǎo)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(xué)性質(zhì)，促進(jìn)緩蝕劑分子與金屬表面作用形成穩(wěn)定鈍化膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，即采用電磁水處理器，在電磁場作用下提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑的緩蝕率，并降低緩蝕劑使用量，從而達(dá)到節(jié)約成本、減少藥劑排放的目的。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)原理
一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，即采用一種電磁水處理器,將電磁水處理器的工作感應(yīng)線圈安裝于熱交換設(shè)備的進(jìn)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(xué)性質(zhì)，促進(jìn)緩蝕劑分子與金屬表面作用形成穩(wěn)定鈍化膜，提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中的緩蝕劑性能。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案
一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，即采用一種變頻直流脈沖電磁水處理器，并將變頻直流脈沖電磁水處理器的工作線圈安裝于工業(yè)冷卻水系統(tǒng)的熱交換設(shè)備的進(jìn)水口處，并由變頻直流脈沖電磁水處理器的直流脈沖發(fā)生器控制通過線圈的電流脈沖強度和頻率對含緩蝕劑的冷卻水進(jìn)行連續(xù)電磁處理；
所述的熱交換設(shè)備為火電廠的凝汽器、中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)、蒸發(fā)冷卻器及其它各種類型的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；
所述的熱交換設(shè)備的材料為不銹鋼、黃銅或碳鋼；
所述的熱交換設(shè)備中的冷卻水為淡水、半咸水或海水；
所述的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)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并三氮唑或2-巰基苯并噻唑；所述的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中的緩蝕劑苯并三氮唑的濃度為0.5-5mg/L，2-巰基苯并噻唑的濃度為l_5mg/L。即該兩種緩蝕劑的使用濃度下限低于不采用電磁處理時的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 ；
所述的變頻直流脈沖電磁水處理器，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，變頻范圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0007]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，通過應(yīng)用電磁水處理器產(chǎn)生電磁場，使緩蝕劑產(chǎn)生增效作用，不僅可以對熱交換設(shè)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(dá)到節(jié)約成本、減少藥劑排放的目的。在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，對工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中冷卻水采用電磁處理，使不同濃度緩蝕劑的緩蝕性能都有一定的提高；并且電磁處理時間越長緩蝕劑的緩蝕率越大；同時為達(dá)到相同的緩蝕效果，電磁處理可以降低緩蝕劑苯并三氮唑或2-巰基苯并噻唑的使用量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(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)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(fā)明實施例中所用的變頻直流脈沖電磁水處理器為上海震R微電子有限公司生產(chǎn)的ZS-SP III型物理水處理器。
[0011]本發(fā)明的腐蝕電流密度檢測所用的儀器為PARSTAT 2273電化學(xué)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/為加入緩蝕劑后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苯并三氮唑的模擬水中，黃銅的腐蝕電流密度經(jīng)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 的苯并三氮唑?qū)S銅的緩蝕率經(jīng)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。模擬水采用變頻直流脈沖電磁水處理器分別處理0.5h、lh后，黃銅的腐蝕電流密度經(jīng)檢測均為0.84 μ A/cm2。結(jié)果表明，單純的電磁處理對黃銅不具有緩蝕性能；
所述的變頻直流脈沖電磁水處理器，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，變頻范圍為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苯并三氮唑的模擬水，經(jīng)變頻直流脈沖電磁水處理器處理0.5h后，黃銅的腐蝕電流密度經(jīng)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的苯并三氮唑?qū)S銅的緩蝕率經(jīng)計算分別為 67.9%, 84.5%, 86.9%, 90.0%、85.7% 和 88.7% ；
所述的變頻直流脈沖電磁水處理器，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，變頻范圍為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(jìn)行對比，結(jié)果表明:
單純采用苯并三氮唑而不采用電磁處理的情況下，當(dāng)苯并三氮唑濃度為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，不同濃度的苯并三氮唑?qū)S銅的緩蝕率都有一定的提高，特別是苯并三氮唑濃度為2mg/L時緩蝕率提高到90.0%。并且在電磁場作用下，采用1.5mg/L的苯并三氮唑?qū)S銅的緩蝕率為86.9%，已超過`單純采用苯并三氮唑處理時的最大緩蝕率85.4%，即為達(dá)到相同的保護效果，電磁處理可以降低苯并三氮唑的使用量25%以上，從而達(dá)到節(jié)約成本、減少藥劑排放的目的。
[0016]實施例4
含2mg/L苯并三氮唑的模擬水，經(jīng)變頻直流脈沖電磁水處理器處理Ih后，黃銅的腐蝕電流密度經(jīng)檢測為0.080 μ A/cm2,緩蝕率經(jīng)計算為90.5% ；
所述的變頻直流脈沖電磁水處理器，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，變頻范圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0017]實施例5
含2mg/L苯并三氮唑的模擬水，經(jīng)變頻直流脈沖電磁水處理器處理4h后，黃銅的腐蝕電流密度經(jīng)檢測為0.077 μ A/cm2,緩蝕率經(jīng)計算為90.8% ；
所述的變頻直流脈沖電磁水處理器，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，變頻范圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0018]實施例6
含2mg/L苯并三氮唑的模擬水，經(jīng)變頻直流脈沖電磁水處理器處理8h后，黃銅的腐蝕電流密度經(jīng)檢測為0.072 μ A/cm2,緩蝕率經(jīng)計算為91.4% ；
所述的變頻直流脈沖電磁水處理器，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，變頻范圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
[0019]通過上述實施例3中的在含2mg/L苯并三氮唑的模擬水中的結(jié)果與實施例4、實施例5和實施例6進(jìn)行對比，結(jié)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-巰基苯并噻唑的模擬水中，黃銅的腐蝕電流密度經(jīng)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_ 巰基苯并噻唑?qū)S銅的緩蝕率經(jīng)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-巰基苯并噻唑的模擬水，經(jīng)變頻直流脈沖電磁水處理器處理0.5h后，黃銅的腐蝕電流密度經(jīng)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-巰基苯并噻唑?qū)S銅的緩蝕率經(jīng)計算分別為61.9%、94.5%, 94.8% 和 95.1% ；
所述的變頻直流脈沖電磁水處理器，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，變頻范圍為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(jié)果表明單純采用2-巰基苯并噻唑，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%，緩蝕率大于90%所需的2-巰基苯并噻唑的最小濃度為3mg/L ;在電磁場作用下，不同濃度的2-巰基苯并噻唑?qū)S銅的緩蝕率相對于無電磁場作用的情況都有一定的提高，2-巰基苯并噻唑濃度為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，緩蝕率大于90%所需的2-巰基苯并噻唑的最小濃度從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(fā)明的一種提高循環(huán)冷卻水體系緩蝕劑性能的方法，即對冷卻水采用電磁處理，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(dá)到相同的緩蝕效果，電磁處理可以降低苯并三氮唑或2-巰基苯并噻唑的使用量25%或33.3%以上。
[0024]上述實施例中，僅以黃銅為材質(zhì)進(jìn)行了說明，但并不限制本發(fā)明在以不銹鋼或碳鋼為材料的換熱設(shè)備上的應(yīng)用； 另外，上述也僅以吸附膜型緩蝕劑，即苯并三氮唑或2-巰基苯并噻唑在黃銅材質(zhì)的熱交換設(shè)備中使用本發(fā)明的一種提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑性能的方法進(jìn)行了舉例說明，但并不限制本發(fā)明的提高循環(huán)冷卻水系統(tǒng)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(shè)備上的應(yīng)用。
[0025]以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，其特征在于采用一種變頻直流脈沖電磁水處理器,將變頻直流脈沖電磁水處理器的工作感應(yīng)線圈安裝于工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中的熱交換器設(shè)備的進(jìn)水口處，并由變頻直流脈沖電磁水處理器的直流脈沖發(fā)生器控制通過線圈的電流脈沖強度和頻率對含緩蝕劑的冷卻水進(jìn)行連續(xù)電磁處理； 所述的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中的熱交換器設(shè)備的材料為不銹鋼、黃銅或碳鋼； 所述的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)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并三氮唑或2-巰基苯并噻唑； 所述的鈍化膜型緩蝕劑為鑰酸鹽或鎢酸鹽。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，其特征在于所述的變頻直流脈沖電磁水處理器，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，變頻范圍為20Hz-75KHz，載頻頻率為1MHz。
3.如權(quán)利要求1所述的一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，其特征在于所述的熱交換設(shè)備中的冷卻水為淡水、半咸水或海水。
4.如權(quán)利要求1所述的一種提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，其特征在于所述的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中的緩蝕劑苯并三氮唑的濃度為0.5-5mg/L ;2-巰基苯并噻唑的濃度為 l-5mg/L。
5.如權(quán)利要求1所述的一種 提高工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕劑性能的方法，其特征在于所述的工業(yè)冷卻水系統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】葛紅花, 金志浩, 韓建勛, 林薇薇, 張敏, 王學(xué)娟 申請人:上海電力學(xué)院