日本栗田循环水处理技术交流资料

KURITAWATERINDUSTRIESLTD.水处理技术交流栗田工业（大連）有限公司上海分公司KURITAWATERINDUSTRIESLTD.冷却水药剂处理说明KURITAWATERINDUSTRIESLTD.•稳定，安全，低成本地冷却对象物。•为达到上述目的的水处理稳定–防止因腐蚀，水垢等而引起的紧急停车安全–尽可能不使用对人，环境有害的物质。–防止LEGIONELLA菌等有害細菌低成本–尽可能提高浓缩倍数、降低用排水・药品的成本冷却水处理的目的KURITAWATERINDUSTRIESLTD.•利用蒸发潜热来冷却升温的水，再加以循环利用。水的蒸发潜熱=５８０kcal/kg=每蒸发１kg的水要消耗５８０kcal的热量=１００m３/h的冷却塔中每蒸发１m３/h的循环水量，水温会下降5.8℃Ｐ空气空气空气蒸发开放循环冷却水原理KURITAWATERINDUSTRIESLTD.密闭冷却水系无浓缩开放冷却水系有浓缩补给水排污水蒸发腐蚀水垢粘泥密闭多少少开放多多多冷冻机密闭冷却水系和开放冷却水系KURITAWATERINDUSTRIESLTD.水中大気中水垢性Ｃａ２＋，Ｍｇ２＋，ＨＣＯ３－，ＳｉＯ２―――腐蚀性ＣＩ－，ＳＯ４２－，Ｏ２ＳＯｘ，ＮＯｘ，Ｏ２汚垢成分ＳＳ(浮遊固形分)土砂，粉尘微生物栄養源炭化水素等有機溶媒等※特别因中国有地域差异、和日本的市水，工业用水相比较的实情是水质较差。※由于大气和周围环境不好，污垢成分混入系统内而导致处理恶化。水中，大气中含有的障害原因物質KURITAWATERINDUSTRIESLTD.＜要因＞水垢腐蚀粘泥(藻)(legionell退伍军团菌)＜障害＞冷冻机效率低下（能源损耗）漏水配管,机器的寿命下降美观恶化环境污染＜原因＞水的浓缩空气(大气)太阳光线某种意义上的「自然法则」对冷却水产生障害的要因和原因KURITAWATERINDUSTRIESLTD.①热效率低下②热交换器堵塞③泵圧上升④流量降低⑤外观脏⑥淤渣堆积对生产的影响（设备停止）・机器寿命下降障害腐蚀由于冷却水浓缩而产生的氯化物离子，硫酸离子等腐蚀因子増加、溶解氧的存在等环境而造成铁生锈水垢冷却水补给水里含有多的溶解盐、由于蒸发的原因而产生浓缩、生成溶解盐类。粘泥粘泥是水中发生的细菌・霉菌・藻类和污浊物质的混合物冷却水系中发生的障害KURITAWATERINDUSTRIESLTD.組成熱伝導率(kcal/mh℃)水垢硅石系水垢碳酸钙磷酸系水垢０．２～０．４０．４～０．６０．５～０．７SLIME黏泥，藻类０．５～０．６腐蚀生成物氧化鉄(三氧化二铁)四氧化三鉄３～５１金属碳鋼銅４０～６０３２０～３６００．５～１ｍｍ厚的垢相当于１ｍ厚的铜主要物质的热传递率KURITAWATERINDUSTRIESLTD.图－１所示的是一例吸收式冷冻机污垢和燃费的关系污垢越厚消费的煤气和蒸汽的量就越大。如例所示、付着０．６mm厚的污垢，燃料消费量就会増加23%。吸收式冷冻机的污垢付着和燃費的关系KURITAWATERINDUSTRIESLTD.05101520冷凍機冷却塔空調機揚水ポンプ事後保全実使用年予防保全年数16.411.210.06.69.913.07.57.913.37.59.616.0设备机材的耐用年数比較（建設白皮書）KURITAWATERINDUSTRIESLTD.•容易发生生成反应的条件–钙／碳酸氢离子浓度高→浓缩–ｐＨ值高→浓缩–温度高→热交换器碳酸钙过饱和领域（析出状态）碳酸钙未飽和領域（溶解状態）溶解度温度濃縮温度上昇反应式Ｃａ２＋＋２ＨＣＯ３－→ＣａＣＯ３↓＋Ｈ＋＋ＨＣＯ３－（析出）(ｐＨ低下)碳酸钙生成反应KURITAWATERINDUSTRIESLTD.•浓缩倍数管理–利用自动排污装置、保持目标浓缩倍数（防止浓缩过高）–根据使用的热交换器的运转特性，补给水水质，及使用的药品来決定目标浓缩倍数。•药品处理–防止水垢付着的同时、提高浓缩来谋求节水，添加合适药剂KURITAS-7620（通过处理来提高提高倍数上限）KURITAS-7620是高分子分散剂，腐蚀抑制剂（碳钢缓蚀剂，铜缓蚀剂等）复合配方的药剂水垢的防止方法KURITAWATERINDUSTRIESLTD.S-7620中的高分子分散剂对水垢分散写真KURITAWATERINDUSTRIESLTD.水垢成分水垢防止剤炭酸钙各種亚磷酸马来酸系共聚合物丙烯基酸系聚合物磷酸钙丙烯基酸系共聚合物丙烯基酸系三元共聚合物马来酸系共聚合物硅酸镁丙烯基酸系共聚合物马来酸共聚合物丙烯基AMIDO系共聚合物与各种水垢相对应的水垢抑制剂KURITAWATERINDUSTRIESLTD.吸収式冷温水発生機中的比較（東京都内）№１冷温水発生機・７倍濃縮・原样显示熱交換器的基体。№２冷温水発生機・NOBLOW-down運転・看到水垢的付着。实机上的水垢防止効果(管内)KURITAWATERINDUSTRIESLTD.・吸収式冷温水発生機(400RT)上的比較（東京都内）・№２冷温水発生機NOBLOW運転・ＬＴＤ上昇・№１冷温水発生機７倍濃縮钙硬度：２８０mg/L二氧化硅：２１０mg/L・ＬＴＤ４季(約3,000時間)稳定ＬＴＤの推移-10123457月8月9月7月8月9月7月8月9月7月8月9月ＬＴＤ（℃）№１№２昭和61年平成元年昭和63年昭和62年LTD＝冷媒凝縮温度－冷却水出口温度実機上的水垢防止効果(LTD)KURITAWATERINDUSTRIESLTD.•所谓腐蚀就是金属离子化，失去金属的特性•反应式Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ－･･････････････①1/2Ｏ２＋Ｈ２Ｏ＋２ｅ－→２ＯＨ－･･･②①：阳极反应②：阴极反应ＦｅＦｅ２＋２ｅ－1/2Ｏ２,Ｈ２Ｏ２ＯＨ－腐蚀的起点Ｆｅ２＋1/2Ｏ２,Ｈ２Ｏ２ＯＨ－Ｆｅ２ｅ－Ｃｌ－孔蚀的发展腐蚀的原理KURITAWATERINDUSTRIESLTD.①用耐蚀材料–不锈钢等②与氧隔离–可使用锅炉等密闭系容器③与水分隔离–干燥保管④形成保护膜–涂料–使用生成防蚀皮膜的药品⑤除垢–充分的地控制粘泥–通过部分过滤降浊ＦｅＦｅ２＋２ｅ－1/2Ｏ２,Ｈ２Ｏ２ＯＨ－防蚀的方法KURITAWATERINDUSTRIESLTD.防蚀皮膜的種類対象代表防蚀材防蚀皮膜模式図防蚀皮膜的特徴酸化皮膜细密的皮膜(3～20nm)Cr酸塩系列(γ-Fe２O３など)酸化皮膜形鋼材亜硝酸塩系列和金属基体的密着（不動態皮膜型）钼酸塩系列性大(KURITAA-7010B)防蚀性良好，因濃度低易形成局部腐蚀水中离子型沉淀皮膜比較的多孔質，厚膜水中钙离子等重合磷酸盐　(亚磷酸钙,沈和不溶性盐鋼材正磷酸盐磷酸钙等)和金属基体的密着性殿的生成物磷酸盐稍差，防蚀効果差皮　亜鉛盐膜型金属离子型沉淀皮膜非常细密的薄膜　防蚀対象的銅ﾍﾞﾝｿﾞﾄﾘｱｿﾞｰﾙ(BT)(銅-BT錯盐等)金属离子ﾄﾘﾙﾄﾘｱｿﾞｰﾙ(TT)防蚀性良好和不溶性盐銅合金ﾒﾙｶﾌﾟﾄﾍﾞﾝｿﾞﾁｱｿﾞｰﾙ(MBT)的生成物吸着皮膜酸液・非水溶液中など金属表面が清浄な状態吸着皮膜型鋼材胺類において良好な吸着層が形成される素地金属素地金属素地金属素地金属炭化水素鎖アミノ基据防蚀皮膜的特性来分类防蚀剤KURITAWATERINDUSTRIESLTD.葯剤A是80mg/L以上的添加可取得良好的防蚀効果軟鋼に対する防食効果05101520253035404550080120160200薬品濃度(mg/L)腐食速度（ｍｄｄ）銅に対する防食効果0.00.51.01.52.02.5080120160200薬品濃度(mg/L)腐食速度（ｍｄｄ）良好良好３０℃，７日間，ｐＨ８.８，氯化物离子＝３５０mg/L钙硬度＝５００mg/L，酸消費量(pH4.8)＝５００mg/L腐蚀抑制効果（KURITAS-7620)KURITAWATERINDUSTRIESLTD.铜材归类为耐蚀材料，是难被腐蚀的材质。如果不进行适当的处理、会发生穿孔等重大的腐蚀问题。•因微生物的影响产生绿青／孔蚀–充分的粘泥控制处理•部分性的酸化皮膜及污垢等不均一表面–设备安装前处理/基础处理，部分过滤处理銅材的腐蚀防止KURITAWATERINDUSTRIESLTD.•所谓粘泥，是指「包含生物体和非生物体两方面、形成于水中的固体表面上的粘稠胶状薄膜」。•也就是、微生物以冷却水中的溶存物质为营养源进行繁殖，其代谢物生成粘质物。粘质物结合土砂等无机物质而形成的软泥状物质就成为粘泥。↓粘泥一旦付着金属表面等处其下部就会发生腐蚀。（⇒二次腐蚀）所谓粘泥KURITAWATERINDUSTRIESLTD.•藻类(Algae)＝进行光合成蓝藻类，緑藻类，珪藻类•细菌类(Bacteria)＝水中的有机物等成为营养源(丝状细菌)，铁细菌，硝化细菌,亚硝酸酸化细菌，硫酸盐还原菌•真菌类(霉菌：Fungi)＝高营养环境下繁殖藻菌类(霉菌)，不完全菌类菌(厌氧性菌)构成粘泥的微生物KURITAWATERINDUSTRIESLTD.①固体表面←冷却水固体表面←冷却水②固体表面←冷却水③固体表面←冷却水④①微生物付着在付有有機物的固体表面上、进行繁殖。②微生物在周边生成粘着性物質。③粘着性物質发挥粘合剂的作用、无机物質付着。粘着物質吸收水中的有機物、作为营養源。④进一步付着。粘泥附着模式图微生物微生物和周围的粘着性物質無機物質粘泥付着结构KURITAWATERINDUSTRIESLTD.•外观写真添加药品，粘泥的粘质物溶解、分散在水中。•电子显微镜写真添加药品粘泥的粘着性物质消失。无药品添加药品添加粘泥分散效果（KURITAF-5100)KURITAWATERINDUSTRIESLTD.使用前：绿藻类大量繁殖使用１月后：藻类几乎消失藻类抑制效果(F-5100+F-9200)KURITAWATERINDUSTRIESLTD.使用前冷却塔PIT处有大量堆积。使用１月后冷却塔PIT处堆积的粘泥減少、由于粘泥的剥离，浊度上升。粘泥抑制效果(KURITAF-5100)KURITAWATERINDUSTRIESLTD.①开放冷却水系１）合适的浓缩管理（排污管理）⇒水垢防止对策２）合适水处理药品(KURITAS,F系列）的注入⇒腐蚀、水垢、粘泥防止对策３）自动管理⇒水质变动、负荷变动对策②密闭冷却水系１）合适的水处理药品的注入⇒腐蚀防止（&定期的杀菌处理）合适保持冷却水的管理方法KURITAWATERINDUSTRIESLTD.系统流程図＞補給水Ｍ＝Ｂ＋Ｅ＋Ｗ電磁阀pP1025冷却水自動管理装置電極注药线1025μs/cmｸﾘｵｰﾄC505伝導率自動管理装置冷却塔Overblow(B）①腐食･水垢防止剤連続注入（对TB=Ｂ＋Ｗ）②slime控制剤間断注入（对保有水量）飛散水(Ｗ)蒸発損失量（Ｅ）保有水量（Ｈ）＜水平衡式＞Ｂ＋Ｗ＝Ｅ／（Ｎ－１）Ｅ＝Ｒ/５８０Ｗ＝Ｒ×0.001循環水量(R）濃縮倍数＝Ｎ栗田空调用冷却水处理系统概要KURITAWATERINDUSTRIESLTD.熱源動力費用排水費補機電力費薬品費＜運転成本的明细＞熱源・動力費用排水費補機電力費薬品費電力費、用排水費約占运转成本的９６％。11.9%48.0%36.3%3.8%关于水冷式空调机的运转经费KURITAWATERINDUSTRIESLTD.锅炉药剂处理说明KURITAWATERINDUSTRIESLTD.锅炉水处理和论题•为什么要进行锅炉的水处理？•怎样防止腐蚀–将锅炉水的ｐＨ控制在一定的范围内•怎样防止水垢附着–对软水器进行合适的管理•省能源对策、排烟控制对策KURITAWATERINDUSTRIESLTD.水处理的必要性•原水(补水）的水质多种多样（腐蚀性高的水质、有结垢倾向的水质）•水处理的目的是–调整水质、防止障碍、使得锅炉安定并高效率运行–主要障碍是腐蚀、结垢，蒸汽携带等给水罐软水器Ｐ药品原水热交换器锅炉软水器的不适→硬度泄漏引起锅炉内结垢在低ｐＨ、高ＤＯ的环境下腐蚀→漏水、影响设备腐蚀障碍ＤＯ的混入ｐＨ调整不充分铁泥的带入发生二次腐