反滲透技術保障不銹鋼換熱器設備穩定運行

王雙泉 胡建軍

摘 要：本文介紹了杭鋼高速線材公司（以下簡稱高線）板式換熱器損壞的狀況、成因及其解決方案。通過實施反滲透技術有效地抑制了導致不銹鋼嚴重腐蝕的罪魁禍首-------CL-，從而使板式換熱器的壽命得以延長，保證了設備穩定運行。

關鍵詞：反滲透 氯離子 不銹鋼腐蝕 潤滑站

1.前言

杭鋼集團公司下屬十余條生產線用于冷卻設備的循環水，經過長期循環使用之后，水中氯離子含量逐漸增多，往往導致冷卻裝置嚴重銹蝕，甚至穿孔。從今年初我們對全公司循環水氯離子狀況進行的調查情況看，氯離子對冷卻裝置的侵蝕已嚴重地威脅了設備的安全運行，增加了生產成本。我們以高線為突破口，通過實施反滲透技術，尋找到了有效抑制氯離子濃度的解決方案，保障了設備安全穩定地運行。

2.高線冷卻裝置損壞現狀及其原因分析

高線公司有8個重要潤滑油站采用的是板式換熱器來冷卻油液。冷卻介質為杭鋼自制水，俗稱“凈環水”。

不銹鋼板式換熱器在運行中，常常出現板片腐蝕穿孔導致油、水貫通的狀況，一旦發生板片“爛穿”，就必須更換設備和對油液進行脫水處理，對生產會造成一定的影響。

通常認為換熱器中的不銹鋼板片具有較強的耐腐蝕性，因為Cr 和Ni 會使不銹鋼表面生成一層十分致密的氧化膜，使不銹鋼鈍化，降低了不銹鋼在氧化性介質中的腐蝕速度，使不銹鋼的耐腐蝕性能提高 。然而水中氯離子有很強的可被金屬吸附的能力，它們優先被金屬吸附，并從金屬表面把氧排掉，與金屬形成氯化物，并形成了可溶性物質，這樣導致了腐蝕的加速。通常未經特殊處理的水中往往含有一定量的氯離子，水中氯離子含量的多少，將決定不銹鋼腐蝕的速率。由于杭鋼自來中的的氯離子含量通常為80mg/L，經過較長時間的循環使用氯離子的量又將大大增加。甚至高達290 mg/L以上，并長期保持在149-340mg/L。這就是不銹鋼板式換熱器抗腐蝕能力降低甚至爛穿孔的根本原因。

3.降低氯離子含量的方法及其特點比較

根據有關資料，目前國內降低氯離子含量的有效方式主要有兩種，一是采用離子交換裝置（陰床、陽床、混床），二是利用反滲透裝置。這兩種裝置的特點詳見下表：

根據對兩種裝置的反復比較，我們認為反滲透裝置性價比較高。反滲透裝置除鹽的原理簡介如下：

反滲透設備是在高于溶液滲透壓的作用下，使其他物質不能透過半透膜而將其它物質和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此反滲透設備能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等，因此反滲透設備廣泛應用于生產純水、高純水，以滿足不同行業、不同需求的用戶。

當純水和鹽水被理想半透膜隔開，理想半透膜只允許水通過而阻止鹽通過，此時膜純水側的水會自發地通過半透膜流入鹽水一側，這種現象為滲透，若在膜的鹽水側施加壓力，水的自發流動將受到抑制而減慢，當施加的壓力達到某一數值時，水通過膜的凈流量等于零，這個壓力稱為滲透壓力，當施加在膜鹽水側的壓力大于滲透壓力時，水的流向就會逆轉，此時，鹽水中的水將流入純水側，這種現象就是水的反滲透處理的基本原理。

4.方案確定

4.1技術要求

實施前指標：

濁度約50mg/L、氯離子250-290mg/L、總硬度230-280 mg/L。

實施后指標：

濁度≤50mg/L、氯離子≤50 mg/L、總硬度<100 mg/L。

4.2方案的確定

由于項目的實施是基于原有水處理場地，不可能新辟場地，因此只能因地置宜、見縫插針。經過權衡利弊，按照我公司對處理后水質的要求和反滲透裝置工藝流程，確定了設備配置及其設備布置。

4.2.1工藝流程

反滲透裝置工藝流程見如下：

循環水池（原水泵）→多介質過濾→活性炭過濾→保安過濾器→高壓泵→反滲透裝置→清洗裝置

4.2.2設備配置

5.實施后效果

經過對凈環系統的水（約1500噸）進行近一周循環預處理后，反滲透膜投入運行，2天后對反滲透膜出水口處的水進行了檢測，有關指標見下表。

表中顯示出有關水質指標得到根本性好轉，其后通過近一個月的循環，凈環水池中的氯離子含量也穩定在了42mg/L左右。達到了技術協議的要求，實現了預期目標。

6.結束語

通過實施反滲透項目，全年運行費用較前略有下降，更重要的是有效地抑制了導致換熱器不銹鋼板片腐蝕穿孔的氯離子，換熱器的使用壽命將得以延長，進而避免油液乳化變質的嚴重后果，保障了潤滑系統安全、穩定地運行。該項目的成功實施為其它類似場合“濁水”的凈化提供了有益的經驗。