溴化鋰溶液對制冷機組腐蝕及防范措施

張云濤

【摘 要】 筆者在文中簡述了蒸汽雙效溴化鋰制冷機的工作原理以及運轉過程中的優缺點對比，重點指出溴化鋰水溶液對機組具有強的腐蝕性。并結合所在單位的兩臺型號SXZ4-407/23/18/23/40型雙效制冷機的實際運行情況，詳細分析了腐蝕對機組性能的危害及影響，為減緩溴化鋰溶液對機組的腐蝕及緩蝕，筆者有針對性從隔絕空氣、控制溶液PH值及添加緩沖劑等方面提出了根本措施和具體辦法。

【關鍵詞】 蒸汽雙效溴化鋰制冷機 腐蝕 防范措施

蒸汽雙效溴化鋰制冷機是以蒸汽為動力，以水及水蒸氣為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑的制冷設備，在焦化冷卻水系統等中廣泛的應用。溴化鋰是由堿金屬鋰和鹵族元素溴組成，其一般性質和食鹽類似，是一種穩定的物質，在空氣中不變質、不揮發、不分解，易溶于水20℃時溴化鋰的溶解度為107.7g，其溶解度的大小除與溶質和溶劑的性質有關外，還與溫度有關，隨著溫度的升高，其溶解度會隨之增大，常溫下是無色粒狀晶體，無毒、無臭、無苦味，未添加緩蝕劑（鉻酸鋰）是無色透明液體，添加鉻酸鋰后的溶液呈淡黃色。在蒸汽雙效吸收式制冷機機組中完成吸收式循環的工質是由兩種沸點不同的物質所組成的二元溶液，其中低沸點組分作為制冷劑，高沸點組分（又稱難揮發組分）作為吸收劑。一般又將吸收劑和制冷劑成為“工質對”，常用的“工質對”有溴化鋰水溶液，溴化鋰水溶液就是溴化鋰吸收式制冷機的工質對，水是制冷劑，溴化鋰溶液是吸收劑，用水作為制冷劑有很多優點，氣化潛熱大，價廉易取得，無毒無味，不燃燒、不爆炸；缺點是蒸發壓力大，蒸汽體積大，而且在制冷機中只能制取0℃以上的冷水。用溴化鋰水溶液作為吸收劑，也有許多優點：對人體和環境無害；溴化鋰易溶于水，水溶液具有很強的吸收水蒸氣的能力；溴化鋰沸點在高壓下1260℃溶液沸騰時，蒸汽中不會產生溴化鋰溶液。主要缺點是對金屬材料有很強的腐蝕性，且易結晶。溴化鋰溶液的結晶溫度和質量濃度關系很大，質量濃度發生變化時，結晶溫度相差很大，當濃度大于65%時，這種情況尤為突出，作為制冷機工質，溴化鋰溶液應始終處于液體狀態，無故停開機時都需要防止結晶。

蒸汽雙效溴化鋰制冷機在運行過程中，整機運轉噪音低，運動部件少，以溴化鋰水溶液為制冷劑，無臭、無毒符合環保要求，在真空狀態下運行無爆炸危險。但機組也有缺點，一是腐蝕性強，溴化鋰水溶液對碳鋼有較強的腐蝕性，不僅影響機組的正常運行，而且影響機組的壽命；二是強性要求高，即使漏入微量的空氣也會影響機組的性能。

筆者所在單位為兩臺型號SXZ4-407/23/18/23/40型雙效制冷機，現就減緩溴化鋰溶液對機組的腐蝕及緩蝕的措施分享給大家。

1 隔絕空氣是根本措施

溴化鋰溶液是一種較強的腐蝕介質，對炭鋼、銅等金屬材料有很強的腐蝕性，溴化鋰溶液對金屬的腐蝕以電化學為主，在氧的作用下金屬塊和銅被溴化鋰溶液氧化生成鐵和銅的氫氧化物， 鐵和銅被氧化的電子與溶液中的H+生成不溶性氣體H2，影響溴化鋰溶液對金屬材料腐蝕的幾個因素：

氧氣的存在，在常壓下稀溶液中氧的溶解度比濃溶液大隨著溴化鋰溶液的濃度降低腐蝕加劇，在低壓真空狀態下氧的含量少，金屬的腐蝕與溶液的濃度關系不大。

溶液溫度，在不緩劑的溶液中，碳鋼紫銅的腐蝕率都隨著溫度的升高而增大，當溫度低于165℃時溶液溫度對腐蝕的影響不大，當溫度超過165℃時腐蝕急劇增大。

溶液的PH值，當溶液的PH值小于7時溶液呈酸性，對金屬的腐蝕性嚴重，當溶液的PH值在9-10.5時溶液呈弱堿性、腐蝕率最小，當溶液PH值持續增大時、腐蝕率變大。

2 腐蝕對機組性能的影響

（1）溶液對制冷機的兩種金屬材料鐵和銅的腐蝕直接影響機組的壽命。溴化鋰溶液對金屬的腐蝕反應以電化學途徑進行，在氧的作用下，金屬鐵和銅在通常呈堿性的溴化鋰溶液中被氧化。失去2個或3個電子，最后形成腐蝕性產物。

（2）腐蝕強的氧氣是機組運行中不凝性氣體的主要來源，而不凝性氣體的積聚直接影響吸收過程和冷凝過程的進行，導致機組性能的下降。

（3）腐蝕形成的鐵銹、銅銹等脫落后隨循環溶液容易造成噎嘴成淋板和屏蔽泵過濾器的堵塞，妨礙機組的運行。

3 緩沖劑的防腐性能

在溶液中添加的各種緩蝕劑可以有效地抑制溴化鋰溶液對機體的腐蝕，我們在實踐中給機組添加0.1%-0.3%的鉻酸鋰保持PH值在9.5——10.5之間，如果PH值大于11時容易產生膠狀沉淀物，未加緩沖劑的溴化鋰溶液無色透明，加入鉻酸鋰后呈淡黃色。緩沖劑之所以能夠有效的抑制腐蝕的發生是因為這些緩蝕劑在金屬表面形成一層密的保護膜，使金屬表面少受氧氣的侵蝕。

綜上所述減緩機組腐蝕的主要措施有以下幾種辦法：

（1）隔絕氧氣（空氣）是減緩腐蝕的最根本措施；

（2）保持溶液的PH值在9.0—10.5之間；

（3）在溶液中添加鉻酸鋰做為緩沖劑；

（4）機組運行時溫度緩沖液不超過165℃。