工業循環冷卻水處理的機理及方法探究

白娜 冉學良 趙瑋

摘要：從工業角度來講，循環冷卻水最主要的功能就是對產品和相關設備進行冷卻，從而有效地確保工業生產質量和效率達到規定標準。但是從現實情況來看，長時間采用工業循環冷卻用水，設備極易產生結垢等問題，情況嚴重甚至會造成設備腐蝕損壞。因此，必須要采取科學合理的措施來解決此類問題。基于此，本文主要對工業循環冷卻水處理進行分析，并著重探究了其應用方法和機理，希望可以為業內提供一些借鑒意義。

關鍵詞：工業循環水處理；機理；方法；冷卻；化學工業

對于我國許多化學工業而言，如：煉油、制藥等，一般都需要采用工業循環冷卻水來保障其冷卻裝置的順利運行。正是因為工業循環冷卻用水對于我國許多化工行業而言具有十分重要的作用，因此，必須要加強對循環冷卻水處理的深入研究。工業循環水在應用一段時間后，容易侵蝕設備和生產管道等，同時還會產生結垢等一系列問題，這樣除了會對設備的使用期限產生不良影響，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，業內必須要加強對工業循環冷卻水方面問題的重視。利用冷卻水在對產品、設備進行冷卻時，會使得水溫上升，不會對其物理性能產生較大的影響，但是仍然需要做好降溫處理，有效的保障工業循環水系統的安全穩定運行。

1.工業循環水處理機理概述

在化學工業領域，冷卻水處理主要指的是結合工業循環水系統中各項基礎條件的不同，如：水質、工況、應用設備等，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，然后高質的完成水處理工作。除了上述內容外，還需要確保工藝條件等方面適宜，以便于更加高質高效的完成循環冷卻水的各項處理工作，并保障其處于良好穩定的運行狀態。在對工業循環水進行有效處理時，最重要的問題就是必須要采取質量安全、品質合格的阻垢劑。因此，業內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鍵問題。

1.1阻垢效應

對于工業冷卻用水系統而言，通過對阻垢劑的有效利用能夠產生螯合反應，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，還可以實現絮凝、殺菌等不同性能。在許多研究中可以發現，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，在工業循環冷卻水處理中也經常會將不同阻垢劑進行聯合應用。

1.2工業循環水處理的重要性

在對工業循環水進行補給時，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，如：懸浮物質、膠體物質和溶解性物質等。如果應用的天然水中含有的雜質超標，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，導致設備被腐蝕，如果情況嚴重甚至會對整個工業生產造成安全危害，危及工業的安全生產。因此，必須要加強對工業循環水處理工作的重視程度，科學合理的開展水處理工作。

1.3換熱設備

一般情況下，工業循環水處理的換熱設備指的就是循環水冷卻機，同時也表明了循環冷卻水系統的本質就是為了生產設備進行冷卻而進行研發配置的。在應用循環冷卻水系統時，其主要通過水來實現冷卻工作，在進行循環使用的過程中可以有效的節約大量的冷卻水。在工業生產中，各項生產活動對于冷卻水的消耗十分巨大，因此，節約冷卻水也在一定程度上為工業經濟的可持續發展做出了貢獻，科學合理的應用循環水冷卻機具有十分重要的現實意義和經濟價值。

2.工業循環冷卻水處理的化學方法

2.1緩蝕劑

在對循環冷卻水進行處理時，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保性，還需要能夠對不同金屬有著較強的緩蝕效果，同時最為重要的是具有一定的經濟實用性。以下，對幾種在循環冷卻水處理中比較常見的緩蝕劑進行系統性的分析。

鉬酸鹽在循環冷卻水處理中應用的十分廣泛，其屬于陽極型緩蝕劑，同時也可以將其歸屬于氧化膜型，在陽極上應用此種緩蝕劑會產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生反應，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用價值。

2.2阻垢劑

針對水處理工作而言，應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.工業循環冷卻用水的作用

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過處理的相關物料。但是在進行處理之前需要先對相關物質進行檢測，確保其符合凈化要求。一般對于被凈化物質而言，要求其與水不互溶，同時還可以在短時間內完成沉降，最重要的就是這部分物料中所含有的雜質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，直至呈現為飽和狀態。

3.2換熱作用

在工業生產過程中，通過循環冷卻用水能夠釋放系統造成的多余熱量，其本質就是應用換熱裝置，將溫度過高或者過低的工業循環水進行換熱，在換熱期間需要應用到相關導熱介質，使其和應該進行升降溫的物料實現轉化，以此來實現冷熱水循環使用的效果。

結束語：

綜上所述，近年來我國社會經濟一直呈現為良好的上升趨勢，在此背景下，工業發展速度也在不斷加快。隨著工業領域的進步和發展，人們開始提高了對工業循環冷卻用水系統的重視程度，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現，工業循環冷卻水系統在實際應用期間存在著一定的缺陷和不足之處，因此，相關領域需要加強對其化學處理方法的改進和優化，同時還需要深入研究不同的水處理技術。在業內相關人員的共同努力下，工業循環冷卻用水研究取得了較大的進步。另外，“可持續發展戰略”的提出也為循環冷卻水的發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）