提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)是節(jié)水關(guān)鍵,但Cl?的積累會(huì)制約這一措施。某化工廠原設(shè)計(jì)濃縮倍數(shù)5倍,因Cl?超標(biāo)(>800mg/L)被迫降至3倍,年補(bǔ)水量增加50萬(wàn)噸(成本¥75萬(wàn))。必須在節(jié)水與防腐之間尋找平衡點(diǎn)。
中水回用、海水淡化等節(jié)水措施會(huì)引入大量Cl?。某濱海電廠采用海水淡化水作補(bǔ)充水,使循環(huán)水Cl?達(dá)650mg/L,所有碳鋼設(shè)備需更換為鈦合金,總投資增加¥1.2億。不解決除氯問(wèn)題,非常規(guī)水源難以大規(guī)模應(yīng)用。
系統(tǒng)停用時(shí),局部Cl?可能濃縮至正常值的10倍。某化工廠檢修后發(fā)現(xiàn),碳鋼管線低點(diǎn)處Cl?濃度達(dá)5000mg/L,造成深度點(diǎn)蝕(>3mm)。必須采用氮?dú)饷芊?干燥劑保護(hù),單次停機(jī)成本增加¥20萬(wàn)。 電解除氯副產(chǎn)物多,需控制電流密度。吉林除氯設(shè)施
金屬設(shè)備的腐蝕加速氯離子(Cl?)是引發(fā)金屬腐蝕的主要促進(jìn)因子之一。其離子半徑0.181nm,可穿透不銹鋼鈍化膜缺陷處,與基體金屬(如Fe2?)形成可溶性氯化物,導(dǎo)致:碳鋼:Cl?>300mg/L時(shí)點(diǎn)蝕速率超1mm/年(較純水環(huán)境快20倍)不銹鋼:304不銹鋼在Cl?>200mg/L+60℃時(shí)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)風(fēng)險(xiǎn)激增銅合金:誘發(fā)脫鋅腐蝕,黃銅管3年壁厚損失可達(dá)40%某濱海電廠實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,循環(huán)水Cl?從100mg/L升至500mg/L后,碳鋼換熱器更換頻率由5年/臺(tái)縮短至1.5年/臺(tái),單臺(tái)設(shè)備更換成本超¥80萬(wàn)。江蘇吸收塔除氯需求氯離子使殺菌劑效果降低40%。
化學(xué)中和法在緊急情況下,猶如 “救命稻草” 一般關(guān)鍵。以維生素 C 為例,每 10 升水加入 3 - 4 片維生素 C,將其碾碎并充分溶解后,短短 5 分鐘內(nèi)就能中和水中的余氯。這是因?yàn)榫S生素 C 具有還原性,能夠與具有氧化性的氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將氯氣轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。硫代硫酸鈉(大蘇打)也具備類似功效,每 10 公斤水加入 1 克大蘇打,攪拌均勻后,水即可立即使用。不過(guò),在使用化學(xué)中和法時(shí),必須精確控制用量,一旦過(guò)量添加,可能會(huì)給水質(zhì)帶來(lái)新的不良影響。
反滲透(RO)膜對(duì)Cl?的截留率受膜材料、壓力和水質(zhì)影響。聚酰胺復(fù)合膜(如BW30-4040)在1.5MPa下對(duì)500mg/L NaCl溶液的脫鹽率為98.5%,但Cl?實(shí)際透過(guò)量仍達(dá)7.5mg/L。海水淡化中,Cl?濃度超過(guò)1000mg/L時(shí)膜通量衰減速率增加3倍,需每3個(gè)月酸洗(0.1%檸檬酸)。某沿海鋼廠采用"超濾-RO"雙級(jí)系統(tǒng),投資成本¥5.8萬(wàn)/m3·d,能耗4.2kWh/m3。新興的帶正電納濾膜(如NF90)通過(guò)靜電排斥可優(yōu)先截留Cl?,對(duì)Mg2?/Ca2?透過(guò)率>90%,特別適用于高硬度廢水。高氯環(huán)境使換熱器結(jié)垢速率翻倍。
循環(huán)水中的氯離子(Cl?)會(huì)破壞碳鋼表面的鈍化膜,引發(fā)局部腐蝕。當(dāng)Cl?濃度超過(guò)300mg/L時(shí),其半徑小(0.181nm)的特性使其易穿透氧化膜缺陷處,與Fe2?形成可溶性FeCl?,加速金屬溶解。某石化企業(yè)數(shù)據(jù)顯示,Cl?從200mg/L升至500mg/L時(shí),碳鋼換熱管腐蝕速率從0.1mm/a增至0.8mm/a,設(shè)備壽命縮短60%。這種點(diǎn)蝕具有隱蔽性,往往在設(shè)備表面出現(xiàn)微小孔洞后才被發(fā)現(xiàn),造成突發(fā)性泄漏事故。
氯離子是誘發(fā)奧氏體不銹鋼SCC的主要因素。當(dāng)Cl?>200mg/L且溫度>60℃時(shí),304不銹鋼在拉應(yīng)力作用下會(huì)產(chǎn)生穿晶裂紋。某核電廠曾因循環(huán)水Cl?超標(biāo)(350mg/L)導(dǎo)致冷凝器管束大規(guī)模開(kāi)裂,單次更換費(fèi)用達(dá)¥1200萬(wàn)。更嚴(yán)重的是,SCC裂紋擴(kuò)展速度快(可達(dá)10mm/月),且常規(guī)檢測(cè)難以發(fā)現(xiàn),極易引發(fā)災(zāi)難性事故。 氯離子檢測(cè)需避免ORP干擾。山西海水淡化除氯需求
脈沖電解可減少副產(chǎn)物生成。吉林除氯設(shè)施
在采用晾曬法給澆花用水除氯時(shí),可以在裝水的容器中漂浮一塊泡沫板,這樣能夠加速氯的揮發(fā)。這是因?yàn)榕菽迥軌蛟黾铀c空氣的接觸面積,使得氯氣更容易逸出。另外,在水中加入木炭棒,還能吸附水中的重金屬,進(jìn)一步凈化水質(zhì)。在陽(yáng)光直射的情況下,大約 6 小時(shí)左右,水的 pH 值可從 8.3 降至 6.8,更加接近植物適宜生長(zhǎng)的酸堿度。比如,將自來(lái)水裝入大盆,放入泡沫板和木炭棒,然后放在陽(yáng)臺(tái)陽(yáng)光充足的地方,6 小時(shí)后,用這樣處理后的水澆花,植物的葉片會(huì)更加油亮。吉林除氯設(shè)施