反滲透技術(shù)保障不銹鋼換熱器設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)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(jiǎn)稱高線）板式換熱器損壞的狀況、成因及其解決方案。通過實(shí)施反滲透技術(shù)有效地抑制了導(dǎo)致不銹鋼嚴(yán)重腐蝕的罪魁禍?zhǔn)?------CL-，從而使板式換熱器的壽命得以延長，保證了設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：反滲透 氯離子 不銹鋼腐蝕 潤滑站

1.前言

杭鋼集團(tuán)公司下屬十余條生產(chǎn)線用于冷卻設(shè)備的循環(huán)水，經(jīng)過長期循環(huán)使用之后，水中氯離子含量逐漸增多，往往導(dǎo)致冷卻裝置嚴(yán)重銹蝕，甚至穿孔。從今年初我們對(duì)全公司循環(huán)水氯離子狀況進(jìn)行的調(diào)查情況看，氯離子對(duì)冷卻裝置的侵蝕已嚴(yán)重地威脅了設(shè)備的安全運(yùn)行，增加了生產(chǎn)成本。我們以高線為突破口，通過實(shí)施反滲透技術(shù)，尋找到了有效抑制氯離子濃度的解決方案，保障了設(shè)備安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

2.高線冷卻裝置損壞現(xiàn)狀及其原因分析

高線公司有8個(gè)重要潤滑油站采用的是板式換熱器來冷卻油液。冷卻介質(zhì)為杭鋼自制水，俗稱“凈環(huán)水”。

不銹鋼板式換熱器在運(yùn)行中，常常出現(xiàn)板片腐蝕穿孔導(dǎo)致油、水貫通的狀況，一旦發(fā)生板片“爛穿”，就必須更換設(shè)備和對(duì)油液進(jìn)行脫水處理，對(duì)生產(chǎn)會(huì)造成一定的影響。

通常認(rèn)為換熱器中的不銹鋼板片具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，因?yàn)镃r 和Ni 會(huì)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(zhì)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(qiáng)的可被金屬吸附的能力，它們優(yōu)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(zhì)，這樣導(dǎo)致了腐蝕的加速。通常未經(jīng)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(jīng)過較長時(shí)間的循環(huán)使用氯離子的量又將大大增加。甚至高達(dá)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(diǎn)比較

根據(jù)有關(guān)資料，目前國內(nèi)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(diǎn)詳見下表：

根據(jù)對(duì)兩種裝置的反復(fù)比較，我們認(rèn)為反滲透裝置性價(jià)比較高。反滲透裝置除鹽的原理簡(jiǎn)介如下：

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

當(dāng)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(shí)膜純水側(cè)的水會(huì)自發(fā)地通過半透膜流入鹽水一側(cè)，這種現(xiàn)象為滲透，若在膜的鹽水側(cè)施加壓力，水的自發(fā)流動(dòng)將受到抑制而減慢，當(dāng)施加的壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，水通過膜的凈流量等于零，這個(gè)壓力稱為滲透壓力，當(dāng)施加在膜鹽水側(cè)的壓力大于滲透壓力時(shí)，水的流向就會(huì)逆轉(zhuǎn)，此時(shí)，鹽水中的水將流入純水側(cè)，這種現(xiàn)象就是水的反滲透處理的基本原理。

4.方案確定

4.1技術(shù)要求

實(shí)施前指標(biāo)：

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

實(shí)施后指標(biāo)：

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(xiàng)目的實(shí)施是基于原有水處理場(chǎng)地，不可能新辟場(chǎng)地，因此只能因地置宜、見縫插針。經(jīng)過權(quán)衡利弊，按照我公司對(duì)處理后水質(zhì)的要求和反滲透裝置工藝流程，確定了設(shè)備配置及其設(shè)備布置。

4.2.1工藝流程

反滲透裝置工藝流程見如下：

循環(huán)水池（原水泵）→多介質(zhì)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(shè)備配置

5.實(shí)施后效果

經(jīng)過對(duì)凈環(huán)系統(tǒng)的水（約1500噸）進(jìn)行近一周循環(huán)預(yù)處理后，反滲透膜投入運(yùn)行，2天后對(duì)反滲透膜出水口處的水進(jìn)行了檢測(cè)，有關(guān)指標(biāo)見下表。

表中顯示出有關(guān)水質(zhì)指標(biāo)得到根本性好轉(zhuǎn)，其后通過近一個(gè)月的循環(huán)，凈環(huán)水池中的氯離子含量也穩(wěn)定在了42mg/L左右。達(dá)到了技術(shù)協(xié)議的要求，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。

6.結(jié)束語

通過實(shí)施反滲透項(xiàng)目，全年運(yùn)行費(fèi)用較前略有下降，更重要的是有效地抑制了導(dǎo)致?lián)Q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(jìn)而避免油液乳化變質(zhì)的嚴(yán)重后果，保障了潤滑系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。該項(xiàng)目的成功實(shí)施為其它類似場(chǎng)合“濁水”的凈化提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。