反渗透技术保障不锈钢换热器设备稳定运行

摘 要：本文介绍了杭钢高速线材公司（以下简称高线）板式换热器损坏的状况、成因及其解决方案.通过实施反渗透技术有效地抑制了导致不锈钢严重腐蚀的罪魁祸首-------CL-,从而使板式换热器的寿命得以延长,保证了设备稳定运行.

关 键 词 ：反渗透 氯离子 不锈钢腐蚀 润滑站

1.前言

杭钢集团公司下属十余条生产线用于冷却设备的循环水,经过长期循环使用之后,水中氯离子含量逐渐增多,往往导致冷却装置严重锈蚀,甚至穿孔.从今年初我们对全公司循环水氯离子状况进行的调查情况看,氯离子对冷却装置的侵蚀已严重地威胁了设备的安全运行,增加了生产成本.我们以高线为突破口,通过实施反渗透技术,寻找到了有效抑制氯离子浓度的解决方案,保障了设备安全稳定地运行.

2.高线冷却装置损坏现状及其原因分析

高线公司有8个重要润滑油站采用的是板式换热器来冷却油液.冷却介质为杭钢自制水,俗称“净环水”.

不锈钢板式换热器在运行中,常常出现板片腐蚀穿孔导致油、水贯通的状况,一旦发生板片“烂穿”,就必须更换设备和对油液进行脱水处理,对生产会造成一定的影响.

通常认为换热器中的不锈钢板片具有较强的耐腐蚀性,因为Cr 和Ni 会使不锈钢表面生成一层十分致密的氧化膜,使不锈钢钝化,降低了不锈钢在氧化性介质中的腐蚀速度,使不锈钢的耐腐蚀性能提高 .然而水中氯离子有很强的可被金属吸附的能力,它们优先被金属吸附,并从金属表面把氧排掉,与金属形成氯化物,并形成了可溶性物质,这样导致了腐蚀的加速.通常未经特殊处理的水中往往含有一定量的氯离子,水中氯离子含量的多少,将决定不锈钢腐蚀的速率.由于杭钢自来中的的氯离子含量通常为80mg/L,经过较长时间的循环使用氯离子的量又将大大增加.甚至高达290 mg/L以上,并长期保持在149-340mg/L.这就是不锈钢板式换热器抗腐蚀能力降低甚至烂穿孔的根本原因.

3.降低氯离子含量的方法及其特点比较

根据有关资料,目前国内降低氯离子含量的有效方式主要有两种,一是采用离子交换装置（阴床、阳床、混床）,二是利用反渗透装置.这两种装置的特点详见下表：

根据对两种装置的反复比较,我们认为反渗透装置性价比较高.反渗透装置除盐的原理简介如下：

反渗透设备是在高于溶液渗透压的作用下,使其他物质不能透过半透膜而将其它物质和水分离开来.反渗透膜的膜孔径非常小,因此反渗透设备能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等,因此反渗透设备广泛应用于生产纯水、高纯水,以满足不同行业、不同需求的用户.

当纯水和盐水被理想半透膜隔开,理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过,此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧,这种现象为渗透,若在膜的盐水侧施加压力,水的自发流动将受到抑制而减慢,当施加的压力达到某一数值时,水通过膜的净流量等于零,这个压力称为渗透压力,当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时,水的流向就会逆转,此时,盐水中的水将流入纯水侧,这种现象就是水的反渗透处理的基本原理.

4.方案确定

4.1技术要求

实施前指标：

浊度约50mg/L、氯离子250-290mg/L、总硬度230-280 mg/L.

实施后指标：

浊度≤50mg/L、氯离子≤50 mg/L、总硬度<100 mg/L.

4.2方案的确定

由于项目的实施是基于原有水处理场地,不可能新辟场地,因此只能因地置宜、见缝插针.经过权衡利弊,按照我公司对处理后水质的要求和反渗透装置工艺流程,确定了设备配置及其设备布置.

4.2.1工艺流程

反渗透装置工艺流程见如下：

循环水池（原水泵）→多介质过滤→活性炭过滤→保安过滤器→高压泵→反渗透装置→清洗装置

4.2.2设备配置

5.实施后效果

经过对净环系统的水（约1500吨）进行近一周循环预处理后,反渗透膜投入运行,2天后对反渗透膜出水口处的水进行了检测,有关指标见下表.

表中显示出有关水质指标得到根本性好转,其后通过近一个月的循环,净环水池中的氯离子含量也稳定在了42mg/L左右.达到了技术协议的要求,实现了预期目标.

6.结束语

通过实施反渗透项目,全年运行费用较前略有下降,更重要的是有效地抑制了导致换热器不锈钢板片腐蚀穿孔的氯离子,换热器的使用寿命将得以延长,进而避免油液乳化变质的严重后果,保障了润滑系统安全、稳定地运行.该项目的成功实施为其它类似场合“浊水”的净化提供了有益的经验.