回收污水熱能時(shí)污水對銅管腐蝕的影響研究

第32卷第4期化工機械203回收污水熱能時(shí)污水對銅管腐蝕的影響研究李曉明王磊崔福義(哈爾濱工業(yè)大學(xué))(黑龍江省電信工程公司)(哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要杗用靜態(tài)旋轉掛片試驗法,研究了污水中C|、氯氦和COD對HSn70-1A銅腐蝕行為的影響。結果表明,隨著(zhù)Clˉ、氨氪和COD質(zhì)量濃度的增大,銅的腐蝕率也增加。通過(guò)對試驗數據進(jìn)行方差分析指出在試驗水質(zhì)條件下,Cl和COD的質(zhì)量濃度對銅腐蝕的影響不顯著(zhù),而氧氮是影響銅腐蝕的主要因關(guān)鍵詞銅管腐蝕C氯氮COD中圖分類(lèi)號TQ051.5文獻標識碼A文章編號02546094(2005)04020304污水中蘊藏著(zhù)大量的熱能,將其回收可節省中的熱能時(shí)水中雜質(zhì)對銅質(zhì)換熱設備的腐蝕進(jìn)行大量的能源。早在20世紀80年代,瑞典的Sku-了研究,為回收未處理污水中熱能時(shí)的主要水質(zhì)rup、日本東京的后樂(lè )泵站、日本東京的湯島污水控制參數提供了試驗依據。泵站和莫斯科熱電廠(chǎng)利用熱泵來(lái)回收未處理污水1試驗中的熱能。當前,國內對回收污水熱能的研究1.1試驗水質(zhì)主要集中在處理后污水的熱能回收上。對未處理試驗用水取自學(xué)校家屬區的生活污水,其水污水熱能的回收研究還較少。本試驗利用學(xué)校家質(zhì)分析結果見(jiàn)表1。屬區生活污水作為試驗水質(zhì),對回收未處理污水表1家屬區生活污水水質(zhì)分析數值PH總堿度總硬度Ca2CTss5c0050,2氨氮PO3最大7.86483.4228.566.875715.23最小144.57223.4711.799.08注:表中除pH值外,其他參數單位均為mg/L1.2試驗裝置電動(dòng)攪拌器電動(dòng)攪拌器本試驗所用裝置如圖1所示。在燒杯中放入溫度計配好的水樣。將燒杯放入恒溫水浴中,待燒杯中控溫儀測溫探頭的水樣溫度達到指定值時(shí),啟動(dòng)電動(dòng)攪拌器。其中恒溫水浴的溫度是通過(guò)控溫儀和測溫探頭來(lái)控電加熱器恒溫水浴制的。水浴溫度控制范圍在30~80℃,精度是±1℃;旋轉軸轉速75~150r/min,精度±3%,試驗時(shí)為120r/min;能連續運轉200h以上;旋轉軸、試片固定裝置和燒杯用電絕緣材料制作。圖1腐蝕試驗裝置圖李曉明,女,1977年2月生,博士研究生。黑龍江省哈爾濱市,150090。204化工機械2005年試驗中所用試片是標準Ⅱ型試片。試片的較大。但在整個(gè)試驗期間,銅的腐蝕速率均在各部分尺寸見(jiàn)圖2,材料為換熱器中常用的型號0.006mm/a之下,這是符合污水回用標準的HSn70-1A。0.0040.002d4.0±0.1擺0C質(zhì)量離子濃度mg·L圖3Cl質(zhì)量濃度對銅腐蝕的影響15±022氨氮對銅腐蝕的影響圖2試片尺寸圖試驗中采用NH4NO3配置水樣,根據試驗期1.3試驗方法間取得的污水中所含有的氨氮含量,在去離子水水質(zhì)分析方法主要釆用的是國家環(huán)境保護總中加入NH2NO,來(lái)配置不同濃度的水樣進(jìn)行試局和《水和廢水監測分析方法》編委會(huì )主編的第驗試驗結果見(jiàn)圖4。從圖4可以看出,在氨氮含四版《水和廢水監測分析方法》。銅片腐蝕采用量為4mg/L之前,隨著(zhù)氨氮濃度的增加腐蝕率靜態(tài)旋轉掛片失重法來(lái)測定分析。根據《金屬和也快速增長(cháng),但在4-6mg/L之間,腐蝕率的增加合金的腐蝕試樣上腐蝕產(chǎn)物的清除》(GBT16545比較平緩。6mg/L之后,腐蝕率又呈現快速增長(cháng)199來(lái)清理腐蝕后的產(chǎn)物。銅片腐蝕率按下的趨勢。而且氨氮濃度在0-6mgL之間時(shí),銅式計算的腐蝕率都在0.006mm/a之下,這是符合污水回[8.76×10×(M-M,-M)]用標準的。從試驗期間取得的污水來(lái)看,污水中STD氨氮的含量最小在8.78mg/L,最大在148mg/L。1.4試驗設計因此,如果在回收污水熱能時(shí)采用銅質(zhì)換熱器眾所周知,水的pH值、水溫、Cl-、氨氮和微定要控制污水中的氨氮水平,建議控制在6mg/L生物都對銅管的腐蝕有一定的影響。對于本的濃度下b+試驗污水來(lái)講,其pH的變化范圍內,銅管都較為穩定,水溫也較低。因此本試驗主要研究污水中0.0100.008氯離子、氨氮和COD對銅管腐蝕的影響。同時(shí)使0.0060.004用方差分析方法,來(lái)分析對銅管腐蝕影響最大的0.002因素。0246810121416182結果和討論氨氮質(zhì)量濃度/mg·L為了減小其他因素的影響,試驗的單因素影響采取表1中的水質(zhì)分析數據作為依據,采取去圖4氨氦質(zhì)量濃度對銅腐蝕的影響離子水模擬污水水質(zhì),再變化其他影響因素濃度23c0D對銅腐蝕的影響配水分析。由于污水中所含有機物較為復雜,在試驗中1氯離子對銅腐蝕的影響難以實(shí)現。因此,在試驗中采取用葡萄糖配置水在去離子水中加人一定量的NaC配置不同樣來(lái)模擬污水中COD對銅腐蝕的影響。試驗結C濃度的水樣,來(lái)進(jìn)行掛片試驗試驗結果如圖果如圖5所示。從圖5中看到,COD質(zhì)量濃度在3所示。從圖3中可以看出,隨著(zhù)C1質(zhì)量濃度的低于300gyL時(shí),銅的腐蝕率增加得比較級慢增加銅的腐蝕速率是逐漸增長(cháng)的。在Cl質(zhì)量但在300mg/L之后,隨著(zhù)COD質(zhì)量濃度的增加,濃度低于40mg/L時(shí),銅的腐蝕率增加比較平緩,銅的腐蝕率也迅速增加。這個(gè)原因可能是,在初而在40-100mg/L期間,銅的腐蝕速率增加速率期,微生物在銅表面生成了保護膜使得腐蝕發(fā)生第32卷第4期化工機械2050.004為用葡萄糖模擬含有COD的水樣,要比真正污水簡(jiǎn)單得多,同時(shí)也可能是因為銅表面釋放的離子具有一定的殺菌作用24C、氨氮和COD的方差分析100200300400500采用方差分析的方法來(lái)確定在試驗所用水質(zhì)圖5COD對銅腐蝕的影響條件下,Cl、氨氮和COD中哪個(gè)是影響銅片腐蝕得比較緩慢,但隨著(zhù)COD濃度的增加,微生物繁的顯著(zhù)因素(表2-4)。從這3個(gè)因素的方差分殖導致了腐蝕的進(jìn)一步發(fā)生。同時(shí)發(fā)現,COD析表中可以看到,氨氮是影響銅片腐蝕的主要因對銅的腐蝕率影響比其他因素的要小,這除了因素,其變化會(huì )引起銅腐蝕的顯著(zhù)變化。表2氨氦離子的方差分析表方差來(lái)源平方和自由度方差統計量臨界值顯著(zhù)性因素A2.129×10-3121.77417×10-4+227.9216誤差E7.78411×10-7總和72138×1038表3C的方差分析表方差來(lái)源-1.035×10自由度平方和方差統計量臨界值顯著(zhù)性因素A9375×10776.253.705不顯著(zhù)誤差l.66667×10總和T表4COD的方差分析表方差來(lái)源平方和自由度方差統計量臨界值顯著(zhù)性因素A不顯著(zhù)誤差E5x10-°1.47059×10-7總和T-1.92x10結論其變化會(huì )引起銅腐蝕的顯著(zhù)變化。3.1在回收污水熱能時(shí),銅片的腐蝕均隨著(zhù)氯參考文獻離子、氨氮和COD的質(zhì)量濃度的增加而增加,但氯離子和COD銅的腐蝕曲線(xiàn)比較平緩,而氨氮-1崔福義李曉明,周紅。污水源及其在熱泵供熱中的應銅的腐蝕曲線(xiàn)相對陡峭用.建筑低溫技術(shù),2005(1):96-973.2在回收污水熱能時(shí),一定要控制氨氮水平2李海艦,楊小琴,周宗權,影響銅合金腐蝕因素分析建議控制在6mg/L之下。電力環(huán)境保護,1995,11(2):4533氨氮質(zhì)量濃度是影響銅腐蝕的主要因素,(收稿日期:200544-15)Research on the Influence of Sewage on Copper Tube CorrosionWhen Reclaiming Heat Energy From SewageLI Xiaoming, WANG Lei, CUI FuyiHeilongjiang Electric Communication Engineering Company, Harbin, 150001, Heilongjiang, ChinaAbstract A research was conducted for the influences of Cl", ammonia and nitrogen and cod on hSn206化工機械2005年70-lA copper tube corrosion behavior using the static rotary hanging lamella method. The result shows that thecorrosion rate of the copper tubes rose with the increase of the quality concentrations of CI, ammonia and ni-trogen, and COD. It was pointed out that under the condition of experimental water, the influence of the quality concentrations of Cl and CoD on the corrosion of the copper tubes was not evident, and the influences ofammonia and nitrogen on the corrosion of the copper tubes was a major factor according to variance analysisbased on the test data. It was also found that the corrosion rate of the copper tubes was beyond 0. 006mm/when the quality concentrations of ammonia and nitrogen were over 6mg/L. Therefore, the quality concentra-tion of ammonia and nitrogen must be below 6mg/L when reclaiming heat energy from sewage.Keywords Copper Tube, Corrosion, CI, Ammonia and Nitrogen, COD化學(xué)工業(yè)出版社圖書(shū)推薦壓力容器專(zhuān)業(yè)圖書(shū)專(zhuān)欄歐盟承壓設備實(shí)用指南壓力容器實(shí)用技術(shù)叢書(shū)英 Simon Earland David Na著(zhù)壓力容器實(shí)用技術(shù)叢書(shū)編寫(xiě)委員會(huì )編16開(kāi)開(kāi)/48書(shū)涵蓋了壓力容器設計、材料、制造、現場(chǎng)組焊、檢驗、監歐盟承壓設備本書(shū)緊密結合歐盟承壓設備有關(guān)督、使用、防腐、維護、修理、管理等諸多環(huán)節的實(shí)用技術(shù),是我國實(shí)用指南指令和標準97/23/EC《承壓設備第一套有關(guān)壓力容器實(shí)用技術(shù)的綜合性叢指令》、EN3445《非火焰接觸壓力叢書(shū)共6種,包括容器》和PD550《非火焰接觸熔焊《壓力容器用材料及熱處理》(90元)式壓力容器》以及ASME鍋爐壓(壓力容器制造和修理》(90元)力容器規范第篇等國際權威規(壓力容器腐蝕與控制》(80元)范標準,通過(guò)綜合分析比較,全面《壓力容器設計知識》(即將出版)介紹了承壓設備的設計、制造、檢《壓力容器檢驗及無(wú)損檢測》(即將出版)驗、安裝和在役檢驗。本書(shū)收錄《壓力容器安全監察與管理》(即將出版)87/404/EEC《簡(jiǎn)單壓力容器指令》97/23/EC《承壓設備指令》全其他在版相關(guān)圖書(shū)可供從事承壓設備管理、科研、設計、制造、檢驗等工作的技ASME壓力容器設計指南(第二版)16開(kāi)/32元化工容器及設備簡(jiǎn)明設計手冊(第二版)16開(kāi)/140元的師生參考化工容器設計(第二版)16開(kāi)/27元化工容器設計例題習題集16開(kāi)/15元特殊壓力容器16開(kāi)/41元化工設備設計全書(shū)壓力容器材料實(shí)用手冊—特種材料16開(kāi)/62元化工設備設計全書(shū)編輯委員會(huì )編壓力容器材料實(shí)用手冊—碳鋼及合金鋼16開(kāi)/82元“化工設備設計全書(shū)”共15種。其中涉及壓力容器的有壓力容器焊接結構分析16開(kāi)/27元《化工容器》(48元)《壓力容器定期檢驗規則》釋義大32開(kāi)/22元《高壓容器》(35元壓力容器焊接結構工程分析16開(kāi)/27元《超高壓容器》(38元)承壓設備失效分析與處理大32開(kāi)/25元《球罐和大型儲罐》(52元)壓力容器安全技術(shù)(勞動(dòng)保護叢書(shū))32開(kāi)/28書(shū)中列舉了許多計算和設計的實(shí)例,可供壓力容器設計、研壓力容器安全技術(shù)(石油化工安全培訓教材)16開(kāi)/27元究、制造及使用管理的工程技術(shù)人員參考。壓力容器安全技術(shù)(現代生產(chǎn)安全技術(shù)叢書(shū))大32開(kāi)/28元化學(xué)工業(yè)出版社出版機械、電氣、化學(xué)、化工、環(huán)境、安全、生化工壓力容器設計—方法、問(wèn)題和要點(diǎn)物、醫藥、材料工程、腐蝕和表面技術(shù)等專(zhuān)業(yè)科技圖書(shū)。如要出版王非編著(zhù)16開(kāi)/39元新著(zhù),請與編輯聯(lián)系。如要以上圖書(shū)的內容簡(jiǎn)介和詳細目錄,或對壓力容器設計中常見(jiàn)的、容易引起爭議的一些問(wèn)題,進(jìn)行者更多的專(zhuān)業(yè)圖書(shū)信息,請登錄化學(xué)工業(yè)出版社網(wǎng)站:www.eip了討論和分析,給出解決問(wèn)題的思路和要點(diǎn)。目的是提醒如何搞 om. cno好設計,而不僅是如何從事設計。本書(shū)不但對石化、化工、醫藥領(lǐng)域的壓力容器工程師提供幫地址:北京市朝陽(yáng)區惠新里3號(100029)助,而且對冶金、能源、環(huán)保輕紡、食品、城建等領(lǐng)域的壓力容器郵購:010-64982530,64982511(發(fā)行部郵購科)工程師提供參考。編輯:010-64982557,64982532(裝備與信息出版中心)