反渗透技术保障不锈钢换热器设备稳定运行

王双泉 胡建军

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。