对于锅炉给水系统,即使微量Cl⁻(>0.1mg/L)也会导致汽轮机叶片腐蚀。某电厂因除氧器效率下降使Cl⁻带入蒸汽系统,高压缸叶片出现氯化物应力腐蚀裂纹,大修费用达¥2000万。必须将蒸汽Cl⁻控制在0.01mg/L以下,这对循环水Cl⁻提出了更严格的要求。
氯离子会与聚羧酸类阻垢剂发生络合反应,使其分散能力下降40%。某钢厂循环水在Cl⁻>600mg/L时,必须将阻垢剂投加量从5mg/L提高至12mg/L(年成本增加¥150万),且仍无法完全避免CaSO₄沉积。 电渗析适合中等盐度水的氯去除。浙江工业除氯除硬
黄铜(如HAl77-2)在含氯环境中会发生选择性腐蚀,锌元素优先溶出,导致材料强度丧失。某电厂凝汽器铜管在Cl⁻=400mg/L条件下,3年内壁厚减薄达40%,被迫提前更换。这种腐蚀还会造成管壁粗糙度增加,使换热效率下降25%以上,直接影响机组经济运行。
循环水常用的有机膦酸类缓蚀剂(如HEDP)会与Cl⁻竞争金属表面吸附位点。实验表明,当Cl⁻浓度从100mg/L升至500mg/L时,HEDP的缓蚀效率从92%降至58%。某化工厂不得不将药剂投加量提高2倍(年成本增加¥180万)才能维持防护效果,且高浓度药剂又带来环保风险。 北京海水淡化除氯除硬系统电解法阳极损耗快,需定期更换。
通过排放高氯循环水并补充新水的置换法,在水资源紧张地区经济性差。以10000m³/h系统为例,每降低100mg/L Cl⁻需排放20%水量,年耗水量增加50万吨。该方法还存在以下问题:1)无法应对突发性氯污染(如工艺介质泄漏);2)排放水可能含有其他污染物,需额外处理;3)频繁补水导致系统水质波动,影响水处理药剂效果。某电厂实践表明,采用该法后年运行成本增加120万元。
采用强碱阴树脂处理循环水时面临多重挑战:1)高硬度(Ca²⁺>500mg/L)会导致树脂钙污染,交换容量半年内下降40%;2)再生产生的含盐废水(NaCl 8-10%)需专门处理;3)树脂氧化破裂后释放季铵基团可能形成致病物NDMA。某化工厂运行数据显示,处理Cl⁻=300mg/L的循环水时,吨水处理成本达¥18-22,是其他方法的3-5倍。
氯离子与Ca²⁺、Mg²⁺等形成的沉积物(如CaCl₂·6H₂O)会明显降低换热系数。实测数据显示,当管壁结垢厚度达1mm时,蒸汽机组热效率下降8%,相当于年多耗标煤1500吨(损失¥120万)。且氯盐垢层疏松多孔,更难通过常规化学清洗去除。
氯离子会加速橡胶密封材料的老化。EPDM橡胶在Cl⁻>300mg/L的水中,3年后硬度(Shore A)从60升至75,密封性能完全丧失。某化工厂泵用机械密封平均寿命从5年缩短至2年,年更换费用增加¥80万。改用氟橡胶虽可改善,但材料成本增加5倍。 氯离子穿透不锈钢钝化膜,引发点蚀。
化学沉淀法通过投加Ag⁺、Hg²⁺或Cu⁺等金属离子与Cl⁻形成难溶盐。例如,AgNO₃ + Cl⁻ → AgCl↓ + NO₃⁻,Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰,理论去除率可达99%。但银盐成本高昂,实际中多采用钙盐(如Ca(OH)₂)分步沉淀:先调pH>10.5使Mg²⁺生成Mg(OH)₂,再通CO₂降低pH至8.5沉淀CaCO₃吸附Cl⁻。该法适用于氯离子浓度>1000mg/L的废水,但污泥产量大。
高氯环境必须选用特种合金材料。浙江工业除氯除硬
反渗透(RO)膜对Cl⁻的截留率受膜材料、压力和水质影响。聚酰胺复合膜(如BW30-4040)在1.5MPa下对500mg/L NaCl溶液的脱盐率为98.5%,但Cl⁻实际透过量仍达7.5mg/L。海水淡化中,Cl⁻浓度超过1000mg/L时膜通量衰减速率增加3倍,需每3个月酸洗(0.1%柠檬酸)。某沿海钢厂采用"超滤-RO"双级系统,投资成本¥5.8万/m³·d,能耗4.2kWh/m³。新兴的带正电纳滤膜(如NF90)通过静电排斥可优先截留Cl⁻,对Mg²⁺/Ca²⁺透过率>90%,特别适用于高硬度废水。浙江工业除氯除硬