金属设备的腐蚀加速氯离子(Cl⁻)是引发金属腐蚀的主要促进因子之一。其离子半径0.181nm,可穿透不锈钢钝化膜缺陷处,与基体金属(如Fe²⁺)形成可溶性氯化物,导致:碳钢:Cl⁻>300mg/L时点蚀速率超1mm/年(较纯水环境快20倍)不锈钢:304不锈钢在Cl⁻>200mg/L+60℃时应力腐蚀开裂(SCC)风险激增铜合金:诱发脱锌腐蚀,黄铜管3年壁厚损失可达40%某滨海电厂实测数据显示,循环水Cl⁻从100mg/L升至500mg/L后,碳钢换热器更换频率由5年/台缩短至1.5年/台,单台设备更换成本超¥80万。氯离子使循环水浓缩倍数受限。河北海水淡化除氯除硬系统
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。 湖南工业除氯除硬氯离子超标会导致药剂投加翻倍。
循环水中的氯离子(Cl⁻)会破坏碳钢表面的钝化膜,引发局部腐蚀。当Cl⁻浓度超过300mg/L时,其半径小(0.181nm)的特性使其易穿透氧化膜缺陷处,与Fe²⁺形成可溶性FeCl₂,加速金属溶解。某石化企业数据显示,Cl⁻从200mg/L升至500mg/L时,碳钢换热管腐蚀速率从0.1mm/a增至0.8mm/a,设备寿命缩短60%。这种点蚀具有隐蔽性,往往在设备表面出现微小孔洞后才被发现,造成突发性泄漏事故。
氯离子是诱发奥氏体不锈钢SCC的主要因素。当Cl⁻>200mg/L且温度>60℃时,304不锈钢在拉应力作用下会产生穿晶裂纹。某核电厂曾因循环水Cl⁻超标(350mg/L)导致冷凝器管束大规模开裂,单次更换费用达¥1200万。更严重的是,SCC裂纹扩展速度快(可达10mm/月),且常规检测难以发现,极易引发灾难性事故。
化学沉淀法处理循环水时产生大量含氯污泥。以Ca(OH)₂为例,处理Cl⁻=500mg/L的循环水时,每吨水产生3.5kg含水率80%的CaCl₂污泥。这些污泥因含有重金属杂质被归类为危废,专业处置费用高达¥5000/吨。某电厂采用板框压滤机脱水,但滤布因CaCl₂吸湿性导致堵塞,每月需更换(成本¥2万/次)。
活性炭对循环水中Cl⁻的吸附容量普遍低于3mg/g。某石化企业采用活性炭滤塔处理旁流循环水(Cl⁻=200mg/L),运行7天后穿透,年消耗炭量达50吨(成本¥150万),但出水Cl⁻降至150mg/L。主要问题包括:1)pH>8时吸附量下降60%;2)有机物竞争吸附;3)热再生导致炭损耗20%。
氯酸盐副产物有毒,需额外处理。
强碱性阴离子交换树脂(如Amberlite IRA-900)的季铵基团(-N⁺(CH₃)₃)对Cl⁻选择性系数达2.5,交换容量1.8-2.2eq/L。某热电厂循环水处理中,树脂柱在流速20BV/h时可将Cl⁻从1500mg/L降至50mg/L,但SO₄²⁻共存时会竞争吸附(选择性比SO₄²⁻:Cl⁻=9:1)。再生采用5%NaOH溶液,消耗量约为Cl⁻摩尔量的1.2倍。新型耐氧化树脂(如接枝聚乙烯亚胺)在余氯10mg/L环境下使用寿命延长至7年,但交换容量降低15%。实际运行需监控树脂溶胀率,温度超过40℃会导致交联结构破坏。电解除氯副产物多,需控制电流密度。北京数据中心除氯除硬
活性炭吸附适合低氯深度处理。河北海水淡化除氯除硬系统
气泵中灯光法除氯的效率相对较高。以处理 50 公斤水为例,使用气量大的气泵将水吹开,增加水与空气的接触面积,再用 100W 的灯泡照射,大约半小时后,水就可以使用了。气泵吹水能够加速氯气的挥发,而灯泡照射产生的热量也有助于氯气的分解,两者相互配合,能够快速实现除氯,满足紧急用水的需求。
洗衣机困水法是利用洗衣机快速旋转的水流,来加速氯气的挥发。将清水装入洗衣机中,按下强洗键,让水快速旋转 5 分钟左右,即可使用。这种方法方便快捷,尤其适合家庭大量用水时的除氯需求,比如清洗蔬菜水果等,能够在短时间内处理大量的水。 河北海水淡化除氯除硬系统