提高循环水浓缩倍数是节水关键,但Cl⁻的积累会制约这一措施。某化工厂原设计浓缩倍数5倍,因Cl⁻超标(>800mg/L)被迫降至3倍,年补水量增加50万吨(成本¥75万)。必须在节水与防腐之间寻找平衡点。中水回用、海水淡化等节水措施会引入大量Cl⁻。某滨海电厂采用海水淡化水作补充水,使循环水Cl⁻达650mg/L,所有碳钢设备需更换为钛合金,总投资增加¥1.2亿。不解决除氯问题,非常规水源难以大规模应用。系统停用时,局部Cl⁻可能浓缩至正常值的10倍。某化工厂检修后发现,碳钢管线低点处Cl⁻浓度达5000mg/L,造成深度点蚀(>3mm)。必须采用氮气密封+干燥剂保护,单次停机成本增加¥20万。氯离子检测需每日校准维护。广东海水淡化除氯设施

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(ShoreA)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。上海循坏水除氯除硬系统氯离子穿透反渗透膜造成衰减。

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。
工业除氯是指通过物理、化学或生物方法去除水、气体或固体物料中氯元素或其化合物的过程。氯在工业废水中常以氯离子(Cl⁻)、次氯酸盐(ClO⁻)或有机氯化物形式存在,可能腐蚀设备或污染环境。常见技术包括化学沉淀、离子交换、膜分离和吸附法。例如,电镀废水中的氯离子可通过银盐沉淀生成AgCl去除,但成本较高。近年来,新型复合材料如负载型纳米零价铁(nZVI)因高效还原性成为研究热点。氯污染主要来自化工、制药、造纸和冶金行业。农药生产中含氯有机物(如DDT)、聚氯乙烯(PVC)加工释放的氯乙烯单体(VCM)以及海水淡化浓盐水均含高浓度氯。例如,氯碱工业每生产1吨烧碱约排放2.5kg氯气。这些污染物需通过尾气洗涤(如碱液吸收Cl₂生成NaClO)或深度氧化(如UV/ClO₂工艺)处理,以符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的氯离子限值(500mg/L)。化学清洗废液含氯,处置成本高。

物理加速法能够快速实现除氯,堪称除氯领域的 “黑科技”。其中,气泵曝气法是利用气泵连接气盘放入水中,持续向水中打气。在夏季,打气 4 - 5 小时,水中的氯气就能大幅减少;冬季则需要 8 - 10 小时。这是因为气泵工作时,不断地向水中注入空气,极大地增加了水与空气的接触面积和频率,从而加速了氯气的挥发。循环过滤法同样高效,用水泵让水不断循环通过装有活性炭的过滤盒,活性炭凭借其多孔结构,不仅能够吸附氯气,还能过滤掉水中的杂质。相较于自然挥发法,这种方法的效率能提升 3 - 5 倍,特别适用于养鱼的场景。生物法除氯周期长,适合有机氯。河北数据中心除氯设备
循环水氯超标会加速微生物腐蚀。广东海水淡化除氯设施
工业循环水中的氯离子主要来源于补充水、工艺泄漏以及水处理药剂。当Cl⁻浓度超过300mg/L时,会明显加速碳钢设备的点蚀速率(>0.5mm/a),尤其在不锈钢系统中可能引发应力腐蚀开裂(SCC)。某石化企业数据显示,循环水Cl⁻从200mg/L升至500mg/L时,换热器的对应更换频率增加3倍。氯离子还会与缓蚀剂竞争吸附在金属表面,导致缓蚀效率下降40%以上。此外,高氯环境会促进微生物滋生,形成生物膜下腐蚀(MIC),造成设备穿孔风险。广东海水淡化除氯设施