冷冻盐水性能表
缓蚀剂
目前，在各种冷冻剂、防冻剂中，工业氯化钙水溶液以其冰点低、对环境无污染、不易燃、价格低廉等优势，广泛应用于各类冷冻机和需要降低冰点的设备及场合，但工业氯化钙水溶液腐蚀性较强。
下文介绍了冷冻盐水的特点、腐蚀机理、表现的主要腐蚀形态，及其防腐蚀措施。
1、冷冻水系统腐蚀与防护1.1 冷冻水的特点与一般的循环冷却水相比有以下几个特点：⑴浓缩倍数基本保持不变。
密闭式冷冻水系统在循环过程中，由于不与空气接触，没有蒸发，所以水量基本上没有损失。
部分敞开式冷冻水系统仅是冷水池敞口部分暴露于空气之中，与空气之间的交换量很少，可以忽略不计，故在循环过程中几乎没有水量损失。
但在冬季或干燥地区，由于对空气起增湿作用冷冻水有一定的浓缩。
⑵水温比较低。
⑶水处理药剂一次性投入，为了保证药剂的有效性，在指定的周期内排污换药。
⑷冷冻水对设备的危害主要是腐蚀，常因腐蚀原因出现红水现象。
⑸贮水量一般少于循环水系统贮水量。
1.2 腐蚀机理金属腐蚀就其本质而言，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是由于金属与介质直接发生化学反应。
电化学腐蚀是由于金属接触电解质溶液，存在构成通路的不同电极电位，发生的原电池反应。
引起金属电化学腐蚀的原电池可分为宏电池和微电池。
宏电池是不同电位的金属相互连接，在金属表面形成水膜或接触电解质溶液是形成的。
金属平衡组织中各相电位不同，或保护膜与金属基体电位不同形成微电池。
冷冻盐水系统中金属设备的腐蚀以电化学腐蚀为主，也存在化学腐蚀。
在冷冻盐水系统中，在CaCl2溶液的强电解质作用下，阀门、管道、设备材质不同就构成了腐蚀宏电池。
系统中有不锈钢设备、铸铁阀门、碳钢管道时，碳钢管道因电位低处于阳极被首先腐蚀溶解。
腐蚀微电池有两类。
一类是金属本身平衡组织中，铁素体与碳素体的相间电位不同，铁素体因电位低处于阳极被腐蚀溶解；另一类是由于金属在机械磨损、拉伸应力开裂或金属疲劳等情况下，表面保护膜可局部破裂，基体电位低于保护膜电位，两者构成大阴极小阳极微电池，金属基体溶解，呈现裂缝和蚀孔。
实验室常用制冷剂
实验室常用制冷剂：实验室用雪、冰和盐按一定比例混合可得到低到－80℃的温度。
使用液态气体可以得到－273.16℃的温度。
盐、碱、酸与水、雪、冰的配比及所得到的温度见表2－11～表2－13，用于制冷的液态气体见表2－14。
表2－11 盐和水（冷至15℃）混合后的温度表2－12 盐或酸与雪或碎冰混合后的温度表2－13 盐和冰混合后的温度表2－14 一般用以制冷的液态气体①表示气、液、固三相平衡时温度②表示固体二氧化碳的升华温度二使用液态气体做制冷剂的注意事项1.使用液态气体时，液态气体经过减压阀先进入一个耐压的大橡皮袋和气体缓冲瓶，在由此进入到要使用的仪器，这样防止液态气体因减压而突然沸腾汽化、压力猛增而发生爆炸的危险。
2.使用液态氧，绝对不允许与有机化合物接触，以防止燃烧。
3.使用液态氢时，对已汽化放出的氢气必须极为谨慎地把它燃烧掉或放入高空，因在空气中含有少量氢气（约5％）也会发生猛烈爆炸。
4.使用干冰时注意，因二氧化碳在钢瓶中是液体，使用时先在钢瓶出口处接一个既保温又透气的棉布袋，将液态二氧化碳迅速而大量地放出时，因压力降低，二氧化碳在棉布袋中结成干冰。
然后再将其他液体混合使用，如与二氯乙烯混合温度达－60℃；与乙醇混合达－72℃，与乙醚混合达－77℃；与丙酮混合达－78.5℃。
5.在使用液态气体时必须戴皮（棉）手套，防止低温冻伤，同时对钢瓶的存放有特殊要求，详见第一分册第十章。
第六节常用干燥剂（一）干燥剂地特性和适用性表2－9和表2－10分别给出了常用干燥剂的特性和适用性（二）各类分子筛的化学组成及特性《化工百科全书》19分册p897制冷技术：1.定义与方法2.压缩式制冷系统2．5．制冷剂与载冷剂2·5·1·制冷剂是系统中赖以进行能量交换达到制冷目的的工作介质。
制冷剂应用正确与否，对系统的经济性与可靠性有很大影响。
制冷剂在化学性质方面，应有高的化学稳定性，使运行中不会分解；对金属无腐蚀作用；有油润滑的压缩系统中不应与油起化学作用并有高的溶油性；无毒无臭；没有燃烧、爆炸危险；对环境无破坏作用。
盐水冷冻
此过程也是通过吴忠仪表厂的模拟软件计算出的。
液氨调节阀计算及选型模拟过程见图3-1和图3-2。
图3-1液氨调节阀计算
图3-2液氨调节阀选型
介质为水的调节阀的选择过程与介质为氨的选择过程相同，所以不做详细介绍，调节阀计算与选型界面如图3-3，图3-4
图3-3水管道调节阀计算过程
1.2 相关数据道的动特性可以近似的看成一阶惯性环节和纯滞后环节相串联的对象。 其放大倍数Kp=0.6,T=0.8分,t=5秒.
(2) 盐水流量 Q=240m3/h,密度p=1.21～1.24g/cm2,Qmax=288m3/h,
压力P=4.5kgf/cm2,温度T=-13℃～-17℃
1.3设计资料明细
(1) 带控制点的工艺流程图如附录图(1－1)所示。
(2) 控制回路图如附录图(1－2)至图(1－4)所示。
(3) 端子接线图如附录图(1－5)至图(1-7)所示。
(4) 系统供电原理图如附录图(1－8)所示。
(5) 综合设计表图纸目录如附录表(1－1)所示。
(6) 远传压力仪表规格数据表如附录表(1－2)所示。
主要技术参数：
型 式：直通单座铸造球型阀
公称通径：20、25mm
公称压力：PN 1.6、4.0、6.4MPa
使用温度：常温型-17～+230℃
伸长Ⅰ型 -45～+566℃
伸长Ⅱ型 -100～-45℃
（注：工作温度不准超过各种材料的允许范围）
阀体材料：铸钢（ZG230-450）、CrMo钢、不锈钢等
填 料：V型聚四氟乙烯填料、含浸聚四氟乙烯石棉填料、石棉编织填料、石墨填料
图2-1蒸发器回路控制方案图
2.2分离器控制方案分析与设计
冷冻盐水[资料]
![冷冻盐水[资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/326d95701fd9ad51f01dc281e53a580216fc5020.png)
1、我们车间采用的是GS乙二醇55%的水溶液，冷却温度为-5C左右，经过用户的GS溶液换热后回到冷冻机组，用低温低压的R22氟利昂冷却，冷却后的GS再去用户冷却，温度升高的R22氟利昂被抽回螺杆压缩机压缩，再用循环水将其R22冷却，冷却后的R22在去冷却GS，完成循环。
总的来说有两个循环过程，一个是GS的循环，用R22冷却，另一个是R22的循环，压缩后的R22用循环水冷却。
其热量流程如下：用户——GS——R22——CWS/CWR2、我们是设立一个冷冻盐水储罐，里面是45%的乙二醇，这个是用来供给现场换热器的。
这个储罐里面的温度由双螺杆冷冻机控制的，冷媒是R22。
3、制冷循环用制冷剂，换热循环用冷媒，即如冷冻盐水或是乙二醇水溶液。
区分对待。
制冷循环中有高压区和低压区，需要特珠的管道，如果直接去冷却需要冷却的东西，可以是可以的，但如果是冷却的是多点的，就会增加中间的管路，增加制冷循环中的流体阻力。
而且冷却的东西环境恶劣，如釜的夹套，那是一会加热一会要减冷却的。
盘管的话，如果破了的话，氟里昂就会直接从这里流出来。
还有增加了管道的同时也增加了氟里昂量。
不如采用冷媒间接加热，这样便于集中制冷，通过冷冻盐水进行冷却。
我们厂里经常有人在用冷冻盐水的时候，冷却水没关，结果冷冻盐水大槽满了，或是夹套的排蒸汽冷凝水的旁通阀没关，冷冻盐水少了，这还不大要紧，只少不会影响冷冻机的制冷状况。
冷媒有载冷的功能，有蓄冷的作用，而且它的比热也比较大。
前段时间我们车间中试，选的冷冻机功率小了点，不过增加了冷媒量后，可以应付中试反应了，大多时间冷冻机制冷来冷却冷媒，蓄积一定量的冷量后，以应付一时反应所需。
4、40%的乙二醇的水溶液,可以达到零下15度。
根据工艺要求确定冷冻盐水的浓度
举例
冷冻盐水中含有氯离子，对循环系统的金属管路和设备有腐蚀作用，可在盐水中 加入一些缓蚀剂，这样就可以大大降低盐水对金属的腐蚀。如加入重铬酸钠和氢 氧化钠，使盐水PH值达到7.0~8.5，呈弱碱性，重铬酸钠和氢氧化钠的质量比为 100:27，加入防腐剂的多少随盐水的种类及浓度而定。
3.有机溶液
特点
有机溶液冷冻剂一般无腐蚀性，无毒，化学性质稳定。
炎热的夏天，饮一杯凉水是不错的享受。
另一种是间接冷冻系统
工作原理 先用冷冻系统将一种流体冷却降温，再用这种流体去给被冷冻物料 降温，该流体在冷冻系统的蒸发器与被冷冻物料之间循环，不断从 被冷冻物料取出热量，使之降温或维持低温状态，
其中的流体就是载冷体
〖新课展开〗
一、对载冷体的要求
1.凝固点要低于冷冻系统冷冻剂的蒸发温度，保证液态存在，能够循环流动；沸 点高于最高操作温度，以保证在循环系统内的载冷体不气化。 2.比热容大，载冷量就大，在传送一定的冷量时，流量就小，可减小循环泵的功 率消耗。 3.导热系数大，可提高其吸热和放热效率，节省换热器的传热面积。 4.密度小、黏度小，可以减小循环泵的功率消耗。 5.化学性质稳定，不腐蚀管道和设备。 6.无毒、无爆炸的危险，来源充足，价格低。
举例
乙二醇、丙三醇溶液，甲醇、乙醇、二氯甲烷等均可作为载冷体
应用
机载冷体的凝固点都低，适用于低温冷冻装置。
三、根据工艺要求，确定冷冻盐水的浓度 工艺要求
冷冻系统蒸发温度是﹣18℃，选用氯化钙冷冻盐水作为载冷体，确定其浓度范围。 分析： 根据工艺要求，选择冷冻盐水的浓度。
求解： ∵ 盐水的冻结温度（凝固点）应该比冷冻剂的蒸发温度低10~13℃
3.载冷体应用在间接制冷的场合，载冷体与制冷剂在蒸发器中进行间壁式换热，使 载冷体的温度降低，再用泵把载冷体输送的需要冷冻的场合。
pH值对冷冻盐水成分及腐蚀速率的影响
pH值对冷冻盐水成分及腐蚀速率的影响宁秀梅;龙海丽;奚俊俊;何海峰;吴才祝【摘要】A企业现场冷冻盐水系统须在弱碱性条件下才能正常工作,目前该系统出现异常现象,整体呈酸性,pH值低至4.11,系统腐蚀已非常严重.为解决这一问题,通过旋转挂片质量损失法实验来评价pH值对冷冻盐水系统的成分及腐蚀速率的影响,从而寻找出更合理的pH值范围.由实验结果得出,冷冻盐水系统在弱碱性pH值7～9条件下药剂的缓蚀效果最好;当缓蚀剂加药质量分数为0.5％时,用碱性药剂将A企业现场冷冻盐水的pH调至弱碱性,可将冷冻盐水系统中大量的铁成分以沉淀方式去除,此时可以大大的降低系统的腐蚀速率,从而达到缓蚀效果,维持系统的稳定运行.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2016(033)001【总页数】3页(P12-14)【关键词】冷冻盐水;缓蚀剂;腐蚀率;pH值【作者】宁秀梅;龙海丽;奚俊俊;何海峰;吴才祝【作者单位】安徽省蓝天能源环保科技有限公司,安徽合肥231603;安徽省蓝天能源环保科技有限公司,安徽合肥231603;安徽省蓝天能源环保科技有限公司,安徽合肥231603;安徽省蓝天能源环保科技有限公司,安徽合肥231603;安徽省蓝天能源环保科技有限公司,安徽合肥231603【正文语种】中文在化工、制药、食品等行业的冷冻盐水，表示用于低温冷量输送情况下的盐溶液。
一般应用较多的盐溶液包括：氯化钙溶液、氯化钠溶液等，其中又以氯化钙溶液应用最为广泛，具有对环境无污染、不易燃、价格低廉等优势。
目前，在各种冷冻剂、防冻剂中，工业氯化钙水溶液以其冰点低，广泛应用于各种需要降温的设备和场合。
A企业股份有限公司双乙烯酮车间的冷冻盐水系统已使用约2 a，冷冻盐水系统氯化钙质量分数约为21%，冷冻温度约-15 ℃。
冷冻盐水输送管道材质主要为碳钢和不锈钢，其中与换热设备接触的材料主要为不锈钢。
系统的pH值呈酸性，其中Cl-含量非常高，且在输送过程中对管道以及换热器的冲刷作用，加重了系统管道和换热器的腐蚀，甚至泄漏现象，情况较为严重。
pH值对冷冻盐水成分及腐蚀速率的影响
在 化工 、制药 、食 品等 行业 的冷 冻盐 水 ，表 示
阳 极 ：Ｆｅ— Ｆｅ ＋２ｅ
用 于低温冷 量输 送情 况下 的盐 溶液 。一 般应用 较
阴极 ：０２＋２Ｈ２０＋４ｅ— ＯＨ一
多 的盐 溶液 包 括 ：氯 化钙 溶 液 、氯 化 钠溶 液 等 ，其
（安徽 省蓝天能源环保科 技有限公 司 ，安徽 合肥 ２３１６０３）
摘要 ：Ａ企业现场冷冻盐水 系统须在弱碱 性条件 下才能正常工作 ，目前该 系统 出现异 常现 象， 整体呈酸性 ，ｐＨ值低 至 ４．１１，系统腐蚀 已非 常严重 。为 解决这一 问题 ，通过旋 转挂 片质 量损 失法 实验 来评 价 ｐＨ 值 对 冷 冻 盐 水 系统 的成 分 及 腐 蚀 速 率 的影 响 ，从 而 寻 找 出更 合 理 的 ｐＨ值 范 围 。 由 实验 结 果 得 出 ，冷 冻 盐 水 系统 在 弱 碱 性 ｐＨ 值 ７—９条 件 下 药 剂 的 缓 蚀 效 果 最 好 ；当缓 蚀 剂 加 药 质 量 分 数 为 ０．５％ 时 ，用碱 性 药剂 将 Ａ 企 业现 场 冷 冻 盐 水 的 ｐＨ 调 至 弱 碱 性 ，可 将 冷 冻 盐 水 系统 中大 量 的铁 成 分 以 沉 淀 方 式去 除 ，此 时可 以 大 大的 降 低 系统 的 腐 蚀 速 率 ，从 而 达 到 缓 蚀 效 果 ，维持 系统 的稳 定 运行 。
为解 决腐 蚀 问题 ，加 入 缓 蚀 阻垢 剂 ＡＨ－９０２， 该剂 利用 聚 马来 酸 酐 与锌 盐 等 药 剂相 配伍 ，在 弱 碱性 条 件下缓 蚀性 能最 佳 。
２ 实 验部分 ２．１ 原 材料 和仪 器
实验材 料 ：Ｑ２３５Ａ碳 钢 （Ｉ型 ）； 实验用 水 ：Ａ企业 现 场冷冻 盐水 ； 实验药 品 ：ＡＨ．２０１（去 除 铁 等 杂 质 的碱 性 药 剂 ），缓 蚀 阻 垢 药 剂 ＡＨ－９０２（含 一 定 比例 的 锌 盐 和水 解 聚马来 酸酐等 ）； 实验 仪 器 ：ｐＨ 计 （Ｓ．３Ｃ数 字 式 酸 度 计 ），ｚＪ 型浸 渍腐蚀 试 验仪 ；机械 搅拌器 （ＪＪ．１精 密 增力 电
根据工艺要求确定冷冻盐水的浓度
〖作业〗
1.判断题 有机溶液一般无腐蚀性，可实现的制冷温度低。
2.选择题 不适合做载冷体的是（ ）。 A、水 B、空气 C、氯化钠水溶液 D、乙二醇
结论 氯化钙水溶液的浓度为24.6 ～25.6%
四、载冷体在化工生产中应用实例
工作过程
如图所示
蒸发器是一个列管式换热器，压
缩蒸汽制冷系统的制冷剂走列管式换 热器管内；载冷体被循环泵抽出，打 入列管式换热器的管壳间，载冷体的 热量被制冷剂的蒸发过程吸收，载冷 体的温度降低到环境温度以下，载冷 体流入气体冷凝器，将混合气体中的 容易冷凝的组分冷凝成冷凝液，其它 组分以尾气形式放出；载冷体流回到 循环罐，进行下一个循环。
炎热的夏天，饮一杯凉水是不错的享受。
另一种是间接冷冻系统
工作原理 先用冷冻系统将一种流体冷却降温，再用这种流体去给被冷冻物料 降温，该流体在冷冻系统的蒸发器与被冷冻物料之间循环，不断从 被冷冻物料取出热量，使之降温或维持低温状态，
其中的流体就是载冷体
〖新课展开〗
一、对载冷体的要求
1.凝固点要低于冷冻系统冷冻剂的蒸发温度，保证液态存在，能够循环流动；沸 点高于最高操作温度，以保证在循环系统内的载冷体不气化。 2.比热容大，载冷量就大，在传送一定的冷量时，流量就小，可减小循环泵的功 率消耗。 3.导热系数大，可提高其吸热和放热效率，节省换热器的传热面积。 4.密度小、黏度小，可以减小循环泵的功率消耗。 5.化学性质稳定，不腐蚀管道和设备。 6.无毒、无爆炸的危险，来源充足，价格低。
举例
乙二醇、丙三醇溶液，ຫໍສະໝຸດ 醇、乙醇、二氯甲烷等均可作为载冷体