氯离子是微生物生长的必需元素,其存在会明显加速硫酸盐还原菌(SRB)等腐蚀性菌群的繁殖。某炼油厂循环水系统在Cl⁻>400mg/L时,生物膜厚度增加3倍,垢下Cl⁻浓度可达本体水的20倍,造成碳钢设备点蚀速率高达3mm/a。更严重的是,常规杀菌剂对生物膜内菌群效果有限,必须配合物理清洗才能控制。
PVC材质冷却塔填料在Cl⁻>500mg/L的环境中,分子链中的C-Cl键会逐渐断裂,5年后抗拉强度下降40%。某电厂曾发生填料大面积坍塌事故,直接损失¥300万。虽然玻璃钢填料耐氯性更好,但成本是PVC的3倍,且安装维护要求更高。 氯离子腐蚀金属设备,需严格控制浓度。北京工业除氯设施

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。 河北源力循坏水除氯设备检修期间氯腐蚀风险升高10倍。

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。
植物学实验室的检测结果表明,直接用自来水浇花,水中的氯残留量可高达 0.3mg/L,这一数值是植物耐受极限的 6 倍之多。氯气对植物的危害不容小觑,它会损害植物的根系,导致根系活力大幅下降。例如,用含有 0.3mg/L 氯的水浇灌植物 7 天,根系活力就会下降 53%。此外,自来水通常呈碱性,这会引发土壤板结,碳酸钙在土壤中沉积,使土壤的透气性变差;碱性环境还会固化铁元素,导致植物叶片黄化;而且,自来水中的盐分长期累积,甚至存在烧根的风险。所以,为了让植物茁壮成长,浇花用水必须进行除氯处理。氯离子穿透不锈钢钝化膜,引发点蚀。

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。 氯离子干扰缓蚀剂效果,增加用量。北京工业除氯设施
反渗透除氯能耗高,但效率可达95%以上。北京工业除氯设施
氯碱电解槽产生的尾气含Cl₂ 3-8%,传统采用两级碱洗(NaOH 15%):首级吸收率>99%,生成NaClO(pH>12),次级补充Na₂SO₃还原残余Cl₂。某企业改造为"碱洗-催化氧化"工艺,在CuO/γ-Al₂O₃催化剂(200℃)下将Cl₂转化为HCl回收,氯排放从50mg/m³降至1mg/m³以下。关键控制点是避免尾气中H₂浓度达易爆极限(4-75%),需安装在线红外分析仪。新型离子液体吸收剂(如[BMIM]PF₆)对Cl₂的亨利系数低至0.12kPa·m³/mol,吸收容量达传统碱液的3倍。北京工业除氯设施