1、溴 化 锂 溶 液 的 管 理溴化 锂溶 液作 为制 冷机 的制 冷剂 对它 的管 理是 十分 重要 的, 溴 化 锂溶 液就 好象 制冷 机的 血液 , 如 果他 的血 液 质量不 好, 那么 他的 制冷 效果 也会 很差 ,因 此, 如何 管理 好溴 化锂 溶液 对机 组的 制冷 效果 影响 是很 大的 。 溴化 锂是 一种 无机 盐, 其 化 学性 质与 食盐 差不 多, 溴 化 锂是 白色 晶体 或结 晶性 粉末 , 它 通常 是以 含一 个结 晶 水的形 式存 在,分 子 式为 LiBr.H2O,也 就是 说是 含一 个结 晶水 的溴 化锂 晶体 ,分 子为 140.86, 其 中
2、: LiBr占 82.82%(Li6.62%, Br76.20%), H2O占 17.18%。吸收式制冷机用的溴化锂溶液是碱性的溶液,暴露在空气中会因吸收空气中的二 氧化 碳气 体而 析出 碳酸 锂沉 淀, 所以 通常 情况 下溴 化锂 溶液 都要 密封 保存 。 腐蚀性溴化 锂溶 液是 一种 很强 的腐 蚀介 质, 溴 化 锂在 没有 水的 情况 下, 其 本 身在 空气 中是 不会 对铁 、 铜 产生 腐蚀 , 但它却 是一 种具 有很 强的 促进 铁、 铜 腐 蚀的 物质 , 溴 化锂 的水 溶液 是一 种强 电解 质, 在 有 氧的 情况 下能 促进 铁、 铜 的氧化 , 因 此 ,
3、我 们 的机 组里 面必 须保 持好 真空 , 因 为 产生 腐蚀 必须 具备 两个 条件 , 第 一 , 要 有 水, 这 一 点是 不可 避免的 , 因 为 机组 中必 须要 有水 才能 制冷 ; 第 二 , 必 须 要有 氧气 的存 在。 所 以我 们必 须要 杜绝 机组 中进 空气 。 溴 化 锂溶液 如对 机组 产生 了腐 蚀, 将 会 大大 缩短 制冷 机的 寿命 , 而 且 腐蚀 产生 的物 质如 铁、 铜 锈 和不 凝性 气体 等直 接影 响机组 的性 能和 正 常运 行, 因此 ,了 解溴 化锂 溶液 对金 属的 腐蚀 性, 对保 护机 组延 长机 组寿 命是 很有 好处 的
4、。影响机组腐蚀的主要因素 大量 的资 料和 实验 显示 下列 因素 对溴 化锂 机组 的腐 蚀有 较大 的影 响:(1)氧的 影响 : 我 们可 以发 现凡 与氧 气接 触的 地方 , 腐 蚀就 特别 严重 , 我 们会 发现 高发 、 低 发中 溶液 的温 度和 浓 度都比 较高 , 但 因 为充 灌了 溶液 , 被 溶 液浸 泡的 部位 , 与 氧 气接 触的 机会 较少 , 其 腐 蚀程 度也 就不 厉害 ; 而 吸 收器 的上部 和蒸 发器 水盘 等部 位, 因 在 机组 工作 时会 溅有 溴化 锂溶 液, 形 成 了很 稀的 液膜 , 容 易受 氧的 侵袭 , 腐 蚀也 就 比较严
5、重。 所以 氧是 机组 产生 腐蚀 的重 要因 素。(2)溴化 锂溶 液的 浓度 : 在 常压 下, 随 着 溴化 锂溶 液浓 度的 降低 , 腐 蚀也 会加 剧, 因 为 稀溶 液中 氧的 溶液 度要 比 浓溶液 大, 但 对 真空 很好 的机 组来 说, 金 属 材料 的腐 蚀率 与溶 液的 浓度 几乎 没什 么关 系, 因 为 溶液 中不 含氧 气, 也 就是说 机组 的腐 蚀还 是氧 气在 起作 用。 (3)溶液的温度:对没有铬酸锂的溴化锂溶液来说, A3钢、紫铜和镍铜的腐蚀率都会随着温度的升高而增大;对有铬酸锂的溴化锂溶液来说, A3钢、紫铜和镍铜的腐蚀率都会随着温度的升高而减少。所
6、以我们一定要检测溴化锂溶 液中 铬酸 锂的 含量 ,当 溶液 中的 铬酸 锂含 量不 够时 ,就 必须 添加 铬酸 锂。 (4)溶液的 PH值: PH值是 表示 溶液 的酸 碱度 的指 标。 我 们 需要 了解 溴化 锂溶 液在 什么 情况 下是 酸性 , 什 么 情况 下是碱 性, 这 就要 了解 PH值。 PH值等于 7时, 说 明溶 液是 呈中 性, 但 溴化 锂溶 液不 能是 中性 ,因 为在 中性 时缓 蚀 剂不能起能动蚀作用; PH值小于 7时,说明溶液是酸性的,机组更不能用这种溶液,否则,就会产生严重腐蚀,钢板也 会 溶 化 ; PH值大 于 7时, 说 明 溶 液 是 碱 性
7、的 。 对 于 溴 化 锂 制 冷 机 组 用 的 溶 液 也 不 是 什 么 碱 性 的 溶 液 都 可 以,对于 以铬 酸锂 为缓 蚀剂 的溶 液来 说, PH值在 910之间 是最 佳的 , 此 时 缓蚀 剂能 发挥 最佳 效果 , 因 此 , 我 们 在机 组灌溴 化锂 溶液 之前 ,一 定要 检查 溶液的 PH值。溴化锂对机组的腐蚀机理 溴化 锂溶 液对 金属 材料 的腐 蚀, 主要 是由 于有 氧 的存 在。 铁和 铜在 溴化 锂溶 液中 的腐 蚀, 与碱 性 电解 液中 的腐 蚀相 类似 ,都 是按 以下 反应 方程 式远大生产的 C型和 M型溴化锂溶液标准标准成分 C型溴化锂标
8、准 M型溴化锂标准溴化锂( LiBr) %40/50/52/53/5 0.5铬酸锂(2CO4) .2 .0酸碱度 (PH值 ) 9.0 10.钼酸锂 ( Li2MoO4) pm 150 190碱度( N) .6 .1溴酸盐( BrO3 - ) 无反应Cl-% 0.5NH4 + 01SO4 2 - % 0.2Ca2+ 01Mg2+% 0.Ba2+ 01Fe3+% 0.Cu2+ 01K+Na% 0.6有机物 无透明度 清澈透明(肉眼观察)进行 : Fe+H2O+1/2O2 Fe(OH)2 (1)Fe(OH)2+1/2H2+1/4O2 Fe(OH)3(2)4Fe(OH)2 Fe3O4Fe+4H2O
9、(3)2Cu+1/2O2 Cu2O (4)Cu2O 2+2H2 Cu(OH)2 (5)反应 方程 式 (1)、 (4)、 (5)主要 是以 电化 学途 径进 行的, 而 我 们使 用的 溴化 锂溶 液又 是一 种碱 性电 解液 ,金属 铁 在 电 解 液 中 与 氧 发 生 电 化 学 反 应 , 生 成 2价的氢 氧 化 亚 铁 或 3价的 氢 氧 化 铁 , 失 去 2个或 3个电子,就是说铁被氧化了,四氧化三铁( Fe3O4)就是铁 腐 蚀 产 生 的 铁 锈 , 铁 失 去 的 电 子 与 溶 液 中 的氢离子 ( H )结 合, 生成 不凝 性气 体( H2)。 铜 在 溶 液中 的
10、 情 况 与 铁 类 似 。 从 上 面 反 应 方 程 式 可 以 看 出 ,氧是 促 进 铁 和 铜 失 去 电 子 的 主 要 因 素 , 没 有 氧 的存在, 上 述 反 应 就 无 法 充 分 进 行 。 在 溴 化 锂 吸 收 式制冷机 里 面 , 尽 管 各 部 位 的 情 况 不 一 样 , 但 在 机 组真空很 好 且 能 正 常 运 行 时 , 所 反 应 出 来 的 腐 蚀 情 况都相差 不 大 。 一 般 来 说 , 机 组 中 吸 收 器 上 部 和 蒸 发器水盘 等 部 位 最 严 重 , 就 是 因 为 它 们 都 不 是 全 部 浸泡在 溶 液 中 , 并 且
11、与 喷 淋 的 溴 化 锂 溶 液 是 间 歇 接 触 ,因而 形 成 了 薄 膜 状 的 电 解 液 层 , 致 使 这 个 电 解 液层非常 有 利 于 氧 的 扩 散 , 所 以 这 些 部 位 的 腐 蚀 就 严重一些 。 所 以 我 们 的 机 组 一 定 要 保 持 好 真 空 , 杜 绝机组中 进入 氧气 是 最有 效的 机组 防腐 措施 。铬酸锂在机组中的缓蚀原理 在吸 收式 制冷 机用 的溴 化锂 溶液 中都 要加 入缓 蚀剂 , 才 能有 效地 抑制 溴化 锂溶 液对 金属 材料 的腐 蚀, 铬 酸 锂 就是一 种很 好的 缓蚀 剂。 溶 液 中添 加铬 酸锂 之所 以能
12、有效 抑制 腐蚀 的发 生, 是 因 为铬 酸锂 在金 属表 面能 形成 一层 保 护膜的 缘故 。在 碱性 条件 下, 铬酸 锂能 与铁 、铜 发生 下列 反应 : 3Fe+6H2O+2Li2CrO4 Fe3O4+2Cr(OH)3+4LiOH+H23Fe+6H2O+2Li2CrO4 Fe3O4+2Cr2O3+LiOH+H26Cu+5H2O+2Li2CrO4 3Cu2O+Cr(OH)3+4LiOH其中, Fe3O4、 Cr(OH)3和 Cr2O3是铁的保护膜,而 Cu2O和 Cr(OH)3则是铜的保护膜,它能使溶液与与深层金属(保 护膜 里面 的金 属) 隔 离 , 从 而达 到防 腐的 效果
13、 , 同 时, 溴 化 锂溶 液的 碱性 也会 升高 , 所 以使 用时 间长 了, 溴 化锂溶 液的 碱性 就会 越来 越高 , 到 了一 定时 间, 溴 化 锂溶 液就 必须 再生 。 从 大量 的经 验和 实验 证明 , 铁 和铜 的腐 蚀 率是随 着铬 酸锂 的浓 度增 大而 降低 的, 铬 酸 锂的 深浓 度越 高钝 化效 果越 好, 不 过 他的 浓度 越高 越好 是有 一定 浓度 范 围的, 因 为 铬酸 锂在 溴化 锂溶 液中 的溶 解度 并不 大, 一 般 浓度 范围在 0.150.25%之间 是最 好的 ,它在 这个 范围 内既 不会引 起结 晶 ,好不 会影 响铬 酸锂
14、的缓 蚀效 果。 铬酸 锂在 溴化 锂溶 液中 的 溶解 度较 小, 而且 与浓 度、 温度 有着 很大 的关系 , 铬 酸锂 的溶 解度 是随 着溴 化锂 溶液 的浓 度升 高而 降低 , 随 着温 度的 升高 而升 高, 因 此 , 在 机组 实际 的调 试 过程中 ,我 们很 有可 能因 为机 组高 发浓 度过 高,而 流 到热 交换 器时 溶液 迅速 冷却 ,致 使 溶液 中的 铬酸 锂形 成饱 和溶 液 ,出现 溶液 结晶 现象 。例 如, 60%的溴 化锂 溶液 中, 温度为 60 时, 它的 溶解 度是 0.25,假 如现 在是 饱和 溶液 的话 ,那么你把它的温度迅速降到 20
15、 ,马上就会出现溴化锂和铬酸锂的混合晶体,注意,它并不是单一的哪一种物质的晶 体。 所 以我 们往 机组 中添 加铬 酸锂 时, 不 能随 便乱 加, 一 定要 咨询 专业 人员 , 并 经 过检 验、 计 算 后才 能往 机 组中添 加铬 酸锂 溶液 ,否 则, 过量 加入 之后 溴化 锂溶 液中 就会 有晶 体出 现, 从而 堵塞 溶液 泵的 滤网 ,使 机组 开不 了。 在机 组制 冷初 期,消 耗 的铬 酸锂 会比 较多 一点 ,同 时 ,还 会 产生 比较 多的 不凝 性气 体, 因 此 制冷 初期 应该 多抽 真 空 。用铬 酸锂 作缓 蚀剂 的机 组, 不 能 承受 太高 的高
16、发温 度, 当 高 发温 度超过 165 时, 铬 酸 锂就 会与 铁发 生剧 烈的 反 应 ,致使 铬酸 锂加 快分 解, 同 时 , 因 为机 组中 还存 在表 面活 性剂 -辛醇 , 在 此温 度下 , 辛 醇会 与铬 酸锂 发生 氧化 还 原反应 , 也 会 加速 铬酸 锂的 分解 , 因 此 高发 温度 一般 不要 超过 160 就可 以了 。 所 以 在用 户那 里的 机组 每年 都要 送 检一次 溴化 锂溶 液, 以 测 定溴 化锂 溶液 中的 铬酸 锂的 含量 , 如 果 少了 就必 须添 加, 同 时 还可 以测 定溴 化锂 溶液 是否 还有其 它指 标不 合格 。 铬酸 锂
17、的 添加 方法 : 首 先从 机组 中打 200Kg溴化 锂溶 液出 来, 放 入 一个 能装 200多公 斤溴 化锂 溶液 的大 塑料 桶中, 然 后往 大塑 料中加 2公斤 40%的铬 酸锂 溶液 , 充 分 搅拌 均匀 , 然 后 把加 了铬 酸锂 的溴 化锂 溶液 抽到 机组 中, 关好阀 门, 启 动 溶液 泵运行 5分钟 , 再 用 溶液 泵放 出一 大塑 料桶 溴化 锂溶 液, 然 后按 前面 的方 法加入 40%的铬 酸锂 溶液, 依次 把所 有的 铬酸 锂溶 液全 部添 加到 机组 中。 钼酸锂在机组中的缓蚀原理 钼酸 锂是 吸收 式制 冷机 组用 的另 外一 种缓 蚀剂 ,
18、 其 缓蚀 效果 在机 组有 微量 的氧 气时 不如 铬酸 锂, 但 它 也有 它 的优点 , 就 是: 一 , 钼 酸 锂是 一种 环保 型的 缓蚀 剂, 它 没 毒, 而 铬 酸锂 中的 铬是 重金 属, 如 进 入会 沉积 在人 体内 , 时间长 了就 是致 癌; 二 , 在 高 温状 态特 别是 超过 160 时, 它 的缓 蚀效 果比 铬酸 锂的 缓蚀 效果 要好 , 而 且 铬酸 锂在 高温条 件时 会与 辛醇 发生 快速 的还 原反 应, 而 钼 酸锂 就不 会与 辛醇 发生 氧化 还原 反应 , 并 且 使用 时间 长了 , 不 必往 机组中 再添 加钼 酸锂 。 钼 酸 锂在
19、 机组 中起 缓蚀 作用 时, 需 要 很强 的碱 性, 否 则 就不 会在 机组 的内 表面 形成 致密 的保 护膜。 钼酸 锂与 铁、 铜发 生下 列缓 蚀反 应:3Fe+4H2O+Li2MoO4 Fe3O4+MoO2+2LiOH+3H22Cu+H2O+Li2MoO4 Cu2O+MoO2+2LiOH其中 , Fe34和 MoO2是钼 酸锂 与铁 形成 的保 护膜 , 而 Cu2O和 MoO2则是 钼酸 锂与 铜形 成的 保护 膜, 同 时 因 为钼酸 锂与 铁反 应时 会产 生大 量的 氢气 , 机 组 中的 不凝 性气 体会 增加 , 溴 化 锂溶 液的 碱性 也会 升高 。 钼 酸锂
20、作缓 蚀 剂时, 它 放 出氢 气的 量是 铬酸 锂作 缓蚀 剂时的 3倍, 而 且 产生 大量 氢气 的时 间也 比铬 酸锂 产生 氢气 的时 间长 得多 , 所以使 用钼 酸锂 作缓 蚀剂 时,运 行 初期 机内 产生 不凝 性气 体的 量比 铬酸 锂多 得多 ,需 要 大量 抽机 组里 面的 不凝 性气 体 。钼酸 锂作 为缓 蚀剂 时, 在 溴 化锂 溶液 中的 溶解 度比 铬酸 锂小 得多 , 当 溴化 锂溶 液的 浓度为 55%时, 钼 酸 锂在 溶液 中的溶解度只有不到 200ppm,而如果溴化锂溶液中的钼酸锂含量低于 100ppm时,钼酸锂又没什么缓蚀能力,不能对机 组中 的金
21、 属起 到保 护作 用, 所 以 对以 钼酸 锂为 缓蚀 剂的 溴化 锂溶 液实 施监 控更 加重 要。 以 钼 酸锂 为缓 蚀剂 的 机组真 空度 对它 来说 更重 要, 这种 机组 绝对 不能 进一 点空 气, 真空 度要 求非 常严 格, 一旦 机组 灌入 这种 溴化 锂溶 液,就绝 对不 能再 去动 机组 的真 空, 只 要 有氧 气进 入机 组, 它 所 形成 的保 护膜 就会 脱落 , 机 组又 得再 成膜 , 而 再成 膜 时就不 一定 能形 成致 密的 保护 膜了 , 机 组 就会 加重 腐蚀 , 同 时 机组 里面 还会 产生 大量 的不 凝性 气体 , 以 钼酸 锂为 缓
22、蚀剂的 机组 一定 要保 持好 真空 ,机 组才 能正 常运 行。 另外 ,机 组中 的溶 液第 一年 送样 检测 两次 ,以 后每 年送 检一 次,以监 控溶 液中 钼酸 锂的 消耗 速度 ,从 而知 道溶 液中 是否 要添 加钼 酸锂 。 缓蚀剂钼酸锂的添加方法1 准备 好固 体钼 酸锂 和蒸 馏水 (如 是现 成的 钼酸 锂水 溶液 则不 需要 准备 )。2 将钼酸锂充分溶解于水,制取浓度 1%的钼酸锂水溶液(钼酸锂水溶液的浓度必须在 5%以下,尽量多加点,即使提 供的 是钼 酸锂 的水 溶液 ,也 必须 控制 在这 个浓 度范 围内 )。3 将钼 酸锂 水溶 液在 常温 下放置 24小时 之后 才能 使用 (如 提供 的是 水溶 液即 可直 接使 用)。4 从冷 剂取 样阀 将钼 酸锂 水溶 液全 部吸 入冷 剂箱 中。5 关冷 剂喷 淋阀 , 启 动冷 剂泵 , 微 开冷 剂旁 通阀 , 同 时运 转溶 液泵 。 连 续运 转冷 剂泵 和溶 液泵 ,冷 剂泵 开始 吸 空时停 冷剂 泵、 关 冷剂 旁通 阀, 溶 液泵 继续 运转 一小 时以 上, 使 钼酸 锂水 溶液 与溴 化锂 溶液 充分 混合 。 注 意: 冷剂箱 中的 钼酸 锂一 次性 不能 排干 净, 应在 制冷 初期 有冷 剂时 多排 几次 。