鍋爐水質解決策略和走勢
時間:2022-06-18 03:59:00
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對于工業鍋爐的水質處理而言,存在這多種多樣的方法,但總體來看可以分為鍋爐外水處理方法和鍋爐內水處理方法。一般鍋爐外水處理主要是指在用水進入到鍋爐以前,利用各種物理、化學方法盡量降低水中所含的鈣鎂離子以及氧氣,從而減少水垢的形成和鍋爐的腐蝕。而鍋爐內水處理主要是利用一些藥劑預防和降低水垢和腐蝕的產生。
1.工業鍋爐外水處理方法
1.1預處理
在原水使用前首先要做的就是對水進行沉淀、過濾等凈化處理,如果原水的硬度較高或者呈較強的堿性,那么應該在進行離子交換軟化前采用化學的方法對原水進行一定的處理。
1.2離子交換軟化處理
采用這種處理方式的主要原理就是當原水與離子交換劑接觸時,原水中原來含有的Ca2+、Mg2+等陽離子就會將離子交換劑上的Na+或H+置換出來,并吸附到離子交換劑上,這樣就能夠有效的降低原水中的Ca2+、Mg2+含量,使水質達到軟化的目的。
1.3除氧處理
在原水中往往含有一定量的O2、CO2等氣體,這些氣體會對鍋爐產生一定的腐蝕作用,因此需要在進入鍋爐前進行除氧處理。由于氧氣在水中的溶解度隨著溫度的升高,逐漸降低,因此在工業上常常利用蒸汽對原水進行加熱升溫,通過蒸汽將凝結后的水珠將氧氣帶出。
2.工業鍋爐內水處理方法
工業鍋爐所使用的原水進行爐外的水處理雖然可以有效的減少鍋爐內的結垢現象,但是需要投入較多的資金和設備以及人員,對于那些較小的鍋爐使用企業而言,成本造價較高,這時就可以利用鍋爐內水處理方法,這種方法主要是靠藥劑來降低和防止水垢的產生,這些藥劑的配制需要根據水質和垢樣的分析結果進行,這種方法的主要原理就是:加入原水中的藥劑能夠與原水中可以形成水垢的離子產生化學反應,進而生成一些易于沉淀、結構松散的物質,最后利用鍋爐自身的排污裝置將這些物質排出鍋爐,最終實現減少和防止鍋爐內水垢的形成。
2.1利用純堿(Na2CO3)進行處理
將純堿Na2CO3加入到鍋爐用水中,使水中的CO3-2離子出現過剩現象,而CO3-2離子又會與水中的Ca2+、Mg2+離子發生化學反應,進而實現水中Ca2+、Mg2+離子數量降低。具體的化學反應如下:Ca2++CO3-2→CaCO3↓(1)CO3-2+H2O→2OH-+CO2↑(2)Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓(3)上述化學反應中產生的CaCO3和Mg(OH)2都是一種泥渣狀的白色沉淀,在平常的排污過程中就可以排出。
2.2加入磷酸三鈉(Na3PO4•12H2O)進行處理
當鍋爐中的溫度較高時,前面加入的純堿(Na2CO3)就會發生水解反應。Na2CO3+H2O→2NaOH+CO2↑(4)這時水中的CO3-2濃度就無法得到保證,而且會產生OH-,使水呈堿性,對鍋爐產生一定的腐蝕,這時可以加入磷酸三鈉(Na3PO4•12H2O)對水進行處理,水中的Ca2+、Mg2+離子會和PO4-3生成微溶于水的鈣鎂磷酸鹽。CaS04+Na3PO4→Ca3(PO4)2↓+Na2S04(5)CaCl2+Na3PO4→Ca3(PO4)2↓+NaCl(6)MgS04+Na3PO4→Mg3(PO4)2↓+Na2S04(7)MgCl2+Na3PO4→Mg3(PO4)2↓+NaCl(8)Ca3(PO4)2和Mg3(PO4)2是一種高度分散的膠體顆粒沉淀,這些顆粒沉淀在爐水中充當晶核的作用,可以使CaCO3和Mg(OH)2以它為核心從水中析出,而且析出的晶體沉淀較小,不易在鍋爐內壁上附著,成為一種可以隨水流流動的泥垢,在排污時一并排出爐外。
2.3加入腐植酸鈉進行處理
在鍋爐用水中加入腐植酸鈉主要是利用在堿性條件下,腐植酸鈉上的羧基以及酚羥基上的鈉離子可以與水中的Ca2+、Mg2+離子進行相互間的交換,從而得到腐植酸鈣和腐植酸鎂兩種沉淀,降低了水的硬度;腐植酸鈉在水中形成的膠溶物還能夠有效的分散、吸附以及絡合Ca2+、Mg2+離子形成的各種鹽類,形成的絡合物是一種流動性較強,易于排污的泥垢;此外,腐植酸鈉在堿性的條件下還能夠與金屬產生一定的化學反應,從而在金屬表面形成一層穩定的保護膜,這層保護膜能夠有效的防止鍋爐內壁的腐蝕和結垢現象;腐植酸鈉還能夠滲透到水垢和金屬表面之間,與水垢中的鈣鹽、鎂鹽發生化學反應,使水垢的附著力降低,從而從鍋爐內壁上脫落下來。
2.4輔助添加劑
這里所說的輔助添加劑主要是指火堿,它能夠調節水中的酸堿度,進而使上述的藥劑在最適合的酸堿度條件下進行反應,火堿的加入量應該根據鍋爐的壓力、溫度等條件進行控制。
3.未來工業鍋爐水質處理方法的發展趨勢
在鍋爐水處理的傳統發展戰略中,安全和節能占據了非常在重要的地位。鍋內水處理技術的發展也是圍繞著提高鍋爐的安全、經濟運行水平來考慮的,即如何減少腐蝕以提高安全性,如何減少結垢以降低能源的消耗等。此外,面對越來越嚴重的環境污染問題,鍋爐用水處理的環境污染問題已逐漸成為人們關注的焦點。今后應重點研究以下幾方面:藥劑的成分配比、劑量、水質及使用效果方面的關聯性研究。從定性向定量、機理方面轉變;研究適用于鍋爐水質條件,具有優良分散、緩蝕、螯合功能的水溶性共聚物。利用不同基團之間的增效作用,研制成了二元、三元甚至四元共聚物及其改性產品。包括新物質的合成及應用效果研究;更多地巧妙利用藥劑之間的協同效應,研究開發新型復合藥劑,以提高其水處理的綜合效果;加強綠色鍋內水處理零排污藥劑如聚環氧琥珀酸等的應用研究。總之,鍋爐的工作條件是一個惡劣的復雜環境,鍋爐在運行時,因水質不良對鍋爐的影響是一個緩慢積累的過程。一旦發現,其結果已經無法挽回。因此必須做好工業鍋爐的水處理工作,采用合理的水處理方法,使工業鍋爐的水質嚴格符合相關規定的要求,從而防止鍋爐的結垢和腐蝕,確保鍋爐的安全、經濟運行。
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