工業(yè)爐窯新技術(shù)(六)

1、第第9章章 工業(yè)爐窯水處理新工藝工業(yè)爐窯水處理新工藝新技術(shù)新技術(shù) 水中雜質(zhì) 自然界中沒有絕對純凈的天然水， 其中必含有一定雜質(zhì)， 這些雜質(zhì)主要按下列三種形式存在。 粗分散雜質(zhì)：主要是粘土、 砂粒、 植物遺體或油。其顆粒大小為0.1m以上， 大的可用肉眼分辨出來， 小的可用顯微鏡看到。當(dāng)水靜止時大顆?？勺孕邢鲁粒?小顆粒懸浮于水中， 成為 “懸浮物” 。在水中分布不均勻。 膠體物質(zhì):在水中呈很小的微粒， 顆粒大小在0.1-0.001m之間， 是很多分子集合成的“膠體” 。主要是元素鐵、 鋁、 硅、 鉻等的化合物及一些有機(jī)物， 在水中分布比粗分散雜質(zhì)均勻些， 不會自行沉淀較為穩(wěn)定。 真溶液物質(zhì):顆

2、粒大小在0.001m以下， 主要是可溶于水而成為陽離子和陰離子的 “電解質(zhì)” ， 它們是鈣、 鎂、 鉀、 鈉等鹽類， 金屬原子都形成陽離子， 而酸根都形成陰離子。此外還有一些溶解氣體， 有時還有一些溶于水的有機(jī)物是非電解質(zhì)。在水中分布均勻， 極穩(wěn)定。鍋爐和爐窯的水處理 熱水鍋爐和蒸汽鍋爐的工質(zhì)都是水。但由于供熱、采暖所需工質(zhì)的溫度、壓力較低， 往往被人們忽視水處理的重要性， 實際上水質(zhì)的規(guī)范化處理關(guān)系到鍋爐的安全運行和經(jīng)濟(jì)性。若用水不處理或處理不當(dāng)， 會引起鍋爐結(jié)垢、 腐蝕， 導(dǎo)致鍋爐壽命的降低和浪費燃料， 甚至產(chǎn)生鍋爐爆炸的惡性事故， 破壞正常生產(chǎn)秩序和造成重大損失。 自然界的水都含有各種雜

3、質(zhì)和氣體， 在鍋爐加熱過程中雜質(zhì)就會析出生成沉淀物， 沉淀物分成兩種形態(tài)， 一種是粘結(jié)在管壁和鍋筒上， 形成水垢； 另一種是懸浮在爐水中形成松軟的水渣。水垢的形成危害極大， 大致有以下幾方面: 浪費燃料 受熱面損壞 鍋爐出力降低 降低鍋爐壽命 由于水垢會造成燃料耗量的增加和鍋爐的損壞等危害， 因此， 采用適當(dāng)?shù)乃幚恚?以降低水中的硬度、 堿度和鹽度， 阻止水垢的形成是必須的。并根據(jù)不同型式、 不同規(guī)格的鍋爐選擇不同形式的水處理。因為水處理選擇不當(dāng)也會影響蒸汽和熱水的品質(zhì)。 另外， 水的除氧也是水處理的一種。氣體在水中的溶解度與水溫有關(guān)， 在一定壓力下， 水溫提高會降低氣體在水中的溶解度， 當(dāng)

4、水加熱到沸點時， 氣體溶解度為零， 此時水中不再溶有氣體。如果水中析出氧氣就會腐蝕受熱面， 蒸汽鍋爐中經(jīng)濟(jì)器容易被氧化腐蝕就是這個原因。因此， 無論熱水鍋爐或蒸汽鍋爐都希望配有除氧裝置。 鍋爐和爐窯的安全和經(jīng)濟(jì)地運行， 必須對補(bǔ)給水和爐水進(jìn)行必要的處理， 其處理方法鍋內(nèi)加藥處理 鍋內(nèi)加藥處理方法簡便， 主要適合于小型鍋爐。它是利用加入鍋內(nèi)的藥劑與形成水垢的鹽類起化學(xué)作用， 生成松散的泥渣沉淀， 然后用排污方法除去， 以防止在受熱面上結(jié)垢。這種方法適合于1.5MPa以下的低壓鍋爐。1.加堿處理 水中結(jié)垢物質(zhì)主要是鈣鹽和鎂鹽兩大類， 它們被稱為總硬度。其中非碳酸鹽硬度即永久硬度可通過加堿處理(即加

5、純堿Na2CO3、燒堿NaOH、 小蘇打NaHCO3等)， 它會使給水和爐水在堿性工況下成為碳酸鈣CaCO3、 碳酸鎂MgCO3和氫氧化鎂等松軟的泥渣， 從鍋爐的上、 下排污口排除。2.加防垢劑 對于低壓，小容量，大水容積，設(shè)有水冷壁的工業(yè)鍋爐，為節(jié)省水處理設(shè)備費用， 可以僅僅采用鍋內(nèi)水處理，加防垢劑也是加藥軟化處理的方法之一。防垢劑由磷酸三納Na3PO4、 燒堿、 純堿和栲膠組成， 加入鍋爐后， 與水中的硬度鹽作用， 生成泥渣， 再通過排污系統(tǒng)除去。栲膠是一類復(fù)雜的天然化合物的總稱。其組成除主要成分單寧外，還有非單寧和不溶物。單寧是植物體內(nèi)所含的能將生皮鞣成革的多元酚衍生物，又稱植物鞣質(zhì) 3

6、.加磷酸鹽 這種藥劑適用于任何壓力的鍋爐， 也可以說可用于高于1.5MPa的鍋爐。因為鍋爐工作壓力高于1.5MPa時， 純堿會分解而產(chǎn)生苛性鈉， 使?fàn)t水堿度過高。此時可采用加磷酸鹽的辦法。常采用的有磷酸三鈉、 磷酸氫二鈉和六偏磷酸鹽等。水中的鈣鎂離子會與磷酸根離子結(jié)合， 生成溶解度很小的鈣鐵酸鹽， 然后隨排污系統(tǒng)排出。一般在爐水中保持一定的磷酸根離子， 使硬度鹽離子的濃度減少到不能形成水垢的程度。但應(yīng)注意磷酸根離子也不能太多， 否則會降低蒸汽品質(zhì)， 并有形成二次水垢的危險。4.鍋內(nèi)簡易水處理 （加石墨、 橡碗栲膠法） 石墨水處理法是用石墨粉加入鍋內(nèi)， 由于石墨粉密度較大， 沉積在受熱面上形成一

7、層極薄的潤滑層， 能阻止?fàn)t水中的硬度鹽在受熱面上生成新的水垢， 同時石墨顆粒懸浮在爐水中能吸附硬度鹽類， 以泥渣狀態(tài)沉積到鍋爐底部， 因此起到了防止結(jié)垢的目的。另外， 由于石墨的化學(xué)性能穩(wěn)定， 不易與水中雜質(zhì)化合， 可長期以石墨狀態(tài)存在于鍋殼內(nèi)， 經(jīng)過鍋水的不斷循環(huán)， 石墨細(xì)粉可以進(jìn)入鋼板與老水垢的縫隙中， 減少老水垢與金屬的附著力， 經(jīng)過一定時間的作用， 可使老水垢自行剝落。離子交換水處理 鈉離子交換 原理 水的鈉離子交換軟化法，就是原水通過鈉離子交換劑時， 水中的Ca2+、Mg2+被交換劑中的Na+所代替， 使易結(jié)垢的鈣鎂化合物轉(zhuǎn)變?yōu)椴恍纬伤傅囊兹苄遭c化合物而使水得到軟化。鈉離子變換劑的

8、分子式用NaR表示， 則其反應(yīng)式如下： 由以上反應(yīng)式可見，通過鈉離子交換后的軟化水， 原水中的碳酸鹽硬度變成碳酸氫鈉， 即水的堿度不變； 由于Na+的摩爾質(zhì)量比1/2 Ca2+和1/2 Mg2+的摩爾質(zhì)量大， 所以軟化水的含鹽量（與溶解固形物近似相等）比原水略有提高。 設(shè)備及系統(tǒng) 鈉離子交換軟水設(shè)備種類較多， 有固定床、 浮動床、 流動床、 移動床等。浮動床、 流動床、 移動床離子交換設(shè)備適用于原水水質(zhì)穩(wěn)定， 軟化水出力變化不大， 連續(xù)不間斷運行。固定床離子交換設(shè)備無須上述要求， 是工業(yè)鍋爐房的常用軟水設(shè)備。 固定床離子交換設(shè)備按再生方式可分為順流再生和逆流再生兩種。固定床逆流再生與順流再生相

9、比較具有對原水硬度適應(yīng)范圍大且出水質(zhì)量好，再生鹽耗低 ， 自用水率即水耗低 ， 故被廣泛采用。固定床順流再生離子交換器操作比逆流再生簡單， 在一定條件下仍有采用。固定床逆流再生離子交換器的再生液一般自下而上流動， 再生和置換時離子交換劑不發(fā)生紊亂 （亂層） 是保證逆流再生效果的關(guān)鍵， 為此應(yīng)控制再生液和置換水的流速。 鈉離子交換軟化水系統(tǒng) 鈉離子交換軟化水系統(tǒng)一般分為單級和雙級 （即二個單級串聯(lián)） 兩種。 裝有樹脂有固定床逆流再生鈉離子交換器， 進(jìn)水總硬度一般6.5mmol/l， 最高進(jìn)水總硬度10mmol/l， 單級出水即可達(dá)到鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求(0.03mmol/l)。單級固定床順流再生鈉

10、離子交換器， 進(jìn)水總硬度不宜大于4-5mmol/l。對于原水硬度較高。且對降低原水堿度無要求時， 則應(yīng)考慮采用雙級鈉離子串聯(lián)系統(tǒng)。采用雙級鈉離子交換各級出水的殘余硬度可按下列指標(biāo)控制； 第一級交換器出水硬度0.05-0.1mmol/l， 第二級交換器出水硬度0.005mmol/l。鍋爐的給水除氧 鍋爐的腐蝕及給水除氧 鍋爐的腐蝕是電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕同時存在， 以電化學(xué)腐蝕為主。對腐蝕的影響來自三個方面： 金屬成分與表面狀態(tài)； 外界條件 （壓力與溫度、 運動速度、 熱負(fù)荷、 設(shè)備結(jié)構(gòu)等） ； 溶溶成分及濃度。前兩方面與設(shè)備及制造關(guān)系較大， 第三方面與水處理工藝關(guān)系密切。 溶液成分及濃度的影響中

11、， 溶在水中的氧 （常稱溶解氧） ， 是腐蝕的最重要的因素。因此， 給水除氧就成為避免鍋爐腐蝕的主要問題。 給水除氧的途徑 氣體在液體中的溶解度， 除取決于液體溫度而外， 還與液面上這種氣體的分壓力有關(guān)， 后者是反映客觀規(guī)律的一條物理定律， 稱為享利定律。所謂分壓力， 就是在液面上的空間中， 如果沒有其它氣體或蒸汽， 僅有這一種氣體單獨存在時的壓力， 稱為這種氣體的分壓力。液體溫度越高， 其中氣體的溶解度就越??； 液面上的空間中這種氣體的分壓力越小， 這種氣體在液體中的溶解度也就越小。 氧是很活潑的氣體， 它能跟很多非金屬直接化合， 而且能跟大多數(shù)金屬 （金、銀、 鉑等少數(shù)金屬除外） 直接化合

12、。當(dāng)其與非金屬或金屬化合以后， 形成穩(wěn)定的氧化物， 或生成沉淀。這些氧分物中的氧就不再與金屬化合， 故實際上起腐蝕作用的， 都是水中的溶解氧。 從上述氧在水中溶解的特性可知， 將水中溶解氧除去的基本途徑為： 使水加熱，減小其在水中的溶解度， 水中的氧氣就可以逸出。 將水面上空間中的氧分子都排除或轉(zhuǎn)變成其它氣體 （如CO2） ，氧的分壓力為零， 水中的氧氣就不斷逸出。 使水中的溶解氧在進(jìn)入鍋爐前就變?yōu)榕c金屬或其它藥劑的穩(wěn)定化合物而消耗干凈。 熱力除氧 淋水盤式除氧器主要由除氧頭和貯水箱構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。含氧的水從除氧頭上部進(jìn)入，經(jīng)過配水盤和若干層篩狀多孔盤，分散成許多股細(xì)小的水流，層層向下淋

13、；加熱蒸汽從除氧頭下部引入，經(jīng)蒸汽分配器向上穿過淋水層，這樣蒸汽與水對流接觸，可使水加熱至沸，使氧等氣體從水中逸出。逸出的氧和其他氣體隨一些多余的蒸汽通過頂部排汽管排出，而除去氧的水則流人下部貯水箱內(nèi)。為了保證從水中析出的氧氣迅速離去，大氣式除氧器一般需維持壓力比大氣壓力高001002MPa左右，在此壓力下水的沸騰溫度約102105。淋水盤式除氧器結(jié)構(gòu)淋水盤式除氧器結(jié)構(gòu)1除氧頭 2余汽冷卻器 3多孔盤 4貯水箱 5蒸汽自動調(diào)節(jié)器 6安全門 7配水盤 8降水管 卜給水泵 10水位自動調(diào)節(jié)器 11排氣閥 12主凝結(jié)水管 13高壓加熱器疏水管 14補(bǔ)給水管 化學(xué)除氧 化學(xué)除氧就是向含有溶解氧的水中投

14、加還原性藥劑，使之與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以達(dá)到除氧的目的。由于加入化學(xué)除氧藥劑后，鍋水溶解固形物的含量將隨之增加，鍋爐排污量也需增加，因此，一般較少單純采用化學(xué)除氧。通常是在熱力除氧的基礎(chǔ)上，加少量的化學(xué)藥劑作補(bǔ)充除氧，工業(yè)鍋爐常用亞硫酸鈉，電站鍋爐常用聯(lián)氨作除氧藥劑。 水的過濾 工業(yè)鍋爐房一般使用城鎮(zhèn)自來水廠供水或經(jīng)混凝、 沉淀澄清處理后的水， 如原水的懸浮物含量不符合鍋爐或水處理設(shè)備的進(jìn)水要求， 原水應(yīng)經(jīng)過濾處理。 過濾的分類 按濾材分：粒料過濾、成型濾材過濾、助劑過濾（覆蓋過濾）、其它過濾（如活性炭） ； 按設(shè)備結(jié)構(gòu)型式分：壓力式（單流、雙流）、重力式（快、慢濾池，無閥濾池，虹吸濾池等）。

15、機(jī)械過濾器 機(jī)械過濾器也稱為壓力式過濾器是純水制備前期預(yù)處理、水凈化系統(tǒng)的重要組成部分材質(zhì)有鋼制襯膠或不銹鋼，根據(jù)過濾介質(zhì)的不同分為天然石英砂過濾器、多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、錳砂過濾器等，根據(jù)進(jìn)水方式可分為單流式過濾器、雙流式過濾器，根據(jù)實際情況可聯(lián)合使用也可以單獨使用。 機(jī)械過濾器是利用一種或幾種過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，使原液通過該介質(zhì)，去除雜質(zhì)，從而達(dá)到過濾的目的。其內(nèi)裝的填料一般為：石英砂、無煙煤、顆粒多孔陶瓷、錳砂等，用戶可根據(jù)實際情況選擇使用。 機(jī)械過濾器主要是利用填料來降低水中濁度，截留除區(qū)水中懸浮物、有機(jī)物、膠質(zhì)顆粒、微生物、氯嗅味及部分重金屬離子，使給水得到凈化的水處理傳統(tǒng)方法之一。 機(jī)械過濾廣泛用于水處理過程中，主要用于給水處理除濁，反滲透、以及離子交換軟化除鹽系統(tǒng)的前級預(yù)處理，也可用于地表水、地下水除泥沙。進(jìn)水濁度要求小于20度，出水濁度可達(dá)3度以下。 性能特點: 1設(shè)備造價低廉，運行成本費用低，管理簡便 2濾料經(jīng)過反洗可多次使用，濾料壽命長3過濾效果好，占地面積小 機(jī)械過濾器的大小根據(jù)水量而定，根據(jù)用途不同可選擇A3鋼材質(zhì)或不銹鋼材質(zhì)或玻璃鋼，還要根據(jù)給水水質(zhì)情況和出水水質(zhì)的要求，可選擇單層濾料、雙層濾料或多層濾料。 第第10章章 工業(yè)爐窯噪聲污染及其它工業(yè)爐窯噪聲污染及其它污染治理新工藝新技術(shù)污染