工业锅炉给水处理技术的探讨

工业锅炉给水处理技术的探讨

用锅的大部分水都是从天然水源收集的。自然水源可分为地面水源和地下水源。由于自然原因和人为污染,水中总含有各种各样的杂质,这些杂质如进入锅炉就会对锅炉的安全、经济运行产生重要的影响,为了确保锅炉的用水质量,防止因锅炉用水的不合格而危及锅炉的安全经济运行,必须对其进行处理,使水中杂质含量减少到能满足锅炉安全经济运行的要求,即符合锅炉给水水质标准。一般工业锅炉的水处理可以划分为炉外处理和炉内处理两大类。炉外水处理分为以下几个步骤:12水处理水的净化包括凝聚、沉淀与过滤,目的是除去水中所含的悬浮物胶体,并且为进一步软化或除盐处理创造条件。2阳离子交换剂层过滤一般采用离子交换法。阳离子交换软化水系统,即阳离子交换法,它依据阳离子交换剂在水中解离出阳离子,去代换水中的阳离子,从而改变水质。当硬水通过阳离子交换剂层过滤时,水中的Ca2+、Mg2+被阳离子交换剂吸收,而含在阳离子交换剂内的阳离子(通常多为Na+,H+,NH+4)则代替他们转入溶液中,从而使水得到软化。这种方法可分为以下几种。2.1盐离子交换crg法钠离子交换剂是工业锅炉最常用的离子交换剂,当原水经过离子交换剂时,水中的钙、镁离子被钠离子所置换出口的水即是软水,软水碱度等于原水的碳酸盐硬度。钠离子交换的优点是设备及运行管理比较简单;缺点是只能软化,而不能除去水中碱度。为降低经钠离子交换处理后水的碱度,最简单的方法是向软水中加酸(一般是硫酸)。适用范围:当按碱度和含盐量计算的连续排污率低于12%～15%时,或当水的溶解固形物Crg≥200Hz时,可采用钠离子交换软化法。Crg为原水的溶解固形物;Hz为原水的碳酸盐硬度。2.2对于未含水、低硬度的水,其复配双极钠离子交换系统,一般用于软化硬度高于10毫克当量/L的原水,或在需要保证提高软化水的质量时使用,对于含量超过500mg/L～600mg/L的水,也可采用此法,以降低其残余硬度,并减少再生耗盐量。2.3串联软化系统当原水的碳酸盐硬度很大时,采用氢-钠离子交换系统可降低水的碱度。氢-钠离子交换软化水系统有串联、不足量酸再生的串联、并联、综合四种系统。目前,我国常用的是不足量酸再生的串联和并联两种系统。不足量酸再生氢-钠离子串联交换系统是将全部原水通过不足量酸再生的氢离子交换口,然后除去游离的CO2,再进行一级或二级钠离子交换。串联软化系统如图1所示。此系统的特点是:用不足量酸再生氢离子交换器(即按理论计算所得的硫酸量进行再生,不加过剩量),故进行H+交换的只是和HCO-3等量的阳离子。从理论上分析,软化水和再生时的排水均不是酸性的,但由于软化水中有游离的CO2存在和再生时的不完全性,软化水和排水的管道,均应考虑防腐措施。并联氢-钠离子交换系统,是将原水分别在氢离子和钠离子交换中软化,然后由氢离子交换器产生的酸性水和钠离子交换器产生的碱性水混合,最后进入除CO2器,除去游离的CO2。并联软化系统如图2所示。并联的氢-钠离子交换软化水的残留碱度不大于0.35毫克当量/L。而且采用并联法时,须按原水水质情况调节进入氢离子交换器和钠离子交换器的水量比例,以控制软化水的碱度。不足量酸的氢-钠离子系统,适用于碳酸盐(碱度)超过1毫克当量/L及总含盐量不超过2000mg/L～3000mg/L的各种水,即不论其纳盐含多少。3阴阳离子交换剂化学除盐是采用阴阳离子交换除盐,即水中阳离子都被H+置换,另设一阴离子交换器,其交换剂用碱还原,成为OH-离子交换剂。若将阴阳离子交换器串联,则水中盐类的阳离子被置换成H+,阴离子又被置换成OH-,则盐分被除去,成为纯水。阴阳离子交换剂要有耐强酸、强碱作用。工业锅炉房很少采用除盐系统。而热电联产装置锅炉对水质标准要求高,广泛采用阴阳离子交换除盐系统。4锅炉除氧方法在锅炉给水中,溶有多种气体,其中对热力设备危害最大的是氧气。在热力系统中,由于水、汽温度都较高,加快了氧腐蚀的速度。因此,尽可能完全除去溶解在锅炉给水中的气体,是保护热力系统中所有设备不受腐蚀的基本方法。给水除氧方法主要有大气式热力除氧和解析除氧两种。真空除氧、钢屑除氧、化学除氧及电化学除氧等方法目前尚难推广采用。4.1+x-ct水气溶胶热力除氧就是将水加热至沸点,水中氧的溶解度减少而逸出,再将水面上产生的氧气排除,使之充满蒸汽。如此使水中氧气不断逸出,保证锅炉给水含氧量达到质量标准。大气式热力除氧器普遍选用喷雾式热力除氧类型,它具有传热效果好、体积小和重量轻等优点。4.2除氧系统及特点解析法除氧是将不含氧的气体与要除氧的水强烈混合接触,根据液面上氧气分压为零(或近于零)时液体中氧气的溶解度降低的原理,使水中的氧气大量扩散到无氧的气体中,从而使水中含氧量降低。从水中扩散出来的氧气,又随着原来无氧的气体流入,装于锅炉500℃～600℃部位的反应器中,在反应器中与炽热的木炭作用,使绝大部分氧气变成二氧化碳,而氧气残存量极微小。然后,再将此气体与要除氧的给水强烈混合接触,如此循环工作,达到除氧的目的。此法特点:一是待除氧水不需要预热处理。二是低位布置,体积小,金属耗量少,管路系统简单,设计安装方便,自动控制操作简便;三是采用了无给水箱,简化了除氧系统,占地少,节省设备和厂房的投资,并降低了水箱密封的难度;四是运行费用低,气密性好,可实现常温水除氧,残余溶解氧浓度低至0.03mg/L～0.