供热锅炉知识及水处理技术 71页

'供热锅炉水处理供热锅炉供应生产用汽、采暖、通风、空调、生活用热锅炉房送出的蒸汽大部分不能回收，热水亦有损失，需要一定量补给水各种水源含有杂质，必须经过处理后才能作为锅炉给水锅炉房须设置水处理设备以保证锅炉给水质量——锅炉房工艺设计中的重要工作 第一节水中的杂质和水质标准一、水中的杂质天然水中的杂质按其颗粒从大到小分三类：悬浮物——水流动时呈悬浮状态存在，不溶于水的颗粒物质，直径>10-4mm。通过滤纸可分离，砂子、粘土及动植物的腐败物质胶体——微粒直径10-6～10-4mm，许多分子和离子的集合体，不能通过滤纸分离离子和分子——水中的溶解物质(钙、镁、钾、钠等盐类)和溶解气体(O2、CO2)。盐类以离子状态存在，颗粒<10-6mm 混凝和过滤悬浮物和胶体杂质在水厂通过混凝和过滤处理后大部分被清除，外观看来澄清 二、水中杂质的危害严重影响锅炉的安全、经济运行部分溶解盐类(钙、镁)加热会析出或浓缩沉淀出来。一部分成为锅水中的悬游杂质—水渣；另一部分附着在受热面的内壁——形成水垢O2、CO2对锅炉受热面局部腐蚀（包括化学腐蚀和电化学腐蚀）起麻点——在金属表面产生溃伤性或点状腐蚀穿孔——腐蚀严重，可导致事故水垢导热性能差，降低锅炉的出力和效率；受热面的壁温大为增高——管壁起疱或出现裂缝减少管内流通截面，增加流动阻力结垢严重时堵塞水管——导致管子烧损 保证锅炉给水品质措施水处理任务软化(降钙、镁盐类含量)——防止管内结垢除氧(减溶解气体)——减轻受热面腐蚀水处理方法：锅外水处理——给水预先处理后进入锅炉锅内水处理——水处理在汽锅内部进行 三、水质指标水质——水和其中杂质共同表现的综合特性水质标准——评价水质好坏的指标。两种方法：客观反映水中某种杂质含量的成分指标，如溶解氧、Cl-、Ca2+等为了技术上的需要反映水质某方面特性的技术指标，如硬度、碱度、溶解固形物的含量等 水质指标悬浮固形物水通过滤纸后被分离出来的固形物，经干燥至恒重。以1L水中所含固形物的mg数表示(mg／L)溶解固形物将已被分离出悬浮固形物后的水，经蒸发、干燥后所得的残渣(mg／L)近似等于水中含盐量（忽略有机物含量）——水中各种盐类总和，由水中全部阴阳离子相加得到 3.硬度总硬度(H)——溶解于水中的钙、镁离子总量(mmol／L)碳酸盐硬度(HT)——溶解于水中的钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐的含量对于天然水，HT即钙镁的重碳酸盐含量又称暂时硬度——重碳酸钙、镁在水加热至沸腾后转变为沉淀物析出。近似等于碳酸盐硬度 硬度非碳酸盐硬度(HFT)——溶解于水中钙、镁的硫酸盐和氯化物的含量CaCl2、MgCl2、CaSO4和MgSO4等又叫永久硬度——水不断蒸发至其所含浓度超过饱和极限时才沉淀析出。近似于非碳酸盐硬度硬度间关系：H＝HT+HFT 4.碱度(A)水中含有能接受氢离子的物质的量(mmol／L)天然水碱度主要由HCO3－和CO32－的盐类组成锅水碱度主要由OH－和CO32－组成进入锅筒后，在不同的压力和温度下，HCO3－会全部分解成CO32－和一定比例的0H－水中所含的各种硬度和碱度间有内在的联系和制约 硬度和碱度的联系不可能同时存在0H—碱度和HCO3－碱度HCO3－+OH－→CO32－+H2O水中暂时硬度都属于水中的碱度钠盐碱度——负硬度当水中含有钠盐碱度时，不会存在非碳酸盐硬度(永硬)碱度硬度HTHFT负硬度H>AAH-A0H=AA00H8mmol／L，宜采用双级钠离子交换系统双级系统第二级交换剂层高可较小，可采用较高流速，对交换剂的再生程度要求较高节省盐量 例题某厂锅炉房设置二台SHL10-1.3／350型锅炉，凝结水回收率K＝30％，锅炉排污率P＝5％；原水总硬度H＝7.8mmol／l，查得，锅炉给水允许硬度H’＝0.03mmol／l要求：选用钠离子软化设备，采用强酸阳离子交换树脂和顺流再生，计算交换器的运行数据 锅炉补给水应经软化处理。补给水量指给水量与合格的凝结水回收量之差，给水量包括蒸发量、排污量及设备和管道漏损1m3交换剂能软化钙镁离子的摩尔数 固定式阳离子交换器的主要工艺计算离子交换器的内径d(m)Q——离子交换器的出力，m3/hv——水通过交换器的空塔流速，m/h离子交换器的运行延续时间T（一般≥8~12h）V——离子交换器内装交换剂体积，m3E——交换剂实际有效工作交换容量，mol/m3Q——软化水量，m3/hH——进出离子交换器水中总硬度之差，mol/m3 固定式阳离子交换器的主要工艺计算再生一次用盐量（再生剂耗量）B(kg)b——离子交换剂单位再生剂耗量，g/mol 离子交换软化反洗再生正洗软化+小反洗+排水+顶压+进再生液+逆流冲洗+小正洗+正洗+大反洗 第三节离子交换除碱钠离子交换的缺点只能使原水软化，而不能除去水中碱度为保证锅水碱度，导致锅炉排污量增大氢—钠、氨—钠及部分钠离子交换系统软化水、降低碱度和含盐量 一、氢－钠离子交换原理及系统1.氢离子交换软化、除碱原理原水经氢离子交换剂进行离子交换的化学反应式为失效后的离子交换剂，用1％～2％H2SO4或5％HCl作还原剂，使交换剂恢复成HR 氢离子交换后水质特点HT转变成水和CO2，达到了除硬、除碱和降低盐分的目的。其除盐、除碱量与原水中HT的摩尔数相等HFT转变为游离酸，产生的酸量与原水中的HFT的摩尔数相等酸性水 2.氢－钠离子交换系统通常与钠离子交换联合使用，使游离酸与经钠离子交换后产生的碱相互中和除硬、除碱三种系统并联/串联/综合 （1）并联系统运行关键控制好原水水量分配比例理论上，应使产生的酸和碱度完全中和实际上，为避免混合后出现酸性水，应保留0.3～0.5mmol／l的残留碱度 水量分配计算H>A碱度硬度HTHFT负硬度H>AAH-A0H=AA00HAAH-A0H=AA00H