鍋爐水處理技術(shù)和鍋爐加藥技術(shù)15

1、鍋爐水處理技術(shù)和鍋爐加藥技術(shù)來源：發(fā)布日期：2010-12-28當(dāng)鍋爐管壁潔凈沒有沉積物時，如經(jīng)化學(xué)清洗后，在給水中加入EDTA成的螯合物，在鍋水中發(fā)生熱分解，其產(chǎn)物磁性氧化鐵會在潔凈的鍋爐管壁上生成良好的保護膜，這層保護膜很薄且致密，能對金屬起到良好的保護作用，可以減少金屬腐蝕。由于EDTA與鈣的螯合物在熱分解時會影響氧化鐵薄膜的形成，破壞膜的完整性，第一章凝結(jié)水的凈化凝結(jié)水的凈化又稱凝結(jié)水的精處理。隨著熱力機組的參數(shù)和容量越來越大， 對鍋爐給水質(zhì)量的要求也日益提高。 凝結(jié)水是電站鍋 爐給水的主要組成部分。同樣，某些大型石油化工廠的工藝?yán)淠航?jīng)凈化后，也可作為鍋爐給水的一部分。因此，凝結(jié)水的

2、凈化在鍋爐水處理中具有十分重要的地位。凝結(jié)水是蒸汽凝結(jié)而成的水，在一般情況下，應(yīng)該是比較純凈的。 但在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于以下幾種原因，凝結(jié)水會受到不同程度的污染。在一些加工廠中，如在大型石油化工廠中， 凝結(jié)水會受工藝?yán)淠杭坝臀鄣入s質(zhì)的污染。在發(fā)電廠中，凝結(jié)水會由于以下的原因而受到污染：汽輪機凝汽器的冷卻水泄漏而進入凝結(jié)水系統(tǒng)； 鍋爐蒸汽攜帶的揮發(fā)性物質(zhì)溶于凝結(jié)水中； 熱力系統(tǒng)管道的腐蝕產(chǎn)物帶入凝結(jié)水； 水、汽系統(tǒng)在啟動、運行、停運過程中產(chǎn)生的機械雜質(zhì)，如氧化鐵、銅、饃的氧化物及 膠體硅等。凝結(jié)水中不同的污染雜質(zhì)， 會對采用凝結(jié)水為工作介質(zhì)的設(shè)備產(chǎn)生不同程度的危害。因此，必須根據(jù)凝結(jié)水中污染

3、物的特點以及不同設(shè)備對凝結(jié)水水質(zhì)的要求，進行不同方法、不同程度的凈化處理。 由于對凝結(jié)水質(zhì)量的要求越來越高，例如對凝結(jié)水中鈉離子含量要求低于0.1 mol/L甚至更低，因此，凝結(jié)水的凈化處理設(shè)備也日益先進，目前這些設(shè)備已可生產(chǎn)純度達(dá)到 0.03科mol/L的處理出水。一些能凈化凝結(jié)水，使其能夠達(dá)到很高純度的設(shè)備系統(tǒng)，均稱 為凝結(jié)水精處理(凈化)設(shè)備系統(tǒng)。凝結(jié)水的凈化系統(tǒng)一般由前置過濾器、凝結(jié)水除裝置(混床)和后置過濾器組成。第一節(jié)前置過濾器前置過濾器的作用是在凝結(jié)水進入除鹽裝置之前，預(yù)先除去凝結(jié)水中的懸浮物、各種膠狀物、油及聚合物等，從而延長除鹽裝置的運行周期和保護樹脂（尤其是陰樹脂）不被污染

4、。前置過濾器能使系統(tǒng)中的水質(zhì)很快地達(dá)到正常，從而能大大地縮短機組從啟動到正常運行的時間。 前置過濾器的型式很多，主要有覆蓋過濾器、管式微孔過濾器和電磁過濾器。 一、覆蓋過濾器 （一） 概述覆蓋過濾器的工作原理是將粉狀濾料覆蓋在過濾元件上，使其形成一個均勻的微孔濾膜，被處理的水通過濾膜過濾后，經(jīng)過濾元件（濾元）匯集后送出。由于過濾器是利用覆蓋在過濾元件表面上的濾膜進行過濾的，故稱覆蓋過濾器。覆蓋過濾器去除凝結(jié)水中懸浮物和除鐵的性能良好。（二）結(jié)構(gòu)覆蓋過濾器一般為管式過濾器，它是由垂直布置的（直立式或懸吊式）管束構(gòu)成的。濾元是用不銹鋼管或聚丙烯管為骨架，管外部分刻有縱向齒槽， 齒槽管壁上開有許多小

5、圓通孔，在齒槽棱上刻有螺紋， 沿螺紋外繞不銹鋼絲 （圓形或梯形絲）即構(gòu)成濾元。在濾元上端部分不 開齒槽，靠近管口處有螺紋，用于將濾元固定在多孔板上，關(guān)口敞開作為濾元的出水口。濾 元下端也不開齒槽， 但具有管螺紋，用于安裝半球形螺帽去封閉濾元下端管口。多孔板將過濾器分成上下兩部分：上部是出水區(qū)，下部是進水區(qū)。（三）濾料作為覆蓋器的濾料，除要求呈粉狀及化學(xué)穩(wěn)定性好外，還要求其本身有孔隙。覆蓋過濾器的濾料因為在鋪濾膜時是隨水流一起進入過濾器的，故亦稱助濾劑。常用的濾料為棉質(zhì)纖維素紙漿粉，它是將棉漿或木漿板烘干后，在球磨機中磨碎，經(jīng)60目篩網(wǎng)篩下的即為濾料成品。對于用于凝結(jié)水除油的覆蓋過濾器的濾料，則

6、可采用活性炭粉、硅藻土和焦炭粉。例如：活性炭的化學(xué)穩(wěn)定性好，多孔、吸附能力強，所以有良好的除油效果。 （四）運行 覆蓋過濾器的運行操作可分為鋪膜、過濾（運行）、爆膜（去膜）三個步驟。覆蓋過濾器運 行系統(tǒng)如圖所示。.鋪膜操作鋪料箱、鋪料泵自循環(huán) 在鋪料箱中先存放一定量的水，加入濾料，啟動輔料泵，將輔料箱中的水合濾料循環(huán)攪拌，使濾料形成均勻的漿液。 一般濾料用量為0.51.0kg/m2 （過濾面積），漿液濃度為安心4%自循環(huán)攪拌時間 510min。輔料泵、覆蓋過濾器筒體及輔料箱大循環(huán) 在鋪膜前，啟動輔料泵，將漿液由覆蓋過濾器底部送入， 經(jīng)過濾器外殼上的循環(huán)回至輔料箱， 使濾料漿液經(jīng)筒體和輔料 箱進

7、行大循環(huán)，目的是使系統(tǒng)中漿液均勻。一般循環(huán)5min。濾料漿液通過濾元鋪膜按上述（2）操作循環(huán)5min后，開啟覆蓋過濾器出口循環(huán)閥門，同時管壁外殼上的循環(huán)閥進行鋪膜。在鋪膜過程中，濾料在濾元表面堆積，逐漸形成濾膜。一般漿液循環(huán)56次，鋪膜時間510min后，漿液變?yōu)槌吻逋该?，覆蓋過濾器的壓差由零上升為（9.819.62） xi03Pa,即表示鋪膜成功。.運行（過濾）操作從鋪膜后轉(zhuǎn)換到過濾運行前，應(yīng)先將穿過濾元的少量濾料沖洗干凈。隨后可進行過濾操作。 過濾流速一般為 612m/h。濾速太大會使濾膜很快壓實，使過濾器壓降迅速上升，因而運 行周期縮短；濾速太小，則可能出現(xiàn)濾元上濾膜脫落的現(xiàn)象。當(dāng)進水的

8、含鐵量為 2007000d g/L時，覆蓋過濾器的除鐵效率為80%90%運行周期約幾小時至十幾小時。當(dāng)進水含鐵量20科g/L時，除鐵效率仍可為 30%60%運行周期約710天。 覆蓋過濾器初投的壓降為（10-20） X 103Pa,當(dāng)壓BI達(dá)（12-15） X104Pa時，需停止運行， 進行爆膜。.爆膜操作爆膜一般采用“自壓縮空氣膨脹法”爆膜，即利用被壓縮在出水部分空氣的突然膨脹，將濾膜擊破。其操作步驟為：先關(guān)出水閥門，利用水壓力壓縮上下室中的空氣，待過濾器內(nèi)壓力均勻時，關(guān)進水閥門，然后迅速打開快開放氣閥和打開快排水閥，進行爆膜和排渣。此時由于壓縮在筒體內(nèi)的空氣瞬間急速膨脹，并將多孔板上水墊層

9、的水經(jīng)濾元內(nèi)部壓出，擊碎失效的濾膜，使碎濾渣從底部快開排水閥排出。如果一次操作爆膜不凈，則可進水重復(fù)操作并用大量水反沖洗，直至濾元清潔為止。爆膜時的自壓縮空氣壓力為（26） X105Pa,水反沖洗強度為 0.010.015m3/ （s m2 。管式微孔過濾器管式微孔過濾器結(jié)構(gòu)與覆蓋過濾器相似，不同的是前者的濾元用合成纖維繞制成具有一定孔隙度的濾層（纖維沿多孔中心芯交互纏繞），不再鋪覆濾料。管式微孔過濾器運行至壓差大于8X104Pa或運行時間超過72h時，應(yīng)停止運行，并進行清洗。若充分反洗或酸洗后，其壓降仍不能降低而影響設(shè)備出力時，應(yīng)更換濾元。電磁過濾器電磁過濾器內(nèi)部充填的填料是強磁性物質(zhì)。過濾

10、器外邊裝有能改變磁場強度的線圈。通直流電時，線圈產(chǎn)生強磁場，使填充物磁化，再通過磁化基體（填料）對水中磁性物質(zhì)顆粒 的磁力吸引，將雜質(zhì)吸著在被磁化了的填料表面，達(dá)到水的凈化。需要清洗時，切斷向線圈供電的直流電，使磁場消失，再用水和空氣反洗。電磁過濾器的特點是運行流速高，適用于去除凝結(jié)水中金屬氧化腐蝕產(chǎn)物。凝結(jié)水中的鐵主要以磁性氧化鐵（Fe3O4）的形式存在。這是一種雙氧化物（Fe3O4=FeO Fe2O3 , 其中FeO中的鐵有時被銅或鋅所取代，所以水中 含有的微量銅和鋅大部分具有鐵磁性，因此，這些雜質(zhì)可用電磁過濾器除掉。電磁過濾器既可以作為凝結(jié)水凈化系統(tǒng)的前置過濾器，又可用于其他水的除鐵處理

11、。此外，它還可用于高溫水的除鐵，其除鐵效率為65%85%正常運行的機組，采用電磁過濾器可使出水含鐵量低于10科g/L。第二節(jié)凝結(jié)水的除鹽裝置凝結(jié)水除鹽裝置是凝結(jié)水凈化系統(tǒng)的核心。凝結(jié)水除鹽一般多用凈化混床，亦可用粉末樹脂覆蓋過濾器。一、深層凈化混床凈化混床的運行特點是處理水量大，在除去凝結(jié)水中離子的同時還能有效地去除凝結(jié)水中的懸浮雜質(zhì)。凈化混床有淺層和深層兩種形式?！皽\層”和“深層”是指過濾的雜志滲透到樹脂床層中的“淺”、“深”程度。采用提高凈化混床運行流速的方法，可以使過濾的雜質(zhì)滲透到床層深處。這樣，一方面可以延長凈化混床的運行周期，另一方面也可以適應(yīng)凈化混床處理水量大的需要，所以這種運行的

12、凈化混床稱為深層凈化混床，又稱快速混床。深層凈化混床的結(jié)構(gòu)與補給水除鹽混床相同。（一）深層凈化混床的作用凝結(jié)水的凈化混床是由氫型或俊型強酸陽離子交換樹脂與氫氧型強堿陰離子交換樹脂組合而成，其作用是在除去凝結(jié)水中懸浮物雜質(zhì)的同時，還能除去凝結(jié)水中一些有害的離子。例如，它同水中鈉離子及氯離子將發(fā)生如下的交換反應(yīng)。H/OH方式時生成產(chǎn)物22c時H2O的平衡電離常數(shù)為 1.0X10-14。NH4/OIH 式時生成產(chǎn)物25c時NH40Hl勺平衡電離常數(shù)為 1.8X10-5。由上可知，H/0H方式的反應(yīng)比NH40HT式的反應(yīng)更容易完成。離子平衡時深層凈化混床除鹽的關(guān)鍵。為了使出水達(dá)到所要求的純度，樹脂床的

13、底部必須保持一定的純度（或鈉離子交換容量）。如果分別按H/0H與NH40FW種運行方式的類似系統(tǒng)比較，可知其后一種運行方式的出水質(zhì)量要比前者差。所以，在凝汽器泄露時，為了保護系統(tǒng)，凝結(jié)水凈化混床應(yīng)使用H/0H型。按照深層凈化混床的應(yīng)用，其運行流速的選擇，必須考慮到去除金屬氧化物等雜質(zhì)和除去離子兩個方面。對出去雜質(zhì)的能力來說，只要床層清洗得干凈，運行流速對出水雜質(zhì)殘留量并 無影響。如果床層不干凈（尤其是底部不干凈），則出水雜質(zhì)泄漏量就大。但是運行流速對 凈化混床的運行周期或截污量卻有明顯影響。運行流速低時，與高流速相比，截污量下降， 床層阻力上升很快，運行周期短，因此，深層凈化混床運行流速不宜過

14、低；若運行流速太高，則樹脂稍有老化，其交換容量降低，出水質(zhì)量提前惡化。 為此，深層凈化混床運行流速一般為 80120m/h。深層凈化混床采用有效的清洗方法后，可保證除掉凝結(jié)水中90%95啕雜質(zhì)，使出水雜質(zhì)殘余量維持在13 d g/Lo（二）深層凈化混床用樹脂的選擇深層凈化混床用于凝結(jié)水處理時所用樹脂的選擇，是以出水中不含二氧化硅及二氧化碳的高純水的需要為前提，因而選擇強酸及強堿離子交換樹脂是必要的，除此之外，對樹脂還有如下要求。.樹脂粒度在高流速下不致產(chǎn)生過高的阻力，并且還能得到高質(zhì)量的出水，其樹脂粒徑應(yīng)均一。.樹脂機械強度要有足夠的機械強度，耐磨性好，不易破碎。在熱力及滲透的沖擊下以及機械應(yīng)

15、力下的穩(wěn)定 性好，且對氧化及有機污染有抵抗力，對鐵及碎屑的容量大。.陽、陰樹脂的比例應(yīng)根據(jù)凝結(jié)水水質(zhì)和冷卻水系統(tǒng)來決定，陽、陰樹脂的比例如下：（1）對于氫型混合床，當(dāng)污染物主要為腐蝕產(chǎn)物（凝汽器泄漏率低），且凝結(jié)水含氨、pH TOC o 1-5 h z 值高時，陽樹脂：陰樹脂為2: 1;（2）對于氨型混合床，當(dāng)冷卻水為淡水時，陽樹脂：陰樹脂為1:1;（3）當(dāng)冷卻水為海水、高含鹽量水時，陽樹脂：陰樹脂宜為2: 3.（三）深層凈化混床運行周期終點的確定大多數(shù)用氨進行pH值調(diào)整的凝結(jié)水的凈化系統(tǒng)是采用H/OH運行方式的（即氫型混床）。若陽樹脂從凝結(jié)水中吸收氨而交換容量耗盡（這一點稱“氨泄漏”）就應(yīng)退

16、出運行，進行再生，否則，鈉離子將與錢離子一起被帶入凝結(jié)水的出水中。另外，當(dāng)出水電導(dǎo)率達(dá)到0.10.15 pS/cm時，應(yīng)結(jié)束運行，因電導(dǎo)率太高意味著系統(tǒng)中有過量的鈉。這時就要分別 確定每臺混床的運行終點，即根據(jù)每臺設(shè)備出水的電導(dǎo)率，而不是根據(jù)整個系統(tǒng)或母管出水的電導(dǎo)率。采用NH4/OHT式運行（即氨化混床）時，通常是按運行到規(guī)定的出水量后，退出運行并進行再生的。該系統(tǒng)運行中，如果有空氣漏入，會引起嚴(yán)重的出水質(zhì)量問題。這是因為空氣中二氧化碳將與凝結(jié)水中氨反應(yīng)生成碳酸俊。當(dāng)空氣漏入量足夠大時， 碳酸鹽可使陰離子交換樹脂失效，并將已被吸附的二氧化硅、氯根、硫酸根依次置換下來。所以，選用氨化混床運 行

17、時，最好采用帶有脫氣的電導(dǎo)儀， 對每臺凈化混床出水的陽離子電導(dǎo)率、二氧化硅及鈉都要進行監(jiān)督。注意勿使氨化混床運行至超出樹脂的交換容量，而應(yīng)保持交換容量有一定裕度，才能在凝汽器突然泄漏時具有較強的防護能力。（四）深層凈化混床再生前樹脂的分離在深層凈化混床中，陽、陰樹脂再生前的分離是十分重要的。在凈化混床運行中要使泄漏量不高于pg/L級，其根本措施在于防止再生前水力分離中樹脂的交叉污染。失效的陽樹脂、 陰樹在反洗分層及在交換界面處難免有少量混合，如細(xì)碎的陽樹脂進入到陰樹脂層中，被污染物包覆的陰樹脂則進入下部的陽樹脂層中，因此，在水里輸送上層陰樹脂至陰再生塔時， 細(xì)碎的陽樹脂隨同一起進入，這部分陽樹

18、脂經(jīng)NaOHM生即成為納型陽樹脂。同樣在下層中， 混在陽樹脂中的陰樹脂在鹽酸再生時會轉(zhuǎn)換成氯型（用硫酸再生時會轉(zhuǎn)換成硫酸氫鹽型）?？梢?，不完全的分離會導(dǎo)致出水中離子的泄露量增大。以下介紹深層凈化混床中樹脂的一些分離方法。.浮選分離法利用密度介于陰、陽樹脂密度之間的浮選機浸泡混合樹脂，使陰、陽樹脂得到分離，一般浮選劑采用16%20啕氫氧化鈉溶液，其相對密度為1.18-1.22.高濃度的氫氧化鈉溶液可高度地再生陰樹脂，且能出去陰樹脂中的聚合二氧化硅。浮選分離法不受樹脂顆粒粒度的影響，所以，分離效果較好。一般陰樹脂層中殘留的RNa型陽樹脂量可小于 0.01%,陽樹脂中殘留的陰樹脂量在0.59%1.5

19、5%范圍內(nèi)。.惰性樹脂分離法這是使用密度介于陰、陽樹脂密度之間的惰性樹脂，在水力反洗條件下將陰、陽樹脂隔開而 實現(xiàn)分離陰、陽樹脂的方法。惰性樹脂在陰、陽樹脂之間形成緩沖層， 使之有良好的再生效果和減少交叉污染（污染率小于 0.1%）,同時還可以起到降低離子泄露的作用。.氨水淋洗法（或稱氨化法）利用NH4O解液淋洗已經(jīng)氫氧化鈉再生的陰樹脂，使混在陰樹脂中鈉型樹脂轉(zhuǎn)成俊型樹脂（RNH4 ,所以又稱氨化法，保證鈉型機W旨混在陰樹脂中的量小于0.1%0.4%,從而保證了運行水質(zhì)合格和較長的運行周期。一般用于氨化混床，可分為直接淋洗和循環(huán)淋洗兩種方式（也稱直流氨化和循環(huán)氨化）。.鈣化法將混有少量陽樹脂的

20、陰樹脂，先用氫氧化鈉再生， 再用氫氧化鈣溶液淋洗， 使混在陰樹脂中的鈉型陽樹脂全部轉(zhuǎn)為鈣型陽樹脂的方法叫鈣化發(fā)。由于鈣離子與陽樹脂有較強的親和力，因此，鈣化過程中 Ca2珂完全取代RNa樹脂中的Na+;而在運行中，又由于 R2Ca型陽樹脂 不易與進水中的 NH4+乍用，通常鈣離子的?t露極微（小于 1g/L）。該法的優(yōu)點是鈣化過程時間短，Ca（OH）2耗量少；其缺點是需要增設(shè)一套高純度石灰水制備系統(tǒng)。鈣化法一般選用的 Ca（OH）2溶液濃度約為1200mg/L,鈣化終點控制陰再生塔進出口水中的 Ca2+濃度相等為止。.中間抽出法將陽再生塔中分層后的中間混層樹脂（約5%10%在每次再生時單獨抽出

21、，貯存于專用的容器內(nèi)，并進行水沖洗，除去細(xì)碎樹脂，以減少陽、陰樹脂混層比例。這部分樹脂不作再生處理留到下一周期與混床送出的失效樹脂重新混合、再分離。中間抽出法是利用物理方法進行的分離，操作運行比較簡便，節(jié)省再生時間及再生劑和沖洗水量。從中間抽出法的原理看，對于高強度及均粒的樹脂，且陽、陰樹脂有一定密度差時，加上正確操作，它可以使樹脂交叉污染程度減到最少；否則會造成混層樹脂高度逐漸增加，從而增加了分離清洗的困難和延長清洗時間，甚至影響出水質(zhì)量。.綜合分離法這是美國PERMTE公司綜合了各水處理公司的技術(shù)特點后提出的一種方法。其要點是將失效第6頁的陽、陰混合樹脂送到陽再生塔并完成水汽擦洗后，進行第

22、一次反洗水力分層，使陰樹脂在上部，陽樹脂在下部。接著將陽再生塔中上部絕大部分陰樹脂送往陰再生塔。陽再生塔上陰樹脂的送出口在陽、陰樹脂交界處以上25mm值也就是說，在完成此步驟時陽再生塔內(nèi)還有25mM樹脂，從而降到盡可能使陽樹脂留在陽再生塔內(nèi)。然后調(diào)整水力反洗強度進行反 洗，使尚留在陽再生塔內(nèi)的少量陰樹脂從陽再生塔頂部沖至陰再生塔內(nèi)。在完成上述基本分離后，接著再用濃堿法或氨化法等進行輔助分離，進一步防止陽、陰樹脂的交叉污染，使陽、陰樹脂的交叉污染降到最低。但該法操作工藝較為復(fù)雜，且尚無較長期的運行考核實例。.混脂層分離法根據(jù)斯托克司定律可算出具有不同相對密度和不同大小的樹脂顆粒的沉淀速度，因此，

23、可以計算求出混合樹脂反洗分層后的陽、陰樹脂交界面上的混脂層的厚度。如果不將這個混脂層中樹脂送回工作交換器中，就可保證陽、陰樹脂的分層，因而可減少或消除陽樹脂與陰樹脂再生劑（NaOH相接觸，以及陰樹脂與陽樹脂再生劑（酸）接觸。混脂層樹脂輸送到高流速 反洗分離罐中進行反洗和分離，除掉一切不合要求的樹脂碎粒及粉末后回收再用。此法大多用于H/OH深層凈化混床。（五）深層凈化混床中混合樹脂再生前的清洗凝結(jié)水凈化混床具有過濾功能，因此，必須對失效的混合樹脂選擇有效的清洗方法，以免造成樹脂中毒，混床阻力增大而導(dǎo)致樹脂破碎，陽、陰樹脂再生分離困難等問題。保持樹脂的干凈是凝結(jié)水凈化混床正常運行的重要因素之一。混

24、合樹脂再生前清洗的方法有反洗和空氣擦洗法。.反洗法反洗的目的是徹底清除所截留的雜質(zhì)和對陽、陰樹脂進行分離。一般采用專門的清洗和分離樹脂的設(shè)備。清洗時，將污染了的混合樹脂先輸送至分離罐內(nèi)，以分離陽、陰樹脂為主，并 洗掉樹脂上的部分雜質(zhì)。 分層完成后，大量的松散雜質(zhì)散布在陰樹脂中，并隨陰樹脂流入陰樹脂罐中，然后分別在兩罐中清洗陽樹脂和陰樹脂。.空氣擦洗法用壓縮空氣在樹枝顆粒間造成瞬間爆發(fā)膨脹，使樹脂與樹脂表面產(chǎn)生撞擊摩擦而使雜質(zhì)松 脫，接著用沖洗水將雜質(zhì)帶走。該法效果好，清洗水耗小，清洗時間較短，樹脂磨損小，費 用低。（六）凝結(jié)水凈化混床的再生凝結(jié)水凈化混床的再生方法有體內(nèi)再生和體外再生兩種。.體

25、內(nèi)再生就是樹脂在凝結(jié)水凈化混床（離子交換器）內(nèi)部進行再生的方法， 也就是在離子交換器內(nèi)同時對陰樹脂和陽樹脂進行再生。具體的做法是：樹脂經(jīng)反洗分層后進行再生時，從離子交換器的上部和下部同時分別送入再生用的堿液（從上部）和酸液（從下部），它們分別流經(jīng)陰樹脂層和陽樹脂層后， 再由中部排液裝置同時排出。再生后的樹脂進行清洗時，清洗水亦同樣分別由離子交換器的上部和下部同時分別送入，清洗水分別流經(jīng)陰樹脂層和陽樹脂層后，由中部排液裝置同時排出。體內(nèi)再生法的缺點是：樹脂交界面處，中間排液裝置周圍的陽、陰樹脂或多或少地會受到酸、堿再生液的交叉滲透污染，影響出水水質(zhì)。故體內(nèi)再生很少被采用。但惰性樹脂層分離法成功后

26、，體內(nèi)再生得到一定使用。.體外再生它是將失效的混合樹脂從凈化混床中輸送到專門的罐（或塔）內(nèi)進行分離和再生， 其特點是：體外再生罐（或塔）可以充分地滿足清洗和再生樹脂的要求；能防止 再生劑和空氣滲入凝結(jié)水系統(tǒng)；縮短凈化混床的停運時間；簡化凈化混床內(nèi)部結(jié) 構(gòu)，有利于提高運行流速和運行壓力。體外再生有雙罐系統(tǒng)和單罐再生系統(tǒng)。不論是雙罐或單罐系統(tǒng)，再生過程中最關(guān)鍵是按正確的數(shù)量和恰當(dāng)?shù)臐舛葘⒃偕?送入樹脂層，必須用最高質(zhì)量的再生劑來再生。（七）樹脂的輸送體外再生工藝中輸送樹脂的方法有水力、沉渣泵、噴射泵和氣力輸送等。我國多 采用氣、水混合輸送。深層凈化混床的 NH4/O出行方式為了降低鍋爐給水的含鐵

27、量，要求將給水的pH值提高至9.49.6 。但這樣H/OH型混床的工作周期短、再生劑耗量大，且氨被混床除去，造成氨的浪費。因此發(fā)展了氨化混床工藝，或稱為混床的氨周期運行。由于氨化混床可在氨穿透后繼續(xù)運行，具有運行周期長，再生操作少等優(yōu)點，因此被用于凝結(jié)水的精處理。其缺點是要求凝汽器無泄漏，樹脂深度再生，再生劑質(zhì)量很高的條件下才能應(yīng)用。氨化混床的出水質(zhì)量與運行條件有關(guān)。氨化運行的氨化混床，其運行過程可分為三個階段，即H/OH型運行階段、NH4將透階段（即氨化階段）和NH4/OH!行階段，現(xiàn)分別介紹如下。第一階段為H/OH運行方式階段。凈化混床在投入運行后，吸收凝結(jié)水中包括氨在內(nèi)的全部離子，其出水

28、質(zhì)量與氫型（H/OH凈化混床相同。在正常運行條件下，出水水質(zhì)為：Na哈量為0.10.5 g/L,電導(dǎo)率（25C）為 0.060.10科S/cm,氫電導(dǎo)率（25C）為0.090.15 pS/cm, Cl-含量名勺為 1.0 g/L。第二階段為NH4將透階段。次階段是從氨穿透開始直至陽樹脂完全被氨化。此階段出水中氨漏過量逐漸增加，pH值、電導(dǎo)率也隨之上升，Na+漏過量也逐漸增加， 但不會超過1g/L。第三階段為NH4/O出行方式階段。此階段混床出水水質(zhì)與樹脂轉(zhuǎn)型的完全程度、水的 pH值有關(guān)。據(jù)國內(nèi)某廠運行結(jié)果表明， 此階段出水水質(zhì)為：Na+量1.0pg/L,氫電導(dǎo)率（25C）0.160.20 s

29、S/cm, Cl-含量5科g/L。此階段運行時間很長（約 3040天）。實踐證明氨化混床在凝汽器泄露時，應(yīng)撤出系列，并投入備用的氫型混床。三層混床三層混床是在強酸陽樹脂和強堿陰樹脂之間置入一種惰性樹脂，惰性樹脂的真密度介于陽樹第8頁脂和陰樹脂的真密度之間。由于三種樹脂的粒度、級配、密度及沉降速度等方面均是按一定 特殊要求選取的，所以在反洗分層后，樹脂能清晰地分為三層。由于惰性樹脂層介于陰、陽 樹脂層之間，可使陰、陽樹脂有效地分離，且避免了再生時的“交叉污染”。三層混床的出 水水質(zhì)好，交換容量高，正洗水耗低，分層后可觀察到明顯的分界面，便于操作。三層混床 的缺點是惰性樹脂易受污染，最終不能穩(wěn)定地

30、處于陰、陽樹脂層之間。粉末樹脂覆蓋過濾器粉末樹脂覆蓋過濾器濾元上覆蓋的粉末樹脂層的厚度為36cmi在凝結(jié)水處理系統(tǒng)中，它可用作深層凈化混床的后置設(shè)備； 或取代深層凈化混床作為主除鹽設(shè)備； 或用作深層凈化混床 的前置處理設(shè)備。（一）粉末樹脂的特性粉末樹脂是以高純度、高劑量的再生劑進行再生了的、完全轉(zhuǎn)型后的強酸陽樹脂和強堿陰樹 脂，粉碎至一定細(xì)度后再混合制成的。當(dāng)陽、陰樹脂兩種粉末樹脂在純水中均勻混合后，相反電荷的作用使陽、 陰樹脂粉末相互凝聚粘結(jié)，體積發(fā)生膨脹，形成不帶電荷的多孔的、過 濾性能好的絮凝體，所以具有過濾和離子交換的雙重作用。（二）粉末樹脂覆蓋過濾器的配漿與鋪膜配漿是按預(yù)定比例將陰、

31、 陽樹脂粉用除鹽水混合后進行高速攪拌，于是樹脂粉發(fā)生溶脹并形成體積比樹脂粉總體積大27倍的凝聚微粒。陽、陰樹脂粉的配比應(yīng)根據(jù)凈化器過濾周期和離子交換周期要求進行確定。鋪膜是將樹脂漿在合適的相對密度下均勻地鋪于濾元之上。每次鋪料應(yīng)通過保持沉降層的容積與樹脂漿的容積之比來控制樹脂漿的相對密度。比值高，覆蓋層松散；比值小，覆蓋層過于密實，會使壓降增大。 美國GRAVE公司的Powdex技術(shù)則利用小顆粒的陽、陰離子交換樹脂，所用的小顆粒樹脂是高度再生了的，即完全符合要求的樹脂占 95%,樹脂的粒徑在4060d mi當(dāng)他們混合時， 形成一個大的凝聚微粒，這些微粒能被涂到過濾元件上，在很低的滾動阻力下運行

32、。預(yù)涂了這種Powdex樹脂的覆蓋過濾器能在進行離子交換的同時除去大量的懸浮物質(zhì)。如 Powdex 樹脂和有機纖維材料的混合物能使它的壓力降達(dá)到最少，且很容易在濾元表面上形成過濾 層。由于該混合物（稱 Ecodex）含纖維成分，它截留懸浮物的能力高于Powdex,但仍有離子交換性能，所以 Ecodex主要用于去除懸浮物，離子交換要求不高的凝結(jié)水系統(tǒng)。 （三）粉末樹脂覆蓋過濾器的性能粉末樹脂覆蓋過濾器的截污容量小于深層凈化混床，但能去除硅酸；對凝汽器泄露的防護能力差，它只能在凝汽器新的正常運行下工作， 即使凝汽器有微小泄露，就會影響其運行 周期；出水水質(zhì)要比深層凈化混床稍差。第二章鍋內(nèi)加藥處理第

33、一節(jié)鍋內(nèi)加藥處理概述概況（一）水汽循環(huán)及水質(zhì)要求熱力系統(tǒng)由鍋爐、汽輪機及附屬設(shè)備構(gòu)成。熱力系統(tǒng)的熱交換部件和水、汽流經(jīng)的設(shè)備、管 道、一般稱為熱力設(shè)備。經(jīng)處理的水進入鍋爐后，吸收熱量變成蒸汽，進入汽輪機，蒸汽的 熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，推動汽輪機高速運轉(zhuǎn)， 做功后的蒸汽被冷凝成凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)加熱器、除氧器等設(shè)備，再進入鍋爐，如此反復(fù)循環(huán)做功。在熱力系統(tǒng)中，水和蒸汽是作為循環(huán)運行的工質(zhì)。在循環(huán)過程中，水和蒸汽會有各種損失，如熱力系統(tǒng)中某些設(shè)備的排汽、防水，水 箱的溢流，管道閥門的漏水、漏汽等。補給水的水量及水質(zhì)，均應(yīng)根據(jù)鍋爐參數(shù)及水、汽損失來確定。對于凝汽式機組，一般補給水量不應(yīng)超過機組鍋爐蒸發(fā)量的

34、2%4%對于供熱式機組，應(yīng)根據(jù)供汽量及回收量多少來確定，有的供熱機組補給水量可達(dá)到鍋爐蒸發(fā)量的50疲更高。補給水的質(zhì)量要求，應(yīng)根據(jù)機組參數(shù)要求，確定采用相應(yīng)的水處理方式。送入鍋爐的給水，可由汽輪機蒸汽的凝結(jié)水。補給水、供熱用汽的返回水組成。各部分水量由生產(chǎn)實際情況確定。對于供汽、供熱量少的機組，或凝汽式機組，給水以凝結(jié)水為主；對 于工業(yè)鍋爐，一般供汽、供熱量較大，當(dāng)返回水少時，給水主要為補給水。（二）水汽系統(tǒng)中雜質(zhì)的來源熱力設(shè)備水汽循環(huán)中，作為工質(zhì)的水和蒸汽中會有一定的雜質(zhì)混入，這些雜志隨水、汽進入鍋爐、汽輪機等熱力設(shè)備，沿水、氣流程隨壓力、溫度的變化，其物理、化學(xué)性能也發(fā)生變 化：水受熱由液

35、相水變?yōu)闅庀嗾羝?。水中雜質(zhì)在不同溫度、壓力下，發(fā)生一些物理、化學(xué)反 應(yīng)，有的析出成固體，或附著于受熱表面，或懸浮、沉積在水中，有的隨蒸汽進入汽輪機。給水帶入鍋內(nèi)的雜質(zhì)，在鍋內(nèi)發(fā)生物理、化學(xué)變化是引起熱力設(shè)備結(jié)構(gòu)、結(jié)鹽和腐蝕的根源。這些雜志的主要來源有以下五個方面。1,補給水帶入的雜質(zhì)經(jīng)過濾、軟化或離子交換除鹽處理的補給水，除去了大部分懸浮雜質(zhì)、 硬度和鹽類。不同處理系統(tǒng)出水水質(zhì)控制指標(biāo)不同。在水處理設(shè)備正常運行的情況下，出水仍殘留著一定的雜質(zhì)； 當(dāng)水處理設(shè)備有缺陷或運行操作不當(dāng)時， 處理水中的雜質(zhì)還會增加。這些雜志隨補給水進入 熱力系統(tǒng)。2,凝結(jié)水帶入的雜質(zhì)做功后的蒸汽，在凝汽其中被冷卻水冷凝

36、成凝結(jié)水。當(dāng)凝汽器中存在不嚴(yán)密處時，冷卻水就會泄露進凝結(jié)水中。 冷卻水一般為不處理或部分處理的原水，水中各種雜質(zhì)含量較高。 凝汽器正常運行時，其滲漏率為 0.01%0.05%或更低。凝汽器的不嚴(yán)密處，一般在管子與管板的 連接部位，當(dāng)管子出現(xiàn)破裂、穿孔、斷損時，冷卻水會較多地漏入凝結(jié)水中。由于冷卻水第10頁含鹽量較大，即使有少量泄漏，凝結(jié)水的含鹽量也會迅速增加。例如，冷卻水含鹽量為 500mg/L,泄漏率為0.2%時，凝結(jié)水中的含鹽量就會增加1mg/L,使凝結(jié)水和給水的水質(zhì)明顯惡化。冷卻水泄露對凝結(jié)水的污染，是雜質(zhì)進入熱力系統(tǒng)的主要途徑之一。.金屬腐蝕產(chǎn)物被水流帶入鍋內(nèi)鍋爐、管道、水箱、熱交換器

37、等熱力設(shè)備， 在機組運行、啟動、停運中，都會產(chǎn)生一些腐蝕， 其腐蝕產(chǎn)物多為鐵和銅的氧化物，這些腐蝕產(chǎn)物是進入鍋內(nèi)的又一類雜質(zhì)來源。.供熱用返回水帶入的雜質(zhì)供熱用的蒸汽，在用戶使用過程中， 不同程度地會受到污染， 一般返回水中含油量、含鐵量 及硬度較大。當(dāng)回收這些返回水時，要嚴(yán)格控制，超過標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)進行回水處理。5藥劑雜質(zhì)的污染加藥處理的藥品，通常采用工業(yè)品，工業(yè)品中常含有不同程度的雜質(zhì)， 這些雜質(zhì)隨藥劑帶入 熱力系統(tǒng)內(nèi)，不僅增加了鍋水中雜質(zhì)的含量， 還有必要輔以鍋內(nèi)加藥處理， 才能保證鍋爐的 安全運行。鍋內(nèi)理化過程鍋內(nèi)理化過程是指給水進入鍋爐后，在高溫高壓條件下， 水及水中的雜質(zhì)所發(fā)生的物理、

38、化學(xué)變化。這些變化與鍋爐壓力、溫度有關(guān)。在鍋內(nèi)，鍋水中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下當(dāng)難溶物質(zhì)在鍋水中的濃度超過了它們相應(yīng)溫度下的溶解度時，就可生成沉淀物質(zhì)， 從鍋水中析出。鈣、鎂難溶化合物大多具有負(fù)溶解系數(shù)，即溫度升高溶解度下降。在鍋內(nèi)，高溫下傳熱面上的水膜首先受熱蒸發(fā)， 產(chǎn)生氣泡，氣泡脫離傳熱面，變成蒸汽逸出。在鍋爐正常運行條件下， 蒸汽中僅攜帶極少量鹽類，因而，鍋水中鹽類濃度隨蒸汽不斷產(chǎn)生、逸出而增高，靠近水冷壁管附近的鍋水中的鹽類濃縮較大，易析出并易在水冷管壁受熱面沉淀。鍋水中的難溶物質(zhì)， 也會超過其相應(yīng)溫度下的溶解度，在鍋水中呈過飽和狀態(tài)，這些過飽和物質(zhì)遇到雜質(zhì)顆粒， 便附著在上面，并不斷長

39、大，或自身形成微小結(jié)晶核， 并在核上積聚長大，形成水垢或水渣。 這種結(jié)晶析出狀況與鍋水水質(zhì)、鍋爐參數(shù)、加藥情況、運行管理狀況有關(guān)，形成不同形態(tài)的沉淀物。鍋水中的沉淀物（一）水垢熱力設(shè)備內(nèi)的水垢，因鍋爐參數(shù)不同、 水質(zhì)不同以及形成部位不同而有很大的差異。水垢由許多化合物混合組成，其化學(xué)組成比較復(fù)雜。對于不同的鍋爐，水垢的化學(xué)組成也不相同， 但多以某種化學(xué)成分為主。以水垢的化學(xué)成分分類可分為：鈣、鎂垢，硅酸鹽垢，氧化鐵垢 和銅垢等幾種。（二）水渣水渣是多種物質(zhì)的混合物，其組成由給水水質(zhì)及加藥藥劑等決定。主要成分一般為金屬腐蝕產(chǎn)物（氧化鐵、銅）、堿式磷酸鈣和蛇紋石等，有時還有一些懸浮物。對于以碳酸鈉

40、作防垢 處理的低壓鍋爐，其水渣主要是碳酸鈣、堿式碳酸鎂和氫氧化鎂等。第11頁鍋水中水渣較多時， 會影響蒸汽品質(zhì)，堵塞爐管，故應(yīng)及時將水渣排出鍋爐，并應(yīng)避免生成磷酸鎂和氫氧化鎂水渣，以防止水渣粘附在爐管壁上形成水垢。第二節(jié)鍋內(nèi)加藥處理方法鍋內(nèi)加藥處理是作為鍋爐補給水、 凝結(jié)水、生成返回水處理的補充處理。其作用是使隨 給水帶入鍋爐內(nèi)的結(jié)垢物質(zhì)與所加藥劑反應(yīng)， 生成懸浮顆粒，呈分散狀態(tài)，通過鍋爐排污排 出鍋內(nèi)，或使其成為溶解狀態(tài)存在于鍋水中，不會沉積在鍋爐管壁上，以達(dá)到防垢的目的。純堿處理法純堿是工業(yè)碳酸鈉的俗稱。純堿處理是人為地增加濃度，使鍋水中的平衡向左移動，在鍋水中維持一定的堿度和pH值的條件

41、下，生成無定形水渣，鍋水中濃度減少，平衡式 向左移動，從而減少、水垢的形成。 由于在高溫下發(fā)生水解反應(yīng)生成 ，使反應(yīng)式的平衡向生成水渣方向移動。純堿處理法可使鍋水中和保持在一定濃度范圍內(nèi)，使鍋內(nèi)生成無定形水渣，不生成結(jié)晶形水垢，達(dá)到防垢的目的。因碳酸鈉在鍋水中會水解，其水解率隨溫度升高而增大，當(dāng)鍋爐壓力為1.5MPa時，其水解率為60%因此，純堿處理一般用于壓力低于 1.3Mpa、大于0.2Mpa的鍋爐，也可用于火管、水管立式鍋爐和臥式三回程快裝鍋爐及水容量大于50L/m2加熱面的鍋爐。對于原水硬度大于堿度的非堿性水質(zhì)，以及含鎂的非碳酸鹽硬度較小的鍋爐也適用。對于壓力低于0.2MPa的鍋爐，因

42、碳酸鈉水解率低，難以維持鍋水pH值在1012范圍內(nèi)，尤其是熱水鍋爐，一般不宜采用單獨的純堿處理，可適當(dāng)補充一些氫氧化鈉。磷酸鹽處理法（一）磷酸鹽處理一般中、高壓鍋爐均可采用磷酸鹽處理，該法是在鍋水呈堿性的條件下，加入磷酸鹽溶液，使鍋水磷酸根維持在一定濃度范圍內(nèi)，水中的鈣離子便與磷酸根反應(yīng)生成堿式磷酸鈣，少量鎂離子則與鍋水中的硅酸根生成蛇紋石。堿式磷酸鈣和蛇紋石均屬于難溶化合物，在鍋水中呈分散、松軟狀水渣，易隨鍋爐排污排出鍋爐，不會粘附在受熱面形成二次水垢。（二）鍋水中磷酸鹽的“暫時消失”現(xiàn)象有些鍋爐在磷酸鹽加藥正常，當(dāng)鍋爐運行負(fù)荷增高時， 鍋水中的磷酸鹽濃度會明顯降低，而當(dāng)鍋爐負(fù)荷降低或停爐時

43、，鍋水中的磷酸鹽濃度又重新升高，這種水質(zhì)異常的現(xiàn)象稱磷酸鹽“暫時消失”現(xiàn)象。 這種現(xiàn)象的實質(zhì)是“鍋爐高負(fù)荷時，易溶的磷酸鹽從鍋水中析出， 沉積在水冷管壁上，鍋水中的磷酸鹽濃度便明顯降低；當(dāng)鍋爐低負(fù)荷運行時，沉積在管面上的磷第12頁酸鹽又溶解下來，鍋水中的磷酸鹽濃度又明顯升高。這種現(xiàn)象的危害，不僅是沉淀析出影響傳熱，引起超溫，加劇管壁結(jié)垢與腐蝕，而且會使管壁表面產(chǎn)生游離NaOH造成局部堿度過高而引起金屬管壁的腐蝕。磷酸鹽“暫時消失”現(xiàn)象有時與水冷管壁的清潔程度有關(guān)，有的鍋爐剛進行化學(xué)清洗后，“暫時消失”現(xiàn)象明顯。防止這種現(xiàn)象發(fā)生的辦法是：實行低磷酸鹽處理、平衡磷酸鹽的鍋水處理方式，或采用全揮發(fā)性

44、處理。采用等成分磷酸鹽處理，雖不能解決磷酸鹽的消失現(xiàn)象，但可防止由磷酸鹽的消失現(xiàn)象而引起的堿腐蝕問題。（三）等成分磷酸鹽處理這種方法是向鍋爐水中加入磷酸三鈉和磷酸氫二鈉混合液，使鍋水中的游離氫氧化鈉全部轉(zhuǎn)變成磷酸三鈉，只要鍋水中鈉離子和磷酸根離子的摩爾比（R） Na/PO4控制在一定范圍內(nèi)，就可以使鍋水既有足夠的 pH值和一定的PO43-濃度，又不會含游離氫氧化鈉。（四）平衡磷酸鹽處理采用等分磷酸鹽處理容易發(fā)生磷酸鹽消失和腐蝕。這是因為當(dāng)鍋水中有腐蝕產(chǎn)物或氯化鐵存在時，磷酸鹽和鐵腐蝕產(chǎn)物形成FeHPO4 NaFePO4及NaFeOH?化合物，這些化合物在高溫時的溶解度比 Na3PO4氐得多，因

45、而容易產(chǎn)生鹽類消失現(xiàn)象，當(dāng)負(fù)荷降低時，這些沉積的 磷酸鹽化合物又重新溶解出來，產(chǎn)生酸性物質(zhì)，破壞保護膜，引起腐蝕。為解決這個問題， 加拿大采用平衡磷酸鹽處理（ EPT）法。該法經(jīng)十余年運行經(jīng)驗證明可消除磷酸鹽的消失現(xiàn) 象，并可在不同運行工況下，保證堿度的穩(wěn)定調(diào)節(jié)， 從而可消除自然循環(huán)鍋爐運行由內(nèi)部腐蝕而引起的不安全性，延長化學(xué)清洗間隔期。EPT法的基本原理是使鍋水磷酸鹽含量減少到只夠與硬度成分反應(yīng)所需的最低濃度而不會產(chǎn)生沉淀物，此時的PO33裱度即為“平衡”濃度。，平衡磷酸鹽處理時，還要加入少量NaOH容許鍋水中存在小于 1mg/L的游離NaOH以保證鍋水pH值在9.09.6范圍內(nèi)，防止表面產(chǎn)

46、生酸化環(huán)境。在這種方式下，總體鍋水中 的磷酸鹽含量滿足于硬度成分起反應(yīng)所需的最低含量，已沒有多余的磷酸鹽可再供給與鍋爐管壁的濃縮液膜發(fā)生沉淀的需要，而將磷酸鹽消失現(xiàn)象控制在最低程度。從本質(zhì)上看，“平衡”磷酸鹽處理與低磷酸鹽處理是相似的，只要將PO43澈度保持在“平衡”濃度水平，可有效地防止磷酸鹽消失現(xiàn)象。聚合物處理法聚合物處理法是采用有機聚合物單獨或與其他藥劑聯(lián)合使用對鍋水進行處理的一種方法。該法主要是利用聚合物的分散作用來減少鍋內(nèi)水垢的沉積。 常用的聚合物有聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、水解聚馬來酸酎和竣基甲基纖維素。聚合物處理法除了單獨使用外，還可以與其他水處理法配合作用，其效果比各自單獨使用為佳。螯合劑處理法第13頁20世紀(jì)60年代開始，鍋內(nèi)采用螯合劑處理。常用的螯合劑有乙二胺四乙酸（ EDTA、 氨基三乙酸（NTA）等。以除鹽水作補給水的鍋爐，在熱負(fù)荷很高時，采用螯合劑EDT砥理, 防止鐵垢在鍋內(nèi)的沉積，效果較好。當(dāng)鍋爐管壁潔凈沒有沉積物時，如經(jīng)化學(xué)清洗后，在給水中加入EDTA成的螯合物，在鍋水中發(fā)生熱分解，其產(chǎn)物磁性氧