工業(yè)給水藥劑軟化課件

1、一、工業(yè)給水軟化的目的 硬度是水質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，通常以水中Ca2+，Mg2+的總含量稱為水的總硬度（Ht）。硬度又分為碳酸鹽硬度（Hc）和非碳酸鹽硬度（Hn），前者稱為暫時(shí)硬度，后者稱為永久硬度。 生活用水與生產(chǎn)用水均對(duì)硬度指標(biāo)有一定的要求。 鍋爐用水中若含有硬度鹽類，會(huì)在鍋爐受熱面上生成水垢，從而降低鍋爐熱效率，增大燃料消耗 ，甚至因金屬壁面局部過熱而燒損部件、引起爆炸 。 因此，低壓鍋爐，一般要進(jìn)行水的軟化處理；對(duì)于中、高壓鍋爐，則要求進(jìn)行水的軟化與脫鹽處理。 第三章 工業(yè)給水的藥劑軟化第1頁，共16頁。7/29/20221二、水的軟化的方法概述(一)藥劑軟化法 基于溶度積原理，向原水中

2、加入一定量的某些化學(xué)藥劑（如石灰石、蘇打等），使之與水中的Ca2+、Mg2+反應(yīng)生成難溶化合物CaCO3和Mg(OH)2沉淀析出，以達(dá)到去除水中大部分Ca2+、Mg2+的目的。這一方法稱為水的藥劑軟化法或沉淀軟化法。(二)離子交換軟化法 基于離子交換原理，利用某些離子交換劑所具有的可交換陽離子（Na+或H+）與水中Ca2+、Mg2+進(jìn)行離子交換反應(yīng)，去除水中的Ca2+、Mg2+ ，以達(dá)到水的軟化目的,稱為水的離子交換軟化法。第2頁，共16頁。7/29/20222(三)電滲析軟化法 基于電滲析原理，利用離子交換膜的選擇透過性，在外加直流電場作用下，通過離子的遷移，在進(jìn)行水的局部除鹽的同時(shí)，達(dá)到軟

3、化的目的。第3頁，共16頁。7/29/20223三、軟化方法及選擇 通常對(duì)硬度高、堿度高的水采用石灰軟化法；對(duì)硬度高、堿度低的水采用石灰純堿軟化法；對(duì)堿度高的負(fù)硬水則采用石灰石膏處理法。第4頁，共16頁。7/29/202241.石灰軟化法：（1）基本反應(yīng)原理 消石灰投入高含量暫時(shí)硬度的水中，會(huì)產(chǎn)生下列反應(yīng)：Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2OCa(OH)2+Ca(HCO3)22CaCO3+2H2O2Ca(OH)2+Mg(HCO3)22CaCO3+Mg(OH)2+2H2O 形成的CaCO3和Mg(OH)2都是難溶化合物，可從水中沉淀析出。第5頁，共16頁。7/29/20225水中的永久硬度不

4、能用石灰軟化法除去，因?yàn)椋?MgSO4+Ca(OH)2Mg(OH)2+2CaSO4MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+2CaCl2 故石灰軟化法不能降低水的非碳酸鹽硬度。但通過石灰處理，在軟化的同時(shí)還可以去除水中部分鐵和硅的化合物。第6頁，共16頁。7/29/20226（2）工業(yè)石灰加入量估算工業(yè)石灰加入量可按下列兩種情形估算：1) 當(dāng)鈣硬度(HCa)大于碳酸鹽硬度(HZ)，此時(shí)水中的碳酸鹽硬度僅以Ca(HCO3)2的形式出現(xiàn)。CaO=28(Hz+CO2+Fe+K+) ，g/m32) 當(dāng)鈣硬度小于碳酸鹽硬度（HcaHz），此時(shí)水中的碳酸鹽硬度以Ca(HCO3)2 和Mg(HCO3)2 的

5、形式出現(xiàn)。CaO=28(2Hz-Hca+CO2+Fe+K+) ，g/m3 第7頁，共16頁。7/29/20227（3）石灰軟化法的優(yōu)缺點(diǎn)：1) 經(jīng)石灰處理后，水的剩余碳酸鹽硬度可降低到0.250.5mmol/L,剩余堿度約0.81.2mmol/L。2) 石灰由于價(jià)格低，來源廣，是較常用的軟化藥劑，適用于原水的碳酸鹽硬度高、非碳酸鹽硬度低且不要求深度軟化的場合。3)石灰用量不當(dāng)，會(huì)使出水水質(zhì)不穩(wěn)定，因此也具有運(yùn)行管理比較困難的缺點(diǎn)。第8頁，共16頁。7/29/202282.石灰-純堿（蘇打）軟化法（1）基本原理 石灰-蘇打軟化法就是向水中同時(shí)投加石灰和純堿（Na2CO3，又稱蘇打），以蘇打來降低

6、水的非碳酸鹽硬度。其反應(yīng)如下CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaClMgSO4+Na2CO3MgCO3+Na2SO4MgCl2+Na2CO3MgCO3+2NaClMgCO3+Ca(OH)2CaCO3+Mg(OH)2第9頁，共16頁。7/29/20229（2）石灰純堿加入量估算1）石灰用量估算 CaO=56/1（CO2+ H總+ HMg+ ）CaO石灰投加量，mg/L；56CaO的摩爾質(zhì)量，g/mol；1工業(yè)石灰的純度，；H總原水總堿度，mmol/L；HMg原水鎂硬度，mmol/L；石灰過剩量，mmol/L （一般為0.10.2mmol/L）

7、 2）純堿用量估算 Na2CO3=106/ 2（ H永+ ） ，mg/LNa2CO3純堿投加量，mg/L；106Na2CO3的摩爾質(zhì)量，g/mol；2工業(yè)純堿的純度，；H永原水永久硬度，mmol/L；純堿過剩量，mmol/L（一般為0.50.7mmol/L）； 第10頁，共16頁。7/29/2022103、石灰石膏處理法 對(duì)于高堿度的負(fù)硬水，即水中總堿度大于總硬度的水，常以石灰石膏處理法除去。涉及反應(yīng)式為：2NaHCO3+CaSO4+Ca(OH)22CaCO3+Na2SO4+2H2O2KHCO3+CaSO4+Ca(OH)22CaCO3+K2SO4+2H2O第11頁，共16頁。7/29/202211四、軟化設(shè)備 石灰軟化設(shè)備包括：制備消石灰的設(shè)備、投加消石灰與原水充分混合的設(shè)備，以及生成的碳酸鈣、氫氧化鎂等沉淀物的沉淀和過濾分離設(shè)備,組成了