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锅内加药处理
锅炉水处理的方法有很多,其中加药水处理就是针对水垢形成的原因和过程,采用向水中投加药剂的方法,把能形成水垢的物质,转变为可用排污方法排掉的泥渣,以防止或减缓水垢的形成,同时对防止锅炉金属腐蚀也有一定意义。
工业锅炉的单纯锅内加药水处理一般是指:在含有硬度的给水中加入合适的防垢剂,使之在锅内与水中硬度物质发生化学或物理化学作用,生成松散而又有流动性的水渣通过锅炉排污除去,或者生成非沉淀性螯合物,并阻止水垢的结晶生长,从而达到防止或减缓锅炉结垢和腐蚀的目的。
(一)适用范围
根据GB1576—2008《工业锅炉水质》标准规定:额定蒸发量小于或等于4t/h,、对水汽质量无特殊要求的汽水两用锅炉、,均可采用单纯锅内加药水处理。
(二)加药作用
通过在锅内加药的方式有效地控制锅水中的离子平衡,抑制晶体沉淀物的生长与粘结,使之形成流动性的泥渣而排除,从而防止或缓减水垢的形成。其作用可归结如下:
1、通过加药,使锅水维持碱性工况(有足够的CO32-和OH-)或磷酸根工况(有足够的PO43-和OH-),阻止钙、镁离子生成CaCO3、
CaSO4、CaSiO3等硬垢,而形成钙、镁盐的流动性泥渣。
2、向锅水中补加促使泥渣形成的结晶中心。
3、使经药剂作用后形成之沉淀与锅炉金属表面带相同电荷,或在锅炉金属表面形成电中性的隔离层,从而使析出之沉淀不会粘结到锅壁上形成水垢。
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(三)使用特点
(一)加药处理常用药剂的类型
1、防垢剂防垢剂主要是与给水中硬度成分发生化学反应,使硬度成分转变成不易在受热面上粘附的水渣的药剂。如烧碱(NaOH)、纯碱(NaCO3)、磷酸盐、有机羧酸盐、有机聚膦酸盐等。
2、降碱剂主要是用来降低给水或锅水中的碱度,以降低锅水排污率,防止汽水共腾和苛性脆化的药剂。如磷酸、草酸、磷酸二氢钠、硫酸铵等。
3、缓蚀剂主要用来防止锅炉金属(水侧)的腐蚀。缓蚀剂主要有亚硫酸钠、亚硝酸钠,有机除氧药剂等。过去常用的联胺、重铬酸钠等,因为毒性很大,近年已很少采用。
4、消沫剂主要是用来防止由于锅水浓度过高而发生的起沫或汽水共腾,以提高蒸汽质量。消沫剂主要有酰胺类消沫剂和聚酯型消沫剂。
5、防油垢剂主要是用来吸附锅水中的油脂,以防止难以清除的含油水垢的结生。防油垢剂主要有活性炭、胶体石墨、木炭粉等。
1、氢氧化钠(NaOH) 氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠,是一种白色固体,吸水性很强,极易溶于水而放出大量的热量,有强烈的腐蚀性,
是一种强碱。氢氧化钠的主要作用如下:
(1)能有效的消除给水中的硬度:
Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
Mg(HCO3)2+4NaOH=Mg(OH)2↓+2Na2CO3+2H2O
CaCl2+2NaOH=Ca (OH)2↓+2NaCl
MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4
从上述反应可知,只有非碳酸盐硬度才消耗碱剂,而碳酸盐硬度与氢氧化钠反应后,除了生成CaCO3、、Mg(OH)2沉淀,还同时生成了等物质量的Na2CO3,它在锅炉的高温、高压下又会部分水解成氢氧化钠。
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(2)能防止一些结垢物质在金属受热面上结生水垢锅水中存在大量CaCO3晶粒,如果同时存在大量的氢氧根离子(OH)时,它能吸附在带正电荷的CaCO3晶粒周围,不仅可阻止CaCO3晶粒间互相合并长大,同时还可以阻止带负电荷的CaCO3晶粒向带有同性电荷的锅炉金属表面附着,从而防止CaCO3水垢的结生。
(3)保持锅水的碱度,防止锅炉腐蚀当锅水中OH保持一定的浓度时(~ ),锅炉金属表面生成的保护膜就比较稳定,从而可以阻止氧对锅炉金属的腐蚀。
2、碳酸钠(Na2CO3) 碳酸钠俗称纯碱,为白色粉状固体,易溶于水,其水溶液呈碱性。碳酸钠的主要作用为:
(1)能与水中的非碳酸盐硬度反应:
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4
MgCl2+Na2CO3=MgCO3↓+2NaCl
MgSO4+Na2CO3=MgCO3↓+Na2SO4
其中MgCO3又会水解成溶解度更小的Mg(OH)2沉淀:
MgCO3+H2O=Mg(OH)2↓+CO2↑
(2)在锅水中会部分水解成NaOH,因此具有氢氧化钠的作用。其水解反应为:
Na2CO3+H2O=2NaOH+CO2↑
(1)能与水中的硬度物质反应,生成水渣。其化学反应式为:
3CaCl2+2N