第二章锅炉水处理2014.ppt

第三节锅炉水处理
水中的杂质和水质指标
锅炉受热面的结垢与腐蚀
钠离子交换软化
离子交换除碱
其他水处理方法
水的除气
锅炉排污
中国地质大学(武汉) 工程学院安全工程倪晓阳
自然界中的各种水源都含有一些杂质,不能直接用于锅炉给水,必须经过处理符合水质标准后才能供锅炉使用,否则会影响锅炉的安全、经济运行。因此,锅炉房必须设置合适的水处理设备。
第三节锅炉水处理
中国地质大学(武汉) 工程学院安全工程倪晓阳
1、水中的杂质和水质指标
一、水中的杂质
工业锅炉原水是天然水,包括地表水和地下水。原水中的杂质是多种多样的,这些杂质按其颗粒大小可分为以下三类:
1、悬浮物:指水流动时呈悬浮状态的物质,其颗粒直径在10-4mm以上,通过滤纸可以分离出来。主要是泥砂、动植物残渣、工业废物等。
2、胶体物质:是许多分子和离子的集合体,其颗粒直径在10-6~10-4mm之间。水中胶体物质有铁、铝、硅的化合物以及动植物的腐败物。
3、溶解物质:主要是钙、镁、钾、钠等盐类及氧和二氧化碳等气体。这些盐类在水中大都以离子状态存在,其颗粒直径小于10-6mm。水中溶解的气体则是以分子状态存在的。
中国地质大学(武汉) 工程学院安全工程倪晓阳
二、水质指标和水质标准
(一)水质指标
是表示水中杂质含量的指标。水质指标用以表明水的品质,主要指标如下:
(1)悬浮物表示水中不溶解的固态杂质含量,即将水样过滤后分离出的固形物。单位mg/L表示。
(2)溶解固形物将滤出悬浮物后的水样进行蒸发和干燥后所得的残渣(蒸发残渣)。单位mg/L表示。
(3)硬度(H) 指溶解于水中能够形成水垢的物质。(钙、镁盐类)因此,把水中钙、镁离子的总浓度称为总硬度(H),单位mmol/L。
硬度分为:碳酸盐硬度
非碳酸盐硬度。
中国地质大学(武汉) 工程学院安全工程倪晓阳
1)碳酸盐硬度(HT):溶解于水中的重碳酸根(HCO3)和钙、镁形成的的碳酸盐Ca (HCO3)2 Mg(HCO3)2称为碳酸盐硬度。这些盐类很不稳定,在水加热至沸腾后可分解生成沉淀物析出,即
Ca(HCO3)2 = CaCO3↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2=MgCO3↓+H2O+CO2↑
MgCO3+H2O=Mg(OH)↓+H2O+CO2↑
CaCO3 、MgCO3 、Mg(OH) 是松散的水渣,通过排污排出炉外。因此也叫暂时硬度。
2)非碳酸盐硬度(HFT):指水中的氯化钙CaCl2、氯化镁MgCl2、硫酸钙CaSO4、硫酸镁MgSO4等非碳酸盐的含量。这些盐类在加热至沸腾时不能立即沉淀析出,所以又称为永久硬度。
总硬度等于暂时硬度和永久硬度之和,即H=HT+HFT。
中国地质大学(武汉) 工程学院安全工程倪晓阳
4)碱度(A) 指水中碱性物质的总含量。例如,氢氧根OH-、碳酸根CO32-、重碳酸根HCO3-及其他一些弱酸盐类,都是水中常见的碱性物质。碱度的单位用mmol/L表示。
水中所含的各种硬度和碱度,有着内在的联系和制约。1、水中不可能同时存在氢氧根碱度和重碳酸根碱度,因为二者会发生化学反应,即
HCO3-+OH-→CO32-+H2O
2、水中的暂时硬度是钙、镁与HCO3-及CO32-形成的盐类,也属于水中的碱度。当水中含有钠盐碱度时,就不会存在非碳酸盐硬度(永久硬度),即
CaSO4+Na2CO3===CaCO3↓+Na2SO4
由上列化学反应方程式可见,水中不可能同时存在钠盐碱度和永久硬度,所以常将钠盐碱度称为负硬度。
中国地质大学(武汉) 工程学院安全工程倪晓阳
水中硬度和碱度的内在关系可归结为以下三种情况:
硬度和碱度的相互关系
硬度
分析结果
H
H
“负硬度”
H>A
H=A
H < A
A
A
H
H-A
0
0
0
0
A-H
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5)相对碱度指锅水中氢氧根碱度折算成游离NaOH的量与锅水中溶解固形含量的比值。相对碱度是为防止锅炉苛性脆化而规定的一项技术指标。
6)pH值是表示水的酸碱性指标,指水中氢离子浓度的负对数。酸性水会对金属产生酸腐蚀,因此锅炉给水要求pH>7;锅水的pH值要求控制在10~12。
中国地质大学(武汉) 工程学院安全工程倪晓阳
7)溶解氧(O2) 指溶解于水中的氧气含量,单位为mg/L。水中深解氧会腐蚀锅炉设备及金属管路,所以水中的溶解氧必须除去。
8)磷酸根(PO43-) 天然水中一般不含磷酸根,但有时为了消除给水带入锅内的残余硬度或为了防止锅炉内壁苛性脆化,可向锅内加入一定量的磷酸盐。因此,磷酸根也作为锅水的一项控制指标。
9)亚硫酸根(SO32-) 是给水采用化学药剂亚硫酸钠除氧时残留在水中的,此时,亚硫酸根也是一项控制指标。
(10)含油