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工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)探討
鍋爐是一種常見的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。鍋爐的水處理是鍋爐應(yīng)用中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，關(guān)系到鍋爐的安全運(yùn)行和使用壽命以及節(jié)能環(huán)保。鍋爐用水包括天然水、地下水、自來水。無論蒸汽鍋爐還是熱水鍋爐在供給鍋爐補(bǔ)水前必須進(jìn)行水質(zhì)處理， 只有補(bǔ)給水和鍋水達(dá)到鍋爐的水處理指標(biāo)， 才能延長(zhǎng)鍋爐使用壽命。
1 鍋爐水質(zhì)超標(biāo)的危害
（1）積成水垢，降低效率。（2）腐蝕金屬，損壞元件。（3）蒸汽品質(zhì)下降。
2 水處理的方法
這里把幾種針對(duì)鍋爐水處理比較經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、實(shí)用的幾種方法予以介紹。
2.1 含懸浮和膠體顆粒的水處理
要除去水中的懸浮物和膠體物質(zhì)通常采用混凝、沉淀、過濾工藝進(jìn)行水的預(yù)處理。水中膠體狀態(tài)顆粒，其顆粒一般為10-6～10-4mm。由于顆粒太小，又受到分子運(yùn)動(dòng)的沖擊，作無規(guī)則的高速運(yùn)動(dòng)，使這些微小顆粒能均勻地?cái)U(kuò)散在水中，長(zhǎng)期下沉。混凝是通過向水中投加混凝劑使水中膠體微粒結(jié)成大顆粒的過程。常用的混凝劑有鋁鹽和鐵鹽兩大類。如混凝速度低還得加適量的助凝劑，混凝后經(jīng)沉淀池沉淀，再經(jīng)機(jī)械過濾器，這樣清理懸浮物和膠體工作就完成了。
2.2 含鐵鍋爐水的預(yù)處理
用空氣中的氧氣對(duì)地下水中Fe2+進(jìn)行氧化處理是比較經(jīng)濟(jì)的方法。此法是將水充分與空氣接觸，空氣中的氧氣便迅速溶于水中，這個(gè)過程成為水曝氣。裝置為蓮蓬頭曝氣，這種裝置是使水通過蓮蓬頭上的許多小孔向下噴灑，把水分散細(xì)小的水流，在其下落過程中實(shí)現(xiàn)曝氣。蓮蓬頭的直徑為150～300mm，蓮蓬頭的孔眼直徑為3～6mm，蓮蓬頭距水面高度視水中含鐵量而定，原水含鐵量越大，其高度越高。Fe（OH）3在形成過程中可與水中的懸浮雜質(zhì)發(fā)生附架橋使其脫穩(wěn)，即同時(shí)起到混凝作用。曝氣后的水經(jīng)過凝處理即可將鐵和懸浮物除去。
2.3 含氯水的預(yù)處理
水廠為了消除水中的細(xì)菌等微生物，防止疾病傳播而進(jìn)行加氯消毒，故自來水與天然水不同之點(diǎn)就是含有游離性氯（常以次氯酸HClO形式存在）。向自來水中投加的氯量一般有需氯量和余氯量?jī)刹糠郑嗦攘渴菫榱说种扑袣埓婕?xì)菌的再度繁殖避免水質(zhì)二次污染，一般要求自來水管網(wǎng)中尚需維持少量剩余氯。通常規(guī)定管網(wǎng)末端余氯量不能低于0.05mg/L，出廠水余氯控制在0.5～10mg/L，如鍋爐的給水中余氯量較大，而進(jìn)入離子交換器，則會(huì)破壞離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)，使其強(qiáng)度變差，顆粒容易破碎。通常采用的除氯方法有化學(xué)還原法和活性炭脫氯法。這里只介紹化學(xué)還原法?；瘜W(xué)還原法是向有余氯的水中投加一定量的還原劑，使之發(fā)生脫氯反應(yīng)。通常還原劑有二氧化硫和亞硫酸鈉。
2.4 高硬度或高堿度的預(yù)處理
對(duì)于高硬度或高堿度的水在送入鍋爐或進(jìn)行離子交換軟化前，宜采用化學(xué)方法進(jìn)行預(yù)處理。通常有4種方法，第1種方法是石灰處理的化學(xué)方法，是將生石灰（CaO）由石灰石經(jīng)過燃燒制成。通過加水消化后制成Ca（OH）2，其反應(yīng)式為：CaO+H2O =Ca（OH）2配制成一定濃度石灰乳溶液投加在水中，但其生石灰的量應(yīng)根據(jù)化學(xué)分析及計(jì)算得到。這種方法處理后可除硬度，但堿度不變；第2種方法是石灰—蘇打處理法。當(dāng)原水硬度高而堿度較低時(shí)，除了采用石灰處理去除碳酸鹽硬度外，通常還可用蘇打（Na2CO3）去除非碳酸鹽硬度。這種處理方法是向水中同時(shí)投加石灰和蘇打，石灰與水中CO2和碳酸硬度的化學(xué)反應(yīng)如前所述。該方法適用于硬度大于堿度的原水，軟化的剩余硬度可降低到0.3～0.4OL/L；第3種方法是石灰—石膏處理法。石灰—石膏（CaSO4）處理法適用。
于原水中硬度大于堿度的情況，當(dāng)原水堿度大于硬度時(shí)單純石灰軟化，只能降低與碳酸鹽硬度相應(yīng)的那一部分堿度，而其余的鈉鹽堿度是不能降低的。如果同時(shí)投加石膏，也可用CaCl2，則在軟化的同時(shí)，不降低水的鈉度。第4種是NaOH處理法。此法比石灰—蘇打處理法效果好，但費(fèi)用高。
2.5 含鈣鎂離子水的預(yù)處理
鍋爐水處理的主要內(nèi)容是水的軟化，除去水中的鈣鎂硬度鹽，防止鍋爐結(jié)垢。軟化水的方法很多，目前常用的是陽離子軟化法。基本原理是原水流經(jīng)陽離子交換劑時(shí)，水中的鈣鎂等陽離子被交換劑吸附，而交換劑中的可交換離子（Na+、H+或NH+）則溶入水中，從而除去了水中的鈣鎂離子，使水得到了軟化。
3 結(jié)語
鍋爐水處理是保證鍋爐安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行的重要措施之一。如果不進(jìn)行給水處理，將造成燃料的浪費(fèi)和鍋爐事故的發(fā)生。所以，必須重視鍋爐水處理工作，提高鍋爐水處理工作的管理水平，提高水質(zhì)的合格率，避免水質(zhì)不良引起的鍋爐事故發(fā)生。
1 鍋爐水質(zhì)超標(biāo)的危害
（1）積成水垢，降低效率。（2）腐蝕金屬，損壞元件。（3）蒸汽品質(zhì)下降。
2 水處理的方法
這里把幾種針對(duì)鍋爐水處理比較經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、實(shí)用的幾種方法予以介紹。
2.1 含懸浮和膠體顆粒的水處理
要除去水中的懸浮物和膠體物質(zhì)通常采用混凝、沉淀、過濾工藝進(jìn)行水的預(yù)處理。水中膠體狀態(tài)顆粒，其顆粒一般為10-6～10-4mm。由于顆粒太小，又受到分子運(yùn)動(dòng)的沖擊，作無規(guī)則的高速運(yùn)動(dòng)，使這些微小顆粒能均勻地?cái)U(kuò)散在水中，長(zhǎng)期下沉。混凝是通過向水中投加混凝劑使水中膠體微粒結(jié)成大顆粒的過程。常用的混凝劑有鋁鹽和鐵鹽兩大類。如混凝速度低還得加適量的助凝劑，混凝后經(jīng)沉淀池沉淀，再經(jīng)機(jī)械過濾器，這樣清理懸浮物和膠體工作就完成了。
2.2 含鐵鍋爐水的預(yù)處理
用空氣中的氧氣對(duì)地下水中Fe2+進(jìn)行氧化處理是比較經(jīng)濟(jì)的方法。此法是將水充分與空氣接觸，空氣中的氧氣便迅速溶于水中，這個(gè)過程成為水曝氣。裝置為蓮蓬頭曝氣，這種裝置是使水通過蓮蓬頭上的許多小孔向下噴灑，把水分散細(xì)小的水流，在其下落過程中實(shí)現(xiàn)曝氣。蓮蓬頭的直徑為150～300mm，蓮蓬頭的孔眼直徑為3～6mm，蓮蓬頭距水面高度視水中含鐵量而定，原水含鐵量越大，其高度越高。Fe（OH）3在形成過程中可與水中的懸浮雜質(zhì)發(fā)生附架橋使其脫穩(wěn)，即同時(shí)起到混凝作用。曝氣后的水經(jīng)過凝處理即可將鐵和懸浮物除去。
2.3 含氯水的預(yù)處理
水廠為了消除水中的細(xì)菌等微生物，防止疾病傳播而進(jìn)行加氯消毒，故自來水與天然水不同之點(diǎn)就是含有游離性氯（常以次氯酸HClO形式存在）。向自來水中投加的氯量一般有需氯量和余氯量?jī)刹糠郑嗦攘渴菫榱说种扑袣埓婕?xì)菌的再度繁殖避免水質(zhì)二次污染，一般要求自來水管網(wǎng)中尚需維持少量剩余氯。通常規(guī)定管網(wǎng)末端余氯量不能低于0.05mg/L，出廠水余氯控制在0.5～10mg/L，如鍋爐的給水中余氯量較大，而進(jìn)入離子交換器，則會(huì)破壞離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)，使其強(qiáng)度變差，顆粒容易破碎。通常采用的除氯方法有化學(xué)還原法和活性炭脫氯法。這里只介紹化學(xué)還原法?；瘜W(xué)還原法是向有余氯的水中投加一定量的還原劑，使之發(fā)生脫氯反應(yīng)。通常還原劑有二氧化硫和亞硫酸鈉。
2.4 高硬度或高堿度的預(yù)處理
對(duì)于高硬度或高堿度的水在送入鍋爐或進(jìn)行離子交換軟化前，宜采用化學(xué)方法進(jìn)行預(yù)處理。通常有4種方法，第1種方法是石灰處理的化學(xué)方法，是將生石灰（CaO）由石灰石經(jīng)過燃燒制成。通過加水消化后制成Ca（OH）2，其反應(yīng)式為：CaO+H2O =Ca（OH）2配制成一定濃度石灰乳溶液投加在水中，但其生石灰的量應(yīng)根據(jù)化學(xué)分析及計(jì)算得到。這種方法處理后可除硬度，但堿度不變；第2種方法是石灰—蘇打處理法。當(dāng)原水硬度高而堿度較低時(shí)，除了采用石灰處理去除碳酸鹽硬度外，通常還可用蘇打（Na2CO3）去除非碳酸鹽硬度。這種處理方法是向水中同時(shí)投加石灰和蘇打，石灰與水中CO2和碳酸硬度的化學(xué)反應(yīng)如前所述。該方法適用于硬度大于堿度的原水，軟化的剩余硬度可降低到0.3～0.4OL/L；第3種方法是石灰—石膏處理法。石灰—石膏（CaSO4）處理法適用。
于原水中硬度大于堿度的情況，當(dāng)原水堿度大于硬度時(shí)單純石灰軟化，只能降低與碳酸鹽硬度相應(yīng)的那一部分堿度，而其余的鈉鹽堿度是不能降低的。如果同時(shí)投加石膏，也可用CaCl2，則在軟化的同時(shí)，不降低水的鈉度。第4種是NaOH處理法。此法比石灰—蘇打處理法效果好，但費(fèi)用高。
2.5 含鈣鎂離子水的預(yù)處理
鍋爐水處理的主要內(nèi)容是水的軟化，除去水中的鈣鎂硬度鹽，防止鍋爐結(jié)垢。軟化水的方法很多，目前常用的是陽離子軟化法。基本原理是原水流經(jīng)陽離子交換劑時(shí)，水中的鈣鎂等陽離子被交換劑吸附，而交換劑中的可交換離子（Na+、H+或NH+）則溶入水中，從而除去了水中的鈣鎂離子，使水得到了軟化。
3 結(jié)語
鍋爐水處理是保證鍋爐安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行的重要措施之一。如果不進(jìn)行給水處理，將造成燃料的浪費(fèi)和鍋爐事故的發(fā)生。所以，必須重視鍋爐水處理工作，提高鍋爐水處理工作的管理水平，提高水質(zhì)的合格率，避免水質(zhì)不良引起的鍋爐事故發(fā)生。
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