锅炉原理课件：第八章锅炉水处理

《锅炉原理课件：第八章锅炉水处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锅炉原理课件：第八章锅炉水处理（20页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第八章第八章 锅炉水处理锅炉水处理 8.1 水中杂质和水质标准水中杂质和水质标准 8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化 8.3 离子交换除碱离子交换除碱 8.4 石灰石灰-纯碱水处理纯碱水处理 8.5 其他水处理方法其他水处理方法 8.6 水的除氧水的除氧 8.7 锅炉排污及排污率计算锅炉排污及排污率计算1.水中的杂质水中的杂质8.1 水中杂质和水质标准水中杂质和水质标准悬浮物：属于非溶解性杂质，悬浮物：属于非溶解性杂质，粒度大于粒度大于10-4mm。主要指混合在。主要指混合在 水中的粘土、沙粒、植物残渣等。可通过滤纸分离出来。水中的粘土、沙粒、植物残渣等。可通过滤纸分离出来。胶体物：是指胶体

2、物：是指颗粒直径在颗粒直径在10-610-4mm之间的微粒。主要指铁、之间的微粒。主要指铁、铝、硅的化合物以及动植物有机体的分解产物。是多铝、硅的化合物以及动植物有机体的分解产物。是多 个离子和分子的集合体，通过滤纸分离不出来，成分个离子和分子的集合体，通过滤纸分离不出来，成分 散状态，不能通过重力沉降。散状态，不能通过重力沉降。溶解物：主要是矿物质盐类和气体，溶解物：主要是矿物质盐类和气体，其粒径小于等于其粒径小于等于10-6mm，只能以化学方法去除。只能以化学方法去除。2.水中杂质的危害水中杂质的危害8.1 水中杂质和水质标准水中杂质和水质标准 杂质在受热面中会结水垢，水垢导热性很差，杂质

3、在受热面中会结水垢，水垢导热性很差，增大传热热阻增大传热热阻，使排，使排烟温度升高，锅炉热效率降低；另外，结垢后管子流通面积减小，烟温度升高，锅炉热效率降低；另外，结垢后管子流通面积减小，增大增大流动阻力流动阻力。结垢后，。结垢后，管子壁温会升高管子壁温会升高，严重时导致锅炉爆管。水中溶解，严重时导致锅炉爆管。水中溶解的氧或二氧化碳等气体，会引起的氧或二氧化碳等气体，会引起锅炉金属的腐蚀锅炉金属的腐蚀。总之，水质情况会影响锅炉的经济性和安全性。总之，水质情况会影响锅炉的经济性和安全性。3.水质指标水质指标 悬浮固形物：经悬浮固形物：经过滤分离过滤分离出来的出来的不溶性固体物不溶性固体物，单位为

4、，单位为mg/L。溶解固形物：分离出悬浮固体物后溶解固形物：分离出悬浮固体物后蒸干的残渣蒸干的残渣，单位为，单位为mg/L。硬度：表示水中硬度：表示水中高价金属离子高价金属离子的总浓度，主要为的总浓度，主要为钙镁离子钙镁离子，单位为，单位为 mmol/L。8.1 水中杂质和水质标准水中杂质和水质标准 碱度：能与强酸发生中和作用的所有碱度：能与强酸发生中和作用的所有碱性物质碱性物质的含量，天然水中主要的含量，天然水中主要 为为HCO3-1，锅炉水中主要有锅炉水中主要有OH-1、CO3-2，计量单位，计量单位mmol/L。硬度硬度非碳酸盐硬度：非碳酸盐硬度：CaCl2、MgCl2、CaSO4、Mg

5、SO4 永久硬度永久硬度重碳酸盐：重碳酸盐：Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2 暂时硬度暂时硬度碳酸盐：碳酸盐：CaCO3、MgCO3碳酸盐硬度碳酸盐硬度 水中不可能同时存在氢氧根碱度和重碳酸盐碱度，因为水中不可能同时存在氢氧根碱度和重碳酸盐碱度，因为OHCOHCOOH2233 水中有钠盐碱度时，水中不会有永久硬度，因为水中有钠盐碱度时，水中不会有永久硬度，因为2NaClCaCOCONaCaCl33228.1 水中杂质和水质标准水中杂质和水质标准相对碱度：水中游离的相对碱度：水中游离的NaOH和溶解固形物含量之比和溶解固形物含量之比。PH值：氢离子浓度的负对数，值：氢离子浓度的负对数，锅炉

6、水的锅炉水的PH值通常控制在值通常控制在10-12。溶解氧：水中溶解的溶解氧：水中溶解的氧气含量氧气含量，单位为，单位为mg/L。亚硫酸根：炉水中亚硫酸根：炉水中SO32-的含量的含量（化学除氧时加入（化学除氧时加入Na2SO3），单位为），单位为mg/L。磷酸根：炉水中磷酸根：炉水中PO43-的含量的含量（炉内加药（炉内加药Na3PO4），单位为），单位为mg/L。含盐量：水中所含含盐量：水中所含盐类（阳离子、阴离子盐类（阳离子、阴离子）的总量，单位为的总量，单位为mg/L。含油量：水中所含含油量：水中所含油脂（水使用中混入的）的总量油脂（水使用中混入的）的总量，单位为，单位为mg/L。4.

7、水中杂质的危害水中杂质的危害8.1 水中杂质和水质标准水中杂质和水质标准 为防止锅炉系统结垢、腐蚀，确保其长期安全经济运行，为防止锅炉系统结垢、腐蚀，确保其长期安全经济运行，我国制定了严格的我国制定了严格的锅炉用水标准。与锅炉容量、参数、结构布置等有关。锅炉用水标准。与锅炉容量、参数、结构布置等有关。4.水中杂质的危害水中杂质的危害8.1 水中杂质和水质标准水中杂质和水质标准第八章第八章 锅炉水处理锅炉水处理 8.1 水中杂质和水质标准水中杂质和水质标准 8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化 8.3 离子交换除碱离子交换除碱 8.4 石灰石灰-纯碱水处理纯碱水处理 8.5 其他水处理方法其他水

8、处理方法 8.6 水的除氧水的除氧 8.7 锅炉排污及排污率计算锅炉排污及排污率计算1.离子交换剂离子交换剂8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化 离子交换剂是离子交换剂是由阴（阳）离子与复合阳（阴）根两部分组成由阴（阳）离子与复合阳（阴）根两部分组成，其中，其中复合离子根是不溶于水的高分子化合物。复合离子根是不溶于水的高分子化合物。离子交换剂与水接触时离子交换剂与水接触时，将其本身所具有的某种离子和水中同符号将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换的离子相互交换，除去水中离子态的杂质除去水中离子态的杂质。应用最为广泛交换剂的是合应用最为广泛交换剂的是合成树脂，又称为成树脂，又称为离子

9、交换树脂离子交换树脂，分为阳离子型和阴离子型分为阳离子型和阴离子型。2.钠离子交换软化原理钠离子交换软化原理8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化钠离子交换软化原钠离子交换软化原理就是将水中的理就是将水中的钙钙、镁离子交换成钠离子镁离子交换成钠离子。32322NaRCa HCOCaR2NaHCO32322NaRMg HCOMgR2NaHCO对对于于碳酸盐硬度碳酸盐硬度：222NaRCaClCaR2NaCl222NaRMgClMgR2NaCl对对于于非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度：42242NaRCaSOCaRNa SO42242NaRMgSOMgRNa SO8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化根据上述

10、的反应可见：根据上述的反应可见：l 经钠离子交换后，水中的钙、镁盐类都变成了钠盐，因此去除硬度；经钠离子交换后，水中的钙、镁盐类都变成了钠盐，因此去除硬度；l 原水原水中的重碳酸盐碱度均变为钠盐碱度，所以只能软化水，但不能除中的重碳酸盐碱度均变为钠盐碱度，所以只能软化水，但不能除减。这是钠离子交换法的最大缺点。减。这是钠离子交换法的最大缺点。l 由由于于Na+的当量值要比的当量值要比Ca2+、Mg2+的当量值大，故经钠离子交换后，的当量值大，故经钠离子交换后，水中的含盐量稍有增加。水中的含盐量稍有增加。注意：失效的钠离子交换剂可以用注意：失效的钠离子交换剂可以用5%8%的食盐溶液进行再生（还的

11、食盐溶液进行再生（还原），即：原），即：22CaR2NaCl2NaRCaCl22MgR2NaCl2NaRMgCl3.固定床钠离子交换设备及其运行固定床钠离子交换设备及其运行8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化 固定床（交换剂固定不动）离子交换设备按再生方式可分为：固定床（交换剂固定不动）离子交换设备按再生方式可分为：顺流床、逆流床。顺流床、逆流床。（1）顺流再生钠离子交换顺流再生钠离子交换a.离子交换器构造离子交换器构造 顺流床设备构造见右图，顺流床设备构造见右图，其外部由管路系统组成，交其外部由管路系统组成，交换床内部由换床内部由进水装置进水装置、进再进再生液分配装置生液分配装置、离子交换树

12、离子交换树脂脂和和排水装置排水装置组成组成。8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化b.顺流再生离子交换器的运行顺流再生离子交换器的运行l 反洗：反洗：从底部排水装置进水，上部进水装置放水，松动交换剂层，从底部排水装置进水，上部进水装置放水，松动交换剂层，清除交换剂中的杂物和破碎的交换剂。清除交换剂中的杂物和破碎的交换剂。l 再生：从再生液分配装置进再生液，底部排水装置排出再生液，再生：从再生液分配装置进再生液，底部排水装置排出再生液，通过失效的交换剂与再生液反应，恢复交换能力。通过失效的交换剂与再生液反应，恢复交换能力。l 正洗：正洗：从进水装置进水，底部排水装置排水，清洗残留在交换剂从进水装置

13、进水，底部排水装置排水，清洗残留在交换剂中的再生液，确保出水质量。中的再生液，确保出水质量。l 交换：交换：正常工作。正常工作。8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化c.顺流再生离子交换器的特点顺流再生离子交换器的特点 设备古老，交换剂用量多、利用率低，占地面积多，设备古老，交换剂用量多、利用率低，占地面积多，出水质量出水质量差差（因为底层的交换剂在再生时，与已经流过上部树脂的再生剂接（因为底层的交换剂在再生时，与已经流过上部树脂的再生剂接触，而这些再生剂已经不是最新的）触，而这些再生剂已经不是最新的）。但结构简单，运行管理方便。但结构简单，运行管理方便。8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化（2

14、）逆流再生钠离子交换）逆流再生钠离子交换a.离子交换器构造离子交换器构造 逆流床设备构造逆流床设备构造见右图，总体上与顺见右图，总体上与顺流床相似。其外部也流床相似。其外部也是由管路系统组成，是由管路系统组成，交换床内部由交换床内部由进水装进水装置、置、中间排液装置中间排液装置、离子交换树脂和排水离子交换树脂和排水装置组成。装置组成。8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化b.逆流再生离子交换器的特点逆流再生离子交换器的特点l 逆流再生时，再生液下进上出，逆流再生时，再生液下进上出，交换器底部的交换剂交换器底部的交换剂总是和新鲜的总是和新鲜的再生液接触，再生液接触，能得到较高程度的再生能得到较高程

15、度的再生。l 上部交换剂再生程度低于下部上部交换剂再生程度低于下部，这种分布与顺流床恰好相反，有利，这种分布与顺流床恰好相反，有利于离子交换反应，于离子交换反应，提高了出水质量提高了出水质量。l 含反离子（含反离子（Ca2+、Mg2+）较多的盐液与上层失效程度较大的交换剂）较多的盐液与上层失效程度较大的交换剂接触，他仍能起到较好的再生作用，接触，他仍能起到较好的再生作用，盐液耗量比顺流少盐液耗量比顺流少20%40%。l 再生程度最差的上层交换剂，因与含钙镁离子较多的原水接触，仍再生程度最差的上层交换剂，因与含钙镁离子较多的原水接触，仍能进行离子交换，能进行离子交换，交换剂的工作交换容量比顺流提

16、高交换剂的工作交换容量比顺流提高1/3。l 还原剂利用率高、废液量少，使小反洗和正洗耗水量大为减少，还原剂利用率高、废液量少，使小反洗和正洗耗水量大为减少，节节水约水约50%左右左右。8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化 注意：为实现上诉特点，交换器内交换剂各层相对位置不能变，也注意：为实现上诉特点，交换器内交换剂各层相对位置不能变，也就是就是不能乱层不能乱层。为了防止乱层现象，逆流再生交换器在结构上和运行上。为了防止乱层现象，逆流再生交换器在结构上和运行上都有一些措施。都有一些措施。结构上，设有中间排水装置，其上部设有压实层；运行结构上，设有中间排水装置，其上部设有压实层；运行上，增设了小反

17、洗、顶压等步骤上，增设了小反洗、顶压等步骤。b.逆流再生离子交换器的运行逆流再生离子交换器的运行l 小反洗：从中间排水装置进水，上部放水，清除中间排水装置以上小反洗：从中间排水装置进水，上部放水，清除中间排水装置以上的污物。的污物。l 排水：待压实层的颗粒沉降下来后，打开空气门和中间排水管，排排水：待压实层的颗粒沉降下来后，打开空气门和中间排水管，排出中间排水装置以上的水。出中间排水装置以上的水。l 顶压：从顶部送入压缩空气，防止乱层，在进再生剂和置换的全过顶压：从顶部送入压缩空气，防止乱层，在进再生剂和置换的全过程，顶压空气绝不许中断。程，顶压空气绝不许中断。8.2 钠离子交换软化钠离子交换

18、软化l 再生：从底部排水装置进再生液，中间排水装置排出。再生：从底部排水装置进再生液，中间排水装置排出。l 置换：从底部排水装置进较好质量的软化水，中间排水装置排出再置换：从底部排水装置进较好质量的软化水，中间排水装置排出再生废液。用再生管道进水，排挤出再生液，这部分再生液可再利用。生废液。用再生管道进水，排挤出再生液，这部分再生液可再利用。l 小正洗：从顶部进水装置进水，中间排水装置排出，清洗渗入压实小正洗：从顶部进水装置进水，中间排水装置排出，清洗渗入压实层及其上部空间再生液。层及其上部空间再生液。l 正洗：从顶部进水装置进水，底部排水装置排出，冲洗交换剂层，正洗：从顶部进水装置进水，底部排水装置排出，冲洗交换剂层，直至水质合格，即可投入运行。直至水质合格，即可投入运行。8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化4.钠离子交换软化系统钠离子交换软化系统8.2 钠离子交换软化钠离子交换软化 当进水硬度当进水硬度8mmol/L时，采用单级交换系统；反之，则用双极时，采用单级交换系统；反之，则用双极交换系统。交换系统。双双极系极系统可以节省盐耗量，因为第二级再生废盐液可以统可以节省盐耗量，因为第二级再生废盐液可以去再生第一级交换器去再生第一级交换器。