锅炉水处理及排污

建筑设备热建筑设备热源与冷源源与冷源主编：王丽 陈志佳单元单元7锅炉水处理锅炉水处理单元单元7锅炉水处理锅炉水处理目录目录水质与水质标准水质与水质标准1水处理系统的分类及水处理设备的选择水处理系统的分类及水处理设备的选择2锅炉排污锅炉排污4锅炉给水除氧锅炉给水除氧3 3单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.1 水质及水质标准水质及水质标准杂质中颗粒最大的称为悬浮物。悬浮物属非溶解性杂杂质中颗粒最大的称为悬浮物。悬浮物属非溶解性杂质，泛指混合在水中的砂粒、黏土微粒和动植物的有机残质，泛指混合在水中的砂粒、黏土微粒和动植物的有机残骸，其粒度约为骸，其粒度约为10-4mm。当水静置时，有些较重的悬浮物。当水静置时，有些较重的悬浮物沉降于水底，有些较轻的悬浮物那么浮在水面。水中所含沉降于水底，有些较轻的悬浮物那么浮在水面。水中所含悬浮物是造成水浑浊、透明度低的主要原因。该杂质在水悬浮物是造成水浑浊、透明度低的主要原因。该杂质在水中很不稳定，分布也不均匀，是一种比较容易去除的杂质。中很不稳定，分布也不均匀，是一种比较容易去除的杂质。7.1.1 水中的杂质及其危害水中的杂质及其危害7.1.1.1 悬浮物悬浮物单元单元7锅炉水处理锅炉水处理悬浮物进入离子交换器内会污染交换剂，降低交换容悬浮物进入离子交换器内会污染交换剂，降低交换容量，影响软化水质量。悬浮物进入锅炉后会沉积在锅筒、量，影响软化水质量。悬浮物进入锅炉后会沉积在锅筒、下联箱底部成为泥垢，影响锅炉的经济性和平安性。下联箱底部成为泥垢，影响锅炉的经济性和平安性。7.1 水质及水质标准水质及水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理胶体是颗粒直径在胶体是颗粒直径在10-610-4mm之间的微粒，主要是之间的微粒，主要是铁、铝、硅的化合物以及动植物有机体的分解产物。这种铁、铝、硅的化合物以及动植物有机体的分解产物。这种杂质微粒的外表积很大，有明显的外表活性，能吸附许多杂质微粒的外表积很大，有明显的外表活性，能吸附许多分子和离子而带电。由于胶体微粒带有同性电荷而互斥，分子和离子而带电。由于胶体微粒带有同性电荷而互斥，故它们在水中以稳定的微小颗粒状态存在，不能借助自重故它们在水中以稳定的微小颗粒状态存在，不能借助自重而下沉、除去。这类杂质的颗粒可以透过滤纸，用特殊的而下沉、除去。这类杂质的颗粒可以透过滤纸，用特殊的显微镜才能观察到。这种杂质需要在水中参加一些具有凝显微镜才能观察到。这种杂质需要在水中参加一些具有凝聚作用的化学药品，方能将其形成絮状物沉淀析出。聚作用的化学药品，方能将其形成絮状物沉淀析出。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.1.2 胶体胶体单元单元7锅炉水处理锅炉水处理假设胶体进入锅炉，会使炉水外表产生大量泡沫，引假设胶体进入锅炉，会使炉水外表产生大量泡沫，引起汽水共腾，并容易在受热面上形成难以去除的水垢。起汽水共腾，并容易在受热面上形成难以去除的水垢。7.1 水质及水质标准水质及水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理溶解物质是溶解在水中的杂质，主要是矿物质盐类溶解物质是溶解在水中的杂质，主要是矿物质盐类如钙、镁、钾、钠等和气体，其粒度小于如钙、镁、钾、钠等和气体，其粒度小于10-6mm，能呈，能呈稳定状态均匀分布于水中。这类杂质不能用混凝、沉降、稳定状态均匀分布于水中。这类杂质不能用混凝、沉降、过滤等方法去除，只能用化学方法进行检验和别离。矿物过滤等方法去除，只能用化学方法进行检验和别离。矿物质盐类在水中主要以离子状态存在。质盐类在水中主要以离子状态存在。例如钙离子例如钙离子Ca2+主要来源于地层岩石中的石灰石主要来源于地层岩石中的石灰石CaCO3和石膏和石膏CaSO42H2O被水溶解；镁离子被水溶解；镁离子Mg2+是由白云石是由白云石MgCO3CaCO3受含受含CO2的水溶解的水溶解而成的。而成的。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.1.3 溶解物质溶解物质单元单元7锅炉水处理锅炉水处理天然水中的溶解气体主要有氧天然水中的溶解气体主要有氧O2和二氧化碳和二氧化碳CO2。氧的来源主要是由于水中溶解了大气中的氧，局部来自。氧的来源主要是由于水中溶解了大气中的氧，局部来自水生植物在光合作用下产生的氧。二氧化碳主要是水或泥土水生植物在光合作用下产生的氧。二氧化碳主要是水或泥土中有机物分解和氧化的产物。中有机物分解和氧化的产物。天然水中的悬浮物和胶体杂质一般在自来水厂里经过混天然水中的悬浮物和胶体杂质一般在自来水厂里经过混凝和过滤处理，大局部可被去除。但看似澄清的自来水依然凝和过滤处理，大局部可被去除。但看似澄清的自来水依然不能用作锅炉给水，因为水中溶解的盐类，主要是钙、镁盐不能用作锅炉给水，因为水中溶解的盐类，主要是钙、镁盐类在加热过程中会产生固相沉淀，黏附在锅炉受热面的内壁类在加热过程中会产生固相沉淀，黏附在锅炉受热面的内壁成为水垢。水垢的存在使受热面的传热情况显著变坏，可能成为水垢。水垢的存在使受热面的传热情况显著变坏，可能导致管子局部变形，甚至引起爆管等严重后果。锅炉水管内导致管子局部变形，甚至引起爆管等严重后果。锅炉水管内壁结垢后，使管内流通截面减小，影响循环回路正常工作，壁结垢后，使管内流通截面减小，影响循环回路正常工作，结垢严重时甚至会堵塞水管，导致管子烧损。结垢严重时甚至会堵塞水管，导致管子烧损。7.1 水质及水质标准水质及水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理水中溶解的氧和二氧化碳会对锅炉的受热面产生化学水中溶解的氧和二氧化碳会对锅炉的受热面产生化学腐蚀。锅炉的给水和锅炉水又都是电解质酸、碱、盐的腐蚀。锅炉的给水和锅炉水又都是电解质酸、碱、盐的水溶解，金属在电解质中会产生电化学腐蚀作用。这两水溶解，金属在电解质中会产生电化学腐蚀作用。这两种腐蚀均为局部腐蚀，即在金属外表产生溃伤性或点状腐种腐蚀均为局部腐蚀，即在金属外表产生溃伤性或点状腐蚀，俗称起麻点。腐蚀到一定阶段，常发生穿孔，造成锅蚀，俗称起麻点。腐蚀到一定阶段，常发生穿孔，造成锅炉事故。炉事故。由此可见，供热锅炉水处理密切关系着锅炉运行的平由此可见，供热锅炉水处理密切关系着锅炉运行的平安性和经济性。它的主要任务是：降低水中钙、镁盐类的安性和经济性。它的主要任务是：降低水中钙、镁盐类的含量俗称软化，防止锅内结垢现象；减少水中的溶解含量俗称软化，防止锅内结垢现象；减少水中的溶解气体俗称除氧，以减轻对受热面的腐蚀。气体俗称除氧，以减轻对受热面的腐蚀。7.1 水质及水质标准水质及水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理它是指不溶于水的固体杂质，是水通过滤纸后被别离它是指不溶于水的固体杂质，是水通过滤纸后被别离出来的固形物经枯燥至恒重。它的含量是以出来的固形物经枯燥至恒重。它的含量是以1L水中所含固水中所含固形物的毫克数来表示，即形物的毫克数来表示，即mg/L。地下水经地层过滤后悬浮。地下水经地层过滤后悬浮固形物一般较低，直接使用地表水时悬浮固形物较高。固形物一般较低，直接使用地表水时悬浮固形物较高。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2 水质标准水质标准7.1.2.1 悬浮固形物悬浮固形物单元单元7锅炉水处理锅炉水处理溶解固形物是水中含盐量和有机物含量的总和，即将溶解固形物是水中含盐量和有机物含量的总和，即将已被别离出悬浮固形物后的滤液，经蒸发、枯燥所得的残已被别离出悬浮固形物后的滤液，经蒸发、枯燥所得的残渣，单位为渣，单位为mg/L。含盐量是比较精确地表示水中含盐量的指标。它是通含盐量是比较精确地表示水中含盐量的指标。它是通过水质全分析，测定水中全部阳离子和阴离子的质量，然过水质全分析，测定水中全部阳离子和阴离子的质量，然后相加得到的。由于进行水质全分析较困难，而且水中的后相加得到的。由于进行水质全分析较困难，而且水中的有机物含量一般很少，所以通常可以用溶解固形物来替代有机物含量一般很少，所以通常可以用溶解固形物来替代水的含盐量。水的含盐量。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.2 溶解固形物和含盐量溶解固形物和含盐量单元单元7锅炉水处理锅炉水处理测定给水的溶解固形物含量，可以判断水质的情况。测定给水的溶解固形物含量，可以判断水质的情况。溶解固形物含量大，会升高锅炉水沸点，造成燃料浪费，溶解固形物含量大，会升高锅炉水沸点，造成燃料浪费，并引起锅炉汽水共腾。只有严格把锅炉水溶解固形物控制并引起锅炉汽水共腾。只有严格把锅炉水溶解固形物控制在锅炉水质标准所规定的范围内，才能防止蒸汽污染。溶在锅炉水质标准所规定的范围内，才能防止蒸汽污染。溶解固形物是锅炉水质标准中的一项重要指标。解固形物是锅炉水质标准中的一项重要指标。7.1 水质及水质标准水质及水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理硬度是指溶解于水中能形成水垢的钙、镁离子的含量。硬度是指溶解于水中能形成水垢的钙、镁离子的含量。硬度分碳酸盐硬度硬度分碳酸盐硬度HT和非碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度HFT两类。两类。碳酸盐硬度表示水中溶解的重碳酸钙碳酸盐硬度表示水中溶解的重碳酸钙CaHCO32及重碳及重碳酸镁酸镁MgHCO32的含量。当加热到沸腾时，这类盐分的含量。当加热到沸腾时，这类盐分可转变为沉淀物析出，所以又称为暂时硬度，化学反响如可转变为沉淀物析出，所以又称为暂时硬度，化学反响如下：下：CaHCO32CaCO3+H2O+CO2MgHCO32MgCO3+H2O+CO2MgCO3+H2OMgOH2+CO27.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.3 硬度硬度H单元单元7锅炉水处理锅炉水处理非碳酸盐硬度表示水中的氯化钙非碳酸盐硬度表示水中的氯化钙CaCl、氯化镁、氯化镁MgCl、硫酸钙硫酸钙CaSO4和硫酸镁和硫酸镁MgSO4及其他钙、镁盐的含量。这及其他钙、镁盐的含量。这些盐类在加热至沸腾时不易沉淀，又称为永久硬度。些盐类在加热至沸腾时不易沉淀，又称为永久硬度。碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度H，其单位以其单位以mmol/L表示。表示。因此，总硬度因此，总硬度=暂时硬度暂时硬度+永久硬度永久硬度=碳酸盐硬度碳酸盐硬度+非碳非碳酸盐硬度，即酸盐硬度，即H=HT+HFT7.1 水质及水质标准水质及水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理它表示能与强酸它表示能与强酸HCl或或H2SO4发生中和作用的所发生中和作用的所有碱性物质的含量，即水中能够接受氢离子的有碱性物质的含量，即水中能够接受氢离子的OH-、CO32-、HCO3-和其他弱酸根的含量，用和其他弱酸根的含量，用A来表示，碱度来表示，碱度的单位用的单位用mmol/L表示。在天然水中，碱度主要由表示。在天然水中，碱度主要由HCO3-和和CO32-的盐类组成。的盐类组成。水中所含的各种硬度和碱度，它们之间有内在的联系水中所含的各种硬度和碱度，它们之间有内在的联系和制约。当水的总碱度大于总硬度时称为碱性水。碱性水和制约。当水的总碱度大于总硬度时称为碱性水。碱性水中的碱度除中的碱度除CaHCO32和和MgHCO32以外，还有以外，还有NaHCO3和和KHCO3存在，而存在，而NaHCO3碱度称为钠盐碱度，碱度称为钠盐碱度，7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.4 碱度碱度A单元单元7锅炉水处理锅炉水处理当水中有钠盐碱度即负硬存在时，就不可能存在永久当水中有钠盐碱度即负硬存在时，就不可能存在永久硬度，因为钠盐碱度能消除永久硬度，反响式为：硬度，因为钠盐碱度能消除永久硬度，反响式为：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4钠盐碱度被称之为钠盐碱度被称之为“负硬。负硬。所以，水中碱度和硬度的关系可归结为三种情况，如所以，水中碱度和硬度的关系可归结为三种情况，如表表7.1见见P106所示。所示。7.1 水质及水质标准水质及水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理它是指锅炉水中游离的它是指锅炉水中游离的NaOH和溶解固形物含量之比和溶解固形物含量之比值。所谓游离值。所谓游离NaOH是指水中氢氧根碱度折算成是指水中氢氧根碱度折算成NaOH的含的含量。相对碱度是为防止锅炉苛性脆化而规定的一项技术指量。相对碱度是为防止锅炉苛性脆化而规定的一项技术指标，我国规定的相对碱度值必须小于标，我国规定的相对碱度值必须小于0.2。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.5 相对碱度相对碱度单元单元7锅炉水处理锅炉水处理它是表示水的酸碱性指标。当它是表示水的酸碱性指标。当pH=7时，水呈中性；时，水呈中性；pH7时，水呈酸性；时，水呈酸性；pH7时，水那么呈碱性。时，水那么呈碱性。天然水的天然水的pH值一般为值一般为68.5。呈酸性的水会对金属有。呈酸性的水会对金属有腐蚀性，因此锅炉给水都要求腐蚀性，因此锅炉给水都要求pH7，锅炉水的，锅炉水的pH值通常值通常控制在控制在1012。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.6 pH值值单元单元7锅炉水处理锅炉水处理水溶液中含有氧气的质量浓度叫溶解氧，单位为水溶液中含有氧气的质量浓度叫溶解氧，单位为mg/L。氧在水中的溶解度取决于水温和水外表上的分压力。氧在水中的溶解度取决于水温和水外表上的分压力。水温度越高，其溶解度越小。水中的溶解氧能腐蚀锅炉设水温度越高，其溶解度越小。水中的溶解氧能腐蚀锅炉设备及给水管路，而且这种腐蚀是随锅炉参数的升高而加剧，备及给水管路，而且这种腐蚀是随锅炉参数的升高而加剧，特别是在锅炉除垢后，腐蚀情况更严重。因此，锅炉给水特别是在锅炉除垢后，腐蚀情况更严重。因此，锅炉给水中的溶解氧应尽可能除去。中的溶解氧应尽可能除去。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.7 溶解氧溶解氧O2单元单元7锅炉水处理锅炉水处理给水中的溶解氧可用化学方法去除，常用的化学药剂给水中的溶解氧可用化学方法去除，常用的化学药剂为亚硫酸钠。给水中亚硫酸钠相对于水中氧的过剩量越大，为亚硫酸钠。给水中亚硫酸钠相对于水中氧的过剩量越大，反响速度也越快，反响那么越完全。在此情况下，锅炉水反响速度也越快，反响那么越完全。在此情况下，锅炉水中的亚硫酸根含量成为一项控制指标。中的亚硫酸根含量成为一项控制指标。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.8 亚硫酸根亚硫酸根SO32-单元单元7锅炉水处理锅炉水处理天然水中一般不含磷酸根，但为了消除锅炉给水带入天然水中一般不含磷酸根，但为了消除锅炉给水带入汽锅的残留硬度，或为了防止汽锅内壁的腐蚀，可向锅内汽锅的残留硬度，或为了防止汽锅内壁的腐蚀，可向锅内投放一定量的磷酸盐。但是锅炉水中磷酸根的浓度不能太投放一定量的磷酸盐。但是锅炉水中磷酸根的浓度不能太高，过高时会生成高，过高时会生成Mg3(PO4)2水垢，导致锅炉水溶解固形物水垢，导致锅炉水溶解固形物增加。因此，磷酸根也成为一项锅炉水的控制指标。增加。因此，磷酸根也成为一项锅炉水的控制指标。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.9 磷酸根磷酸根PO43-单元单元7锅炉水处理锅炉水处理天然水一般不含油，可是蒸汽的凝结水或给水在使用天然水一般不含油，可是蒸汽的凝结水或给水在使用过程中受到污染后有可能混入一些油类。锅炉水中如含有过程中受到污染后有可能混入一些油类。锅炉水中如含有油及碱类等物质，那么在水外表容易形成泡沫层，使蒸汽油及碱类等物质，那么在水外表容易形成泡沫层，使蒸汽带水量增加，影响蒸汽品质。因此，锅炉给水的含油量必带水量增加，影响蒸汽品质。因此，锅炉给水的含油量必须加以控制。须加以控制。7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.2.10 含油量含油量单元单元7锅炉水处理锅炉水处理为了防止锅炉及其热力系统结垢、被腐蚀和蒸汽污染，为了防止锅炉及其热力系统结垢、被腐蚀和蒸汽污染，确保锅炉及其他热力设备能长期平安经济运行，锅炉水、确保锅炉及其他热力设备能长期平安经济运行，锅炉水、汽的质量都应到达一定的标准。不同容量、参数的锅炉，汽的质量都应到达一定的标准。不同容量、参数的锅炉，按其不同工作条件、水处理技术水平和常年运行经验，规按其不同工作条件、水处理技术水平和常年运行经验，规定了不同的水质要求和锅炉水水质指标。定了不同的水质要求和锅炉水水质指标。我国现行的国家标准我国现行的国家标准?工业锅炉水质工业锅炉水质?GB 15762001规定，对于额定出口蒸汽压力小于或等于规定，对于额定出口蒸汽压力小于或等于2.5MPa，以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，一般应采以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，一般应采7.1 水质及水质标准水质及水质标准7.1.3 锅炉水质标准锅炉水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理用锅外化学水处理，给水和锅炉水的水质应符合表用锅外化学水处理，给水和锅炉水的水质应符合表7.2的规的规定。对于额定蒸发量小于或等于定。对于额定蒸发量小于或等于2t/h，且额定蒸汽压力小，且额定蒸汽压力小于或等于于或等于1.0MPa的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉如对汽、水的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉如对汽、水品质无特殊要求也可采用锅内加药处理，但必须对锅炉品质无特殊要求也可采用锅内加药处理，但必须对锅炉的结垢、被腐蚀和水质加强监督，认真做好加药、排污和的结垢、被腐蚀和水质加强监督，认真做好加药、排污和清洗工作，其水质应符合表清洗工作，其水质应符合表7.3的规定。对于承压热水锅炉的规定。对于承压热水锅炉给水应进行锅外水处理。对于额定功率小于或等于给水应进行锅外水处理。对于额定功率小于或等于4.2MW非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉，可采用锅内加非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉，可采用锅内加药处理，但同样必须对锅炉的结垢、被腐蚀和水质加强监药处理，但同样必须对锅炉的结垢、被腐蚀和水质加强监督，其水质应符合表督，其水质应符合表7.4见见P108的规定。的规定。7.1 水质及水质标准水质及水质标准单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择通过水的预处理混凝、沉淀和澄清、过滤可除去通过水的预处理混凝、沉淀和澄清、过滤可除去水中的悬浮物质和局部胶体物质。在水处理工艺中，为了水中的悬浮物质和局部胶体物质。在水处理工艺中，为了除去水中离子状态的杂质，目前广泛采用的是离子交换法。除去水中离子状态的杂质，目前广泛采用的是离子交换法。对于供热锅炉用水，离子交换处理的目的是使水得到对于供热锅炉用水，离子交换处理的目的是使水得到软化，即要求降低原水未经软化的水中的硬度和碱度，软化，即要求降低原水未经软化的水中的硬度和碱度，以符合和到达锅炉用水的水质标准。通常采用的是阳离子以符合和到达锅炉用水的水质标准。通常采用的是阳离子交换法。交换法。单元单元7锅炉水处理锅炉水处理常用的阳离子交换水处理有钠离子、氢离子、铵离子常用的阳离子交换水处理有钠离子、氢离子、铵离子交换等方法，用来进行软化和除碱。通常以交换等方法，用来进行软化和除碱。通常以R表示离子交表示离子交换剂中的复合阴离子根，以换剂中的复合阴离子根，以NaR表示为钠离子交换剂，表示为钠离子交换剂，HR表示为氢离子交换剂。表示为氢离子交换剂。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理对供热锅炉用水，钠离子交换软化处理的反响原理如对供热锅炉用水，钠离子交换软化处理的反响原理如下：下：与原水中碳酸盐硬度作用时与原水中碳酸盐硬度作用时2NaR+Ca(HCO3)2CaR2+2NaHCO32NaR+Mg(HCO3)2MgR2+2NaHCO3与非碳酸盐硬度作用时与非碳酸盐硬度作用时2NaR+CaSO4CaR2+Na2SO42NaR+CaCl2CaR2+2NaCl7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.1 钠离子交换软化原理钠离子交换软化原理单元单元7锅炉水处理锅炉水处理2NaR+MgSO4MgR2+Na2SO42NaR+MgCl2MgR2+2NaCl由上述反响可见：由上述反响可见：1经钠离子交换后，水中的钙、镁盐类都变成了钠经钠离子交换后，水中的钙、镁盐类都变成了钠盐，因此，除去了水中的硬度。盐，因此，除去了水中的硬度。2原水中的重碳酸盐碱度暂时硬度均转变为钠原水中的重碳酸盐碱度暂时硬度均转变为钠盐碱度盐碱度NaHCO3，所以，钠离子交换只能软化水，但，所以，钠离子交换只能软化水，但不能除碱，即经钠离子交换前后水的碱度保持不变。这是不能除碱，即经钠离子交换前后水的碱度保持不变。这是钠离子交换法最主要的缺点。钠离子交换法最主要的缺点。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理3由于由于Na+的当量值要比的当量值要比Ca2+、Mg2+的当量值大，的当量值大，故经钠离子交换后，水中含盐量稍有增加。经过钠离子交故经钠离子交换后，水中含盐量稍有增加。经过钠离子交换后的软水，还残留少量硬度，一般在换后的软水，还残留少量硬度，一般在0.030.1mmol/L以以下。下。钠离子交换剂运行一段时间以后，交换剂上的钠离子钠离子交换剂运行一段时间以后，交换剂上的钠离子已大局部转为钙、镁型，导致出水硬度增高。将出水硬度已大局部转为钙、镁型，导致出水硬度增高。将出水硬度到达软化水保证的硬度来作为交换剂失效，失效后的钠离到达软化水保证的硬度来作为交换剂失效，失效后的钠离子交换剂要用浓度为子交换剂要用浓度为5%8%的食盐的食盐NaCl溶液进行复溶液进行复原或称再生，即再用原或称再生，即再用Na+把交换剂中的把交换剂中的Ca2+、Mg2+置置换出来，复原后的交换剂又可以重新软化生水。即换出来，复原后的交换剂又可以重新软化生水。即7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理CaR2+2NaCl2NaR+CaCl2MgR2+2NaCl2NaR+MgCl2为了节省复原液用量，在复原以前要用水冲出失效交为了节省复原液用量，在复原以前要用水冲出失效交换剂的表层泥渣污物，这个过程称为反洗。换剂的表层泥渣污物，这个过程称为反洗。为了去除复原后过剩的复原液，以使软化一开始就得为了去除复原后过剩的复原液，以使软化一开始就得到合格的给水，在复原后再用水冲洗交换剂层，这个过程到合格的给水，在复原后再用水冲洗交换剂层，这个过程称为正洗。称为正洗。软化、反洗、复原、正洗构成了水处理工艺的一个循软化、反洗、复原、正洗构成了水处理工艺的一个循环，阳离子交换剂根本上就是按这个循环工作的，每重复环，阳离子交换剂根本上就是按这个循环工作的，每重复一次就构成交换剂的一个运行循环。一次就构成交换剂的一个运行循环。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理这是中、小型锅炉常用的方法。水的软化在单级钠离这是中、小型锅炉常用的方法。水的软化在单级钠离子交换器中进行，子交换器中进行，如图如图7.1所示所示。原水经钠离子交换后，软化水中的总含盐量未降低，原水经钠离子交换后，软化水中的总含盐量未降低，原水中的阴离子原水中的阴离子Cl-、SO42-和和HCO3-等并未改变，只是将易等并未改变，只是将易形成水垢的钙、镁化合物变为不易形成水垢的化合物。形成水垢的钙、镁化合物变为不易形成水垢的化合物。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.2 离子交换法的种类离子交换法的种类7.2.2.1 单级钠离子交换法单级钠离子交换法单元单元7锅炉水处理锅炉水处理钠离子交换剂与被处理水经过离子交换后，其钠离子钠离子交换剂与被处理水经过离子交换后，其钠离子逐渐被钙、镁离子置换而失去软化能力。此时应采用氯化逐渐被钙、镁离子置换而失去软化能力。此时应采用氯化钠钠NaCl水溶液进行再生复原，复原时形成的水溶液进行再生复原，复原时形成的CaCl2、MgCl2为溶解性盐类，可用水冲洗除去，从而使钠离子交为溶解性盐类，可用水冲洗除去，从而使钠离子交换剂得到复原。换剂得到复原。用单级钠离子交换法可使水中剩余硬度降低到不超过用单级钠离子交换法可使水中剩余硬度降低到不超过0.035mmol/L。如被处理水水质较差或对软化水要求较高。如被处理水水质较差或对软化水要求较高时，那么应考虑使用两级钠离子交换。在低压锅炉中一般时，那么应考虑使用两级钠离子交换。在低压锅炉中一般采用一级钠离子交换，而在中、高压锅炉中，那么必须采采用一级钠离子交换，而在中、高压锅炉中，那么必须采用两级处理。用两级处理。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择图7.1单级钠离子交换系统单元单元7锅炉水处理锅炉水处理串联布置的双级钠离子交换软化水系统如图串联布置的双级钠离子交换软化水系统如图7.2所示。所示。原水先进入第一级钠离子交换器，使硬度降到原水先进入第一级钠离子交换器，使硬度降到0.2mmol/L以下，然后再进入第二级钠离子交换器软化，使出水的剩以下，然后再进入第二级钠离子交换器软化，使出水的剩余硬度到达锅炉要求的标准。余硬度到达锅炉要求的标准。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.2.2 双级钠离子交换法双级钠离子交换法单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择图7.2 双级钠离子交换系统单元单元7锅炉水处理锅炉水处理氢离子交换软化水的工作原理是利用离子交换剂中的氢离子交换软化水的工作原理是利用离子交换剂中的氢离子转换被处理水中的钙、镁离子，其反响式为：氢离子转换被处理水中的钙、镁离子，其反响式为：2HR+Ca(HCO3)2CaR2+2H2O+2CO22HR+Mg(HCO3)2MgR2+2H2O+2CO22HR+CaSO4CaR2+H2SO42HR+CaCl2CaR2+2HCl2HR+MgSO4MgR2+H2SO42HR+MgCl2MgR2+2HCl7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.2.3 氢离子交换法氢离子交换法单元单元7锅炉水处理锅炉水处理可见，通过氢离子交换后的软化水变成酸性水，因而可见，通过氢离子交换后的软化水变成酸性水，因而不宜直接用作锅炉给水，还须进一步处理。处理方法之一不宜直接用作锅炉给水，还须进一步处理。处理方法之一是将酸性水除去是将酸性水除去CO2后加碱中和至过剩碱度为后加碱中和至过剩碱度为0.35mmol/L左右为止。另一种方法是采用氢左右为止。另一种方法是采用氢钠离子联合软化，使钠离子联合软化，使氢离子交换产生的游离酸与经钠离子交换后水中的碱相中氢离子交换产生的游离酸与经钠离子交换后水中的碱相中和而到达除碱的目的，即和而到达除碱的目的，即H2SO4+2NaHCO3Na2SO4+2H2O+2CO2HCl+NaHCO3NaCl+H2O+CO27.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理氢离子交换剂的复原剂为氢离子交换剂的复原剂为1.5%2%浓度的稀硫酸溶浓度的稀硫酸溶液，复原时的反响式为：液，复原时的反响式为：CaR2+H2SO42HR+CaSO4MgR2+H2SO42HR+MgSO47.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理氢钠离子联合工作系统可分为综合的氢钠离子软氢钠离子联合工作系统可分为综合的氢钠离子软化法、氢钠离子并联软化法和氢钠离子串联软化法。化法、氢钠离子并联软化法和氢钠离子串联软化法。综合的氢钠离子软化法在离子交换器中同时装有氢综合的氢钠离子软化法在离子交换器中同时装有氢离子交换剂层和钠离子交换剂层，又称双层离子交换器。离子交换剂层和钠离子交换剂层，又称双层离子交换器。水先经上层的氢离子交换剂层，使水呈酸性，然后再经下水先经上层的氢离子交换剂层，使水呈酸性，然后再经下层钠离子交换剂，吸收酸性水中的氢离子。经过这样处理，层钠离子交换剂，吸收酸性水中的氢离子。经过这样处理，水中酸性被消除，一局部未被上层氢离子吸收的剩余钙、水中酸性被消除，一局部未被上层氢离子吸收的剩余钙、镁离子也被钠离子交换剂吸收。由于水中还有局部碳酸盐镁离子也被钠离子交换剂吸收。由于水中还有局部碳酸盐硬度，故使处理后的软化水保持一定碱度。硬度，故使处理后的软化水保持一定碱度。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.2.4 氢钠离子交换联合软化法氢钠离子交换联合软化法单元单元7锅炉水处理锅炉水处理氢氢-钠离子并联软化法的系统示意图钠离子并联软化法的系统示意图如图如图7.3所示所示。进水。进水分别在氢离子和钠离子交换器中软化，再将氢离子交换器分别在氢离子和钠离子交换器中软化，再将氢离子交换器产生的酸性水和钠离子交换器产生的碱性水混合，最后进产生的酸性水和钠离子交换器产生的碱性水混合，最后进入入CO2除气器除去游离的除气器除去游离的CO2。采用并联法时，可根据进。采用并联法时，可根据进水水质，调节进入氢离子和钠离子交换器的进水比例来控水水质，调节进入氢离子和钠离子交换器的进水比例来控制软化水的碱度。制软化水的碱度。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理氢氢-钠离子串联软化法的系统示意图如图钠离子串联软化法的系统示意图如图7.4所示。在所示。在此系统中，局部进水先在氢离子交换器中软化，其出水与此系统中，局部进水先在氢离子交换器中软化，其出水与其余未经软化的水混合，经氢离子交换产生的酸度和原水其余未经软化的水混合，经氢离子交换产生的酸度和原水中的碱度中和，混合后的水经中的碱度中和，混合后的水经CO2除气器除去游离的除气器除去游离的CO2后，进入中间水箱，最后用水泵送入钠离子交换器软化，后，进入中间水箱，最后用水泵送入钠离子交换器软化，除去未经氢离子交换器的另一局部原水中的硬度，其出水除去未经氢离子交换器的另一局部原水中的硬度，其出水即为已除硬脱碱的软化水。此系统适用于进水碱度较大的即为已除硬脱碱的软化水。此系统适用于进水碱度较大的情况。情况。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理比较并联和串联的两种系统可以看出，其不同点是在比较并联和串联的两种系统可以看出，其不同点是在并联系统中只有一局部原水进入钠离子交换器，而在串联并联系统中只有一局部原水进入钠离子交换器，而在串联系统中，全部原水最后都要通过钠离子交换器。所以从设系统中，全部原水最后都要通过钠离子交换器。所以从设备来说，串联系统投资较高。但从运行来看，并联系统需备来说，串联系统投资较高。但从运行来看，并联系统需要严格控制水量比例，加强化学监督，才能防止氢、钠离要严格控制水量比例，加强化学监督，才能防止氢、钠离子交换器的混合水呈酸性。而在串联系统中，即使经氢离子交换器的混合水呈酸性。而在串联系统中，即使经氢离子交换的水和原水的混合水带有些酸性，但由于还要经过子交换的水和原水的混合水带有些酸性，但由于还要经过钠离子交换器，最后就不会出酸性水，因而可靠性较好。钠离子交换器，最后就不会出酸性水，因而可靠性较好。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理上述三种氢上述三种氢钠离子交换软化法可得出不同的出水钠离子交换软化法可得出不同的出水剩余碱度。综合的氢剩余碱度。综合的氢钠离子软化法的出水剩余碱度为钠离子软化法的出水剩余碱度为1.01.5mmol/L；串联系统的出水剩余碱度为；串联系统的出水剩余碱度为0.7mmol/L；并联系统比较容易调整，剩余碱度可不大于并联系统比较容易调整，剩余碱度可不大于0.35mmol/L。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择图7.3氢-钠离子并联交换系统单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择图7.4氢-钠离子串联交换系统单元单元7锅炉水处理锅炉水处理前述离子交换软化装置中的交换剂是根本上在设备中前述离子交换软化装置中的交换剂是根本上在设备中固定不动，交换时原水自上而下流过交换剂层，再生时停固定不动，交换时原水自上而下流过交换剂层，再生时停止供水，进行反洗、复原和正洗，存在再生周期。交换剂止供水，进行反洗、复原和正洗，存在再生周期。交换剂是分层失效的，为了保证软化水装置必须在下部留有一层是分层失效的，为了保证软化水装置必须在下部留有一层保护层，因而交换剂利用率低、复原耗盐量大，但设备少、保护层，因而交换剂利用率低、复原耗盐量大，但设备少、操作简单。这种离子交换器称为固定床离子交换器。操作简单。这种离子交换器称为固定床离子交换器。移动床离子交换装置的特点是可以半连续性进行水处移动床离子交换装置的特点是可以半连续性进行水处理，这种装置的工作原理如图理，这种装置的工作原理如图7.5所示。所示。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.2.5 移动床离子交换软化法移动床离子交换软化法单元单元7锅炉水处理锅炉水处理图中的交换塔、再生塔和清洗塔合成一体成为单塔。图中的交换塔、再生塔和清洗塔合成一体成为单塔。交换剂装在交换塔中，进水自下而上流过交换剂，软水经交换剂装在交换塔中，进水自下而上流过交换剂，软水经交换塔上部孔板流出。软化过程中，失效的交换剂局部软交换塔上部孔板流出。软化过程中，失效的交换剂局部软水从塔底部送往再生塔。经一定时间后停止进水软化，开水从塔底部送往再生塔。经一定时间后停止进水软化，开启排水阀排水，而清洗塔借重力自动向交换塔补充相同数启排水阀排水，而清洗塔借重力自动向交换塔补充相同数量的已复原、清洗过的交换剂。约数十秒到几分钟后，关量的已复原、清洗过的交换剂。约数十秒到几分钟后，关闭排水阀，继续进行软化。再生塔中定期通入一定浓度的闭排水阀，继续进行软化。再生塔中定期通入一定浓度的食盐溶液进行交换剂复原再生。食盐溶液进行交换剂复原再生。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理移动床离子交换的优点是交换剂利用率高，复原剂用移动床离子交换的优点是交换剂利用率高，复原剂用量省，软化水水质好。其缺点是交换剂磨损大，补充量多。量省，软化水水质好。其缺点是交换剂磨损大，补充量多。移动床离子交换装置的工作过程是半连续的。宜用于处理移动床离子交换装置的工作过程是半连续的。宜用于处理水量大、生水硬度高的水质，除单塔式外，还有双塔式和水量大、生水硬度高的水质，除单塔式外，还有双塔式和三塔式等种类。三塔式等种类。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择图7.5单塔移动床离子交换装置工作原理图单元单元7锅炉水处理锅炉水处理流动床离子软化装置可以连续工作。按运行方式可分流动床离子软化装置可以连续工作。按运行方式可分为重力式和压力式两种，后者尚不成熟，应用也不多。按为重力式和压力式两种，后者尚不成熟，应用也不多。按运行系统可分为单塔式、双塔式和三塔式三种。目前应用运行系统可分为单塔式、双塔式和三塔式三种。目前应用最多的为重力双塔式流动床，如图最多的为重力双塔式流动床，如图7.6所示。所示。流动床离子交换系统的主要设备为交换塔和再生清洗流动床离子交换系统的主要设备为交换塔和再生清洗塔，整个工艺流程分为软化、再生和清洗三个局部。软化塔，整个工艺流程分为软化、再生和清洗三个局部。软化过程是在交换塔内进行，原水从交换塔底部进入，使交换过程是在交换塔内进行，原水从交换塔底部进入，使交换剂悬浮，并从交换塔上部流出。交换剂也在流动。再生后剂悬浮，并从交换塔上部流出。交换剂也在流动。再生后的交换剂借重位差自再生塔底部输出至交换塔顶部，并在的交换剂借重位差自再生塔底部输出至交换塔顶部，并在 7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.2.6 流动床离子交换软化法流动床离子交换软化法单元单元7锅炉水处理锅炉水处理交换塔内与原水作用，使钠型交换剂变成钙型或镁型。失效交换塔内与原水作用，使钠型交换剂变成钙型或镁型。失效的交换剂较重，可沉到交换塔底部。此后靠水力喷射器将其的交换剂较重，可沉到交换塔底部。此后靠水力喷射器将其送入再生塔顶部，逐渐下落并与向上流动的再生液和清洗水送入再生塔顶部，逐渐下落并与向上流动的再生液和清洗水相遇而得到再生和清洗。再生后的交换剂在再生塔底部重新相遇而得到再生和清洗。再生后的交换剂在再生塔底部重新输入交换塔。再生液经流量计注入再生塔。清洗水经流量计输入交换塔。再生液经流量计注入再生塔。清洗水经流量计注入再生塔后分为两股，一股将再生后的交换剂送入交换塔，注入再生塔后分为两股，一股将再生后的交换剂送入交换塔，另一股在再生塔中向上流动对再生的交换剂进行清洗，并使另一股在再生塔中向上流动对再生的交换剂进行清洗，并使饱和的再生液饱和饱和的再生液饱和NaCl溶液进行稀释。溶液进行稀释。流动床的优点是出水水质高，能连续工作，操作较方便，流动床的优点是出水水质高，能连续工作，操作较方便，需要的交换剂量少，但适应水质和水量变化的能力差，厂房需要的交换剂量少，但适应水质和水量变化的能力差，厂房较高，交换剂磨损大。较高，交换剂磨损大。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择图7.6双塔式流动床钠离子交换水处理装置单元单元7锅炉水处理锅炉水处理近年来随着燃油、燃气锅炉的广泛应用，全自动离子近年来随着燃油、燃气锅炉的广泛应用，全自动离子交换软水器的种类和数量也越来越多，国产的全自动软水交换软水器的种类和数量也越来越多，国产的全自动软水器均采用浮动床技术。目前无论是进口还是国产的全自动器均采用浮动床技术。目前无论是进口还是国产的全自动软水器，都是以强酸性阳离子交换树脂软水器，都是以强酸性阳离子交换树脂(RNa型型)作交换剂，作交换剂，只能除去原水中的硬度，不能除碱和除盐，其交换和再生只能除去原水中的硬度，不能除碱和除盐，其交换和再生原理及再生步骤与同类型的普通钠离子交换器相同，只是原理及再生步骤与同类型的普通钠离子交换器相同，只是全部工艺流程通过预先设定，由控制器自动完成而已。通全部工艺流程通过预先设定，由控制器自动完成而已。通常全自动软水器都是根据树脂所能除去硬度的交换容量，常全自动软水器都是根据树脂所能除去硬度的交换容量，推算出运行时间或周期制水量来人为设定再生周期推算出运行时间或周期制水量来人为设定再生周期7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.2.7 全自动离子交换软化法全自动离子交换软化法单元单元7锅炉水处理锅炉水处理的。现有的全自动软水器都没有自动监测出水硬度的功能，的。现有的全自动软水器都没有自动监测出水硬度的功能，因此在运行过程中，仍需操作人员定期进行取样化验，以因此在运行过程中，仍需操作人员定期进行取样化验，以检验出水质量。检验出水质量。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择单元单元7锅炉水处理锅炉水处理【例【例7.1】某厂锅炉房设置两台】某厂锅炉房设置两台SHL10-1.3/350型锅炉，凝结型锅炉，凝结水回收率水回收率K=30%，锅炉排污率，锅炉排污率P=5%，原水总硬度，原水总硬度H=7.8mmol/L，从表，从表7.2水管锅炉水质标准中查得，锅炉给水管锅炉水质标准中查得，锅炉给水允许硬度水允许硬度H=0.03mmol/L。现选用钠离子交换软化设备，。现选用钠离子交换软化设备，采用强酸阳离子交换树脂和顺流再生，试计算离子交换器采用强酸阳离子交换树脂和顺流再生，试计算离子交换器的运行数据。的运行数据。计算数据见表计算数据见表7.5见见P114。7.2 水处理系统的分类及水处理设水处理系统的分类及水处理设备的选择备的选择7.2.3 离子交换器的设备计算离子交换器的设备计算单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧金属最严重的腐蚀是电化学腐蚀。在锅炉设备里，水金属最严重的腐蚀是电化学腐蚀。在锅炉设备里，水中溶解氧、二氧化碳气体对锅炉金属壁面会产生化学和电中溶解氧、二氧化碳气体对锅炉金属壁面会产生化学和电化学腐蚀，因此必须采取除气措施，特别是除氧。为保证化学腐蚀，因此必须采取除气措施，特别是除氧。为保证锅炉平安经济运行，在锅炉平安经济运行，在GB 1576?工业锅炉水质工业锅炉水质?标准中明标准中明确规定：确规定：“当锅炉额定蒸发量大于或等于当锅炉额定蒸发量大于或等于6t/h时应除氧，时应除氧，额定蒸发量小于额定蒸发量小于6t/h的锅炉如发现局部腐蚀时，给水应采的锅炉如发现局部腐蚀时，给水应采取除氧措施。锅炉额定功率大于或等于取除氧措施。锅炉额定功率大于或等于4.2MW的承压热水的承压热水锅炉给水应除氧，额定功率小于锅炉给水应除氧，额定功率小于4.2MW的承压热水锅炉和的承压热水锅炉和常压热水锅炉给水应尽量除氧。常压热水锅炉给水应尽量除氧。单元单元7锅炉水处理锅炉水处理气体在液体中的溶解度，除与液体的温度有关外，还气体在液体中的溶解度，除与液体的温度有关外，还与这种气体在液面上的分压力有关。从气体溶解定律亨与这种气体在液面上的分压力有关。从气体溶解定律亨利定律可知，任何气体在水中的溶解度与此气体在水界利定律可知，任何气体在水中的溶解度与此气体在水界面上的分压力成正比。在敞开的设备中将水加热，水温升面上的分压力成正比。在敞开的设备中将水加热，水温升高，会使气水界面上的水蒸气分压力增大，其他气体的分高，会使气水界面上的水蒸气分压力增大，其他气体的分压力降低，致使其他气体在水中的溶解度减小。当水温到压力降低，致使其他气体在水中的溶解度减小。当水温到达沸点时，此时水界面上的水蒸气压力和外界压力相等，达沸点时，此时水界面上的水蒸气压力和外界压力相等，其他气体的分压力都趋于零，水就不再具有溶解气体的能其他气体的分压力都趋于零，水就不再具有溶解气体的能力。这是热力除氧的工作原理。力。这是热力除氧的工作原理。7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧单元单元7锅炉水处理锅炉水处理要使水温到达沸点，通常可采用加热法或抽真空的方要使水温到达沸点，通常可采用加热法或抽真空的方法，如要使水界面上的氧气分压力降低，也可将界面上的法，如要使水界面上的氧气分压力降低，也可将界面上的空间充满不含氧的气体来到达。因此，常用的锅炉水除氧空间充满不含氧的气体来到达。因此，常用的锅炉水除氧处理有热力除氧、真空除氧、解吸除氧，另外利用氧的化处理有热力除氧、真空除氧、解吸除氧，另外利用氧的化学反响可以进行化学药剂除氧。学反响可以进行化学药剂除氧。7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧单元单元7锅炉水处理锅炉水处理热力除氧就是将水加热至沸点，将析出于水面的氧除热力除氧就是将水加热至沸点，将析出于水面的氧除去的方法。水温到达沸点时，理论上水的含氧量为零，实去的方法。水温到达沸点时，理论上水的含氧量为零，实际上尚有残留氧，只是此时水的含氧量已符合锅炉给水的际上尚有残留氧，只是此时水的含氧量已符合锅炉给水的水质标准。水质标准。热力除氧不仅除去水中的溶解氧，而且同时除去其他热力除氧不仅除去水中的溶解氧，而且同时除去其他溶解气体如溶解气体如CO2等。软水中残留的碳酸盐碱度，也会等。软水中残留的碳酸盐碱度，也会在热力除氧器加热时逸出在热力除氧器加热时逸出CO2，使碱度有所降低。，使碱度有所降低。7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧7.3.1 热力除氧热力除氧单元单元7锅炉水处理锅炉水处理供热锅炉给水热力除氧大多采用大气式热力除氧器，供热锅炉给水热力除氧大多采用大气式热力除氧器，即除氧器内保持的压力略高于大气压，一般为即除氧器内保持的压力略高于大气压，一般为0.02MPa表压力。在此压力下，水的饱和温度为表压力。在此压力下，水的饱和温度为102104。压。压力略高于大气压的目的是便于使除氧后的气体排出除氧器力略高于大气压的目的是便于使除氧后的气体排出除氧器外，而且不会使外界空气倒吸入除氧器内。为防止超压，外，而且不会使外界空气倒吸入除氧器内。为防止超压，设置了水封式平安阀。设置了水封式平安阀。7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧单元单元7锅炉水处理锅炉水处理热力除氧器结构从整体上可分为两局部，上部为脱气热力除氧器结构从整体上可分为两局部，上部为脱气塔俗称除氧头，下部是贮水箱，其系统如图塔俗称除氧头，下部是贮水箱，其系统如图7.7所示。所示。脱气塔内要完成软水的加热和除气两个过程。蒸汽与水的脱气塔内要完成软水的加热和除气两个过程。蒸汽与水的接触面积愈大，加热和别离效果愈好。贮水箱存储已除过接触面积愈大，加热和别离效果愈好。贮水箱存储已除过氧的水和兼作锅炉给水箱。为了提高除氧效果，贮水箱底氧的水和兼作锅炉给水箱。为了提高除氧效果，贮水箱底部装有再沸腾用的蒸汽管，蒸汽从细孔喷出，保持贮水箱部装有再沸腾用的蒸汽管，蒸汽从细孔喷出，保持贮水箱中的水处于饱和温度，残剩气体能继续逸出，为此水箱水中的水处于饱和温度，残剩气体能继续逸出，为此水箱水位不宜过高，以留有一定的散气空间。另外，为回收从除位不宜过高，以留有一定的散气空间。另外，为回收从除氧器脱气塔顶部随气体一起排出的蒸汽热量，还设置了排氧器脱气塔顶部随气体一起排出的蒸汽热量，还设置了排汽冷却器。汽冷却器。7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧单元单元7锅炉水处理锅炉水处理各种热力除氧器水箱的构造根本都相同，而脱气塔的各种热力除氧器水箱的构造根本都相同，而脱气塔的构造那么不同。目前推荐使用的是喷雾填料式脱气塔，如构造那么不同。目前推荐使用的是喷雾填料式脱气塔，如图图7.8所示。在脱气塔内包括喷雾和填料二级加热除氧。软所示。在脱气塔内包括喷雾和填料二级加热除氧。软水经喷嘴雾化，呈微粒向上喷洒，与塔顶上进汽管进入的水经喷嘴雾化，呈微粒向上喷洒，与塔顶上进汽管进入的蒸汽相遇，到达一次加热和除氧。当水往下落，又和填料蒸汽相遇，到达一次加热和除氧。当水往下落，又和填料层相接触时，以层相接触时，以形不锈钢填料效果最正确。水在填料外形不锈钢填料效果最正确。水在填料外表呈水膜状态，蒸汽向上流动，在填料层中与水膜接触，表呈水膜状态，蒸汽向上流动，在填料层中与水膜接触，到达二次除氧。到达二次除氧。喷雾式热力除氧器的进水不需预热，除氧效果好，能喷雾式热力除氧器的进水不需预热，除氧效果好，能适应负荷和水温的较大变化，而且结构简单，便于维修。适应负荷和水温的较大变化，而且结构简单，便于维修。7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧图7.7热力除氧器系统图单元单元7锅炉水处理锅炉水处理7.3 锅炉给水除氧锅炉给水除氧图7.8喷雾填料式脱气塔单元单元7锅炉水处理锅炉水处理真空除氧也属于热力除氧，所不同的是它利用低温水真空除氧也属于热力除氧，所不同的是它利用低温水在真空状态下到达沸腾，从而到达除氧和减少锅炉房自用在真空状态下到达沸腾，从而到达除氧和减少锅炉房自用蒸汽的目的。蒸汽的目的。除氧器的真空可借蒸汽喷射泵或水喷射泵来到达。当除氧器的真空可借蒸汽喷射泵或水喷射泵来到达。当除氧器内真空度保持在除氧器内真空度保持在80kPa，而相应的水温为，而相应的水温为60时，时，水的溶解氧含量可达水的溶解氧含量可达0.05mg/L，到达供热