第八章锅炉水处理原理与设备课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第八章 锅炉水处理原理与设备,第一节 水中的杂质和水质指标,一、水中的杂质,按其,颗粒大小,的不同可分成三类：,1、悬浮物,水流动时呈,悬浮状态,存在，但,不溶于水,的颗粒物质；,其颗粒直径在,10,-4,mm以上,；,通过,滤纸,可以被分离出来；,主要是砂子，粘土以及动植物的腐败物质。,第八章 锅炉水处理原理与设备第一节 水中的杂质和水质指标,1,2、胶体,颗粒直径在,10,-6,-10,-4,mm,之间的微粒；,许多,分子和离子的集合体,；,通过,混凝,作用分离出来；,天然水中的有机胶体多半是由动植物腐烂和分解后生生成的腐植质，同时还带有一部分矿物胶质体，主要是铁、铝和硅等的化合物。,2、胶体,2,3、溶解物质,主要是钙、镁、钾、钠等,盐类,和一些,溶解气体,；,盐类大都是以,离子,状态存在，其颗粒,小于10,-6,mm,。离子是由于水溶解了某些矿物质而带入的；,溶解气体主要有,氧气,和,二氧化碳,。,3、溶解物质,3,二、水中杂质的危害,1、溶解盐类,会析出或浓缩沉淀出来：,一部分形成锅水中的悬游杂质,水渣,，,另一部分附着受热面的内壁上,水垢,。,2、溶解气体,对锅炉的受热面产生,化学腐蚀,。,二、水中杂质的危害1、溶解盐类,4,锅炉水处理的主要任务：,降低水中钙、镁盐类的含量（俗称,软化,），防止锅内结垢现象，,减少水中的溶解气体（俗称,除氧,），以减轻对受热面的腐蚀。,锅外水处理,锅内水处理,锅炉水处理的主要任务：,5,三、水质指标,1、,悬浮固形物,水通过滤纸后被分离出来的固形物，经干燥至恒重。,它的含量是以1L水中所含固形物的mg数来表示，即（,mg/L,)。,2、,溶解固形物,将已被分离出悬浮固形物后的水，经蒸发、干燥后所得的残渣，单位为,mg/L,。,通常用溶解固形物,作为含盐量的近似值,。,三、水质指标1、悬浮固形物,6,3,硬度,把水中钙（Ca,2+,)、镁（Mg,2+,）离子的总含量称为,总硬度（H),，单位：,mmol/L。,溶解于水中的重碳酸钙Ca(HCO,3,),2,、重碳酸镁Mg(HC0,3,),2,和钙、镁的碳酸盐称为,碳酸盐硬度（H,T,),，又称为,暂时硬度,。,水的总硬度和碳酸盐硬度之差就是,非碳酸盐硬度（H,FT,),，又叫,永久硬度。,H=H,T,+H,FT,3硬度,7,4、,碱度（A),指水中含有能接受氢离子的物质的量。,主要由HCO3,-,和CO3,2-,的盐类组成。碱度的单位用,mmol/L,表示。,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。,5、,相对碱度,指锅水中氢氧根碱度折算成NaOH的含量和溶解固形物含量之比值。,相对碱度是为,防止锅炉苛性脆化,而规定的一项技术指标，,我国规定必须小于0.2,。,4、碱度（A),8,6、,pH值,表示水的酸碱性指标。,天然水的pH值一般在,6-8.5,范围内。,呈酸性的水会对金属有腐蚀性，因此锅炉给水都要求,pH7,，而锅水的pH值通常控制在,10-12,。,7、,溶解氧,水温愈高，则气体溶解度愈小。,对压力较高、容量较大的锅炉，给水必须除去溶解氧。含氧量的单位是,mg/L,。,6、pH值,9,8、,磷酸根,为消除锅炉给水带入汽锅的残留硬度，或为了防止汽锅内壁腐蚀，向锅内加入一定量的磷酸盐。,9、,亚硫酸根,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。,10、,含油量,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有可能混入油类。,锅水含油及碱类等物质，在水位表面易形成泡沫层，使蒸汽带水量增加。,8、磷酸根,10,四、水质标准,见教材,表10-2、10-3、10-4,。,见相关,锅炉手册,。,四、水质标准,11,第二节 钠离子交换软化,通常采用,阳离子交换法。,阳离子型离子交换剂由阳离子和负荷阴离子根（R）组成,过去：,钠氟石、磺化煤,（交换容量小、化学稳定性差、机械强度不好、易碎）,现在：,合成离子交换树脂,（强酸性苯乙烯系和丙烯酸系，交换能力大、机械强度和工作稳定性好）,常用的阳离子交换水处理有,钠离子,、,氢离子,和,铵离子交换,等。,第二节 钠离子交换软化 通常采用阳离子交换法。,12,第二节 钠离子交换软化,一、钠离子交换软化原理,第二节 钠离子交换软化一、钠离子交换软化原理,13,第二节 钠离子交换软化,一、钠离子交换软化原理,（1）经钠离子交换后，水中的钙镁盐类都变成钠盐,（2）水中的重碳酸盐碱度均转变为钠盐碱度，钠离子交换只能软化水，不能除碱,（3）由于钠离子当量值比钙镁离子大，交换后含盐量有所增加,失效后钠离子交换剂使用浓度为5-8%的NaCl溶液进行还原（再生）,第二节 钠离子交换软化一、钠离子交换软化原理,14,二、固定床钠离子交换设备及其运行,运行中,离子交换剂层是固定不动,的，通常使,原水由上而下,不断地通过交换剂层。,按再生运行方式分为：,顺流再生,：交换运行时水流方向和再生时还,原液流动方向一致。,逆流再生,：交换运行时水流方向和再生时还,原液流动方向不一致。,二、固定床钠离子交换设备及其运行,15,（一）顺流再生,都是,由上向下,流动。,1、钠离子交换器构造,2、钠离子交换器的运行,1）,软化,：原水进入交换器内分配漏斗，自上而,下均匀地流过交换剂层，软水由底部,集水装置汇集，送往软化水箱。,（一）顺流再生,16,2）,反洗,：目的是松动软化时被压实了的交,换剂层，同时带走交换剂表层的,污物和杂质。具有一定压力的反,洗水,自下而上,通过交换剂层，从,顶部排出。,3）,还原（再生）,：目的使失效的交换剂恢复交换,能力。盐液由,顶部多个辐射型,喷嘴喷出,，流过失效的交换,剂，废盐液经底部集水装置汇,集排出。,下面的交换剂，再生程度差，,增大了盐液的耗量。,2）反洗：目的是松动软化时被压实了的交,17,4）,正洗,：目的是清除交换剂中残余的再生剂,和再生产物。正洗水由交换器,上进,下出,。通常将含有盐分的正洗水送,入反洗水箱存起来，供下次反洗时,使用。,顺流再生固定床,优点：结构简单、运行维修方便，水质适应性,强。,缺点：再生效果差，盐液耗量大。,4）正洗：目的是清除交换剂中残余的再生剂,18,（二）逆流再生,克服了顺流再生时底部交换剂再生较差的缺陷。,再生液由下进入，流速较高时和反洗时一样使交换剂层产生扰动，交换剂上下层次被打乱，称为,乱层,。,1、,见结构图（看教材）,2、运行步骤（小反洗、排水、顶压、反洗、小正洗、正洗）,（二）逆流再生,19,三、钠离子交换系统,当原水硬度小于8mmol/L时，采用单级钠离子交换。,当原水硬度大于8mmol/L时，采用双级钠离子交换。,三、钠离子交换系统,20,第三节 离子交换除碱,一、氢钠离子交换原理及系统,二、铵钠离子交换原理及系统,三、部分钠离子、部分氢离子交换原理及系统,第三节 离子交换除碱,21,（一）,软化流程,原水从交换塔底部进入上升，与从塔顶送入的树脂进行,逆流、悬浮状离子交换,，原水由塔顶溢流槽，饱和树脂最后落入塔底借喷射器被送至再生塔顶部。,（二）,再生流程,饱和树脂经再生塔上段与自下而上的再生液相遇进行逆流再生，再生液由上部的废液管排出。,第四节 流动床离子交换,（一）软化流程第四节 流动床离子交换,22,（三）,清洗流程,树脂下落至再生塔下段，与自下而上的清洗水逆向接触，进入清洗段的下面，被水压送至交换塔顶部。清洗水一股向上流，作清洗用，另一股向下流，输送再生树脂。,敞开式装置不承受压力，可用塑料制作；,设备简单，加工容易；,不需自控装置，可连续稳定运行；,还原液耗量较低，出水质量较高。,（三）清洗流程,23,24,第六节 其它水处理方法,对小型锅炉采用简易水处理方法。,一、,锅内水处理,（一）钠盐法（加碱法）,常用的有磷酸三钠、纯碱（碳酸钠）和火碱（氢氧化钠）。,必须加强排污管理。,第六节 其它水处理方法对小型锅炉采用简易水处理方法。,25,（二）有机胶法,（三）复合防垢剂,（四）石墨法,二、,物理水处理,磁化法和高频（电场）水性改变法。,三、,电渗析水处理,在直流电场的作用下，利用阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性，将溶液中溶质和水进行分类,（二）有机胶法,26,第八节 水的除氧,化学腐蚀,第八节 水的除氧 化学腐蚀,27,第八节 水的除氧,电化学腐蚀,阴极去极化剂（H,+,、O,2,）,阳极去极化剂（OH,-,）,第八节 水的除氧 电化学腐蚀,28,第八节 水的除氧,气体溶解定律（亨利定律）,任何气体在水中的溶解度是与此气体在水界面上的分压力成正比的。,热力除氧,真空除氧,解吸除氧,化学除氧,第八节 水的除氧 气体溶解定律（亨利定律）,29,一、热力除氧,热力除氧不仅,除去水中溶解氧,，而且同时,除去其他溶解气体,，使,碱度有所降低,。,供热锅炉给水热力除氧都采用,大气式热力除氧器,，除氧器内保持的压力较低，一般为,0.02MPa（表压力）,。在此压力下，汽水的,饱和温度为102-104,。,一、热力除氧,30,1脱气塔；2贮水箱；3排气冷却器；4安全水封；5压力表；6水位表,31,1壳体；2接安全阀；3配水管；4上进汽管；,5下进汽管；6喷嘴；7淋水盘；8挡水板；,9进水管；10 形填料；11排气管,32,二、真空除氧,利用低温水在真空状态下达到沸腾，从而达到除氧的目的。,除氧器的真空可借蒸汽喷射泵或水喷射泵来达到。,为了保证真空除氧效果，整个系统要求有良好的密封性能。,在运行时，除氧水箱内的水位波动会影响到真空度的变化，为此，控制除氧水箱的液位，以保持稳定，是很有必要的。,真空除氧比大气式热力除氧有以下优点：,1、可以不用蒸汽，锅炉给水温度低，便于充分利用省煤器，降低锅炉排烟温度。,2、与热力除氧一样，要考虑给水泵的气蚀问题，因此除氧水箱都必须放在一定的标高位置上，这就给小型锅炉房的布置带来一定的麻烦。,二、真空除氧,33,三、解析除氧,将不含氧的气体与要除氧的软水强烈混合，由于不含氧气体中的氧分压力为零，软水中的氧就大量地扩散到无氧气体中去，从而使软水的含氧量降低，以达到其除氧的目的。,解吸除氧装置简单，设备耗钢少，运行费用省。除氧后给水温度低、锅炉省煤器效用就大。,三、解析除氧,34,1水泵；2水喷射器；3扩散器；4水气混合管；5解吸器；6挡板；7反应器；8给水箱；9浮板；10水分离器；11水封箱,35,四、化学除氧,常用的化学除氧有,钢屑除氧,和,药剂除氧,。,（1）钢屑除氧是使含有溶解氧的水流经钢屑过滤器，钢屑与氧反应，生成氧化铁，达到水被除氧的目的。其反应式为：,3Fe+20,2,=Fe,3,0,4,水温愈高，反应速度愈快，除氧效果愈好。水与钢屑接触时愈长，反应效果也佳。所需反应接触时间又与水温有关。,四、化学除氧,36,（2）药剂除氧,向水中加药，使其与水中溶解氧化合成无腐蚀性物质，以达到给水除氧的目的。常用的药剂为亚硫酸：,2Na,2,SO,3,+0,2,=2Na,2,S0,4,药剂除氧装置简单，操作方便，适用于小型锅炉。,（2）药剂除氧,37,（3）电化学除氧,人为的在除氧器中使一种金属发生电化学腐蚀，当水流经除氧器时将水中溶解的氧消耗，已达到除氧的目的。,（4）树脂除氧,以树脂为载体，将贵金属粒子牢固吸附在其表面，最后进行活化处理。向待除氧的水通入氢气，水中的溶解氧与氢气经触媒型树脂的催化作用化合成水。这种除氧方法的工艺设备和系统，尚处于逐步完善过程中。,（3）电化学除氧 ,38,第九节 锅炉排污,连续排污（表面排污）,排除锅水中的盐分杂质。由于上锅筒蒸发面附近的盐分浓度较高，连续排污管设置在低水位下面,定期排污,排除锅水中的水渣，同时排除盐分。定期排污管设置在下锅筒的底部或下集箱的底部,第九节 锅炉排污 连续排污（表面排污）,39,质量认证，企业全球化的通行证，也是企业管理的起点。,11月-24,11月-24,Saturday,November 16,2024,安全意识自觉