鍋爐水處理根本知識(shí)盧麗芳河南省鍋爐壓力容器平安檢測(cè)研究院1/14/20241整理課件介紹一、鍋爐用水及水質(zhì)二、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及水質(zhì)指標(biāo)三、鍋爐水處理方法四、鍋爐停爐保護(hù)和鍋爐化學(xué)清洗五、鍋爐水〔介〕質(zhì)處理檢驗(yàn)六、復(fù)習(xí)1/14/20242整理課件水在鍋爐中的作用水在電力生產(chǎn)過(guò)程中的作用1、傳遞能量；2、冷卻介質(zhì)。1/14/20243整理課件水的性質(zhì)水是無(wú)色、無(wú)味、透明的液體。純水是由氫和氧兩種元素化合而成的，其分子式是H2O1、水有三態(tài)：隨著溫度的不同，水會(huì)呈現(xiàn)液態(tài)、汽態(tài)和固態(tài)三種形式。它們之間能夠互相轉(zhuǎn)化。2、水在一個(gè)大氣壓下、溫度為4℃時(shí)體積最小，密度最大；超過(guò)或低于4℃時(shí)密度減小，體積膨脹。3、水的壓縮性很小，受到壓力時(shí)以相等大小的壓力向各個(gè)方向均勻傳遞。4、水在容器內(nèi)部對(duì)任何方向都有壓力，在同一深度，對(duì)各個(gè)方向的壓力都相等，深度增加，壓力也增加，所以在同一鍋爐上如果壓力表裝的上下位置不同，指示出的壓力值也不同。5、水有連通器內(nèi)，當(dāng)水面上的壓力相等時(shí)，各處的水面與鍋筒〔或汽包〕中的水面是一致的。6、水的比熱為4.19kJ/kg或1kcal/kg.℃，較其它液體大，即一定數(shù)量的水當(dāng)溫度升高時(shí)吸收的熱量，比其它液體在相同情況下所吸收的熱量多。7、水具有毛細(xì)現(xiàn)象。水在毛細(xì)管內(nèi)形成向上的彎月面，管孔越細(xì)，上升量越大。8、水是極性分子，具有強(qiáng)的溶解能力。1/14/20244整理課件第一節(jié)鍋爐用水及水質(zhì)一、鍋爐用水的水源1、地表水形成：雨水、雪水、泉水聚集種類：江河、湖泊、水庫(kù)、海洋特點(diǎn)：懸浮物、溶解鹽含量高、隨季節(jié)變化大；有機(jī)物含量高。1/14/20245整理課件第一節(jié)鍋爐用水及水質(zhì)2、地下水形成：雨水、地表水滲流特點(diǎn)：過(guò)濾作用、懸浮物、菌類物含量少；水體不易被污染；含鹽量較高。3、自來(lái)水形成：天然水凈化而成特點(diǎn)：懸浮物少、有機(jī)物少、堿度小、余氯高。1/14/20246整理課件圖0-1凝汽式發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)主要流程

1/14/20247整理課件二、鍋爐用水的分類

1、原水—生水：沒(méi)有經(jīng)過(guò)凈化的天然水2、補(bǔ)給水：原水經(jīng)過(guò)凈化后用來(lái)補(bǔ)充鍋爐汽水損失的水。類型：清水、軟化水、除鹽水、除氧水等3、凝結(jié)水：蒸汽經(jīng)生產(chǎn)或采暖設(shè)備進(jìn)行熱交換冷凝后的水。特點(diǎn)：水量大、潔凈、可回收利用；提高給水水質(zhì)、減少水處理的工作量。1/14/20248整理課件二、鍋爐用水的分類

4、給水：供給鍋爐工作的水特點(diǎn)：凝結(jié)水和補(bǔ)給水兩局部組成；水質(zhì)符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)5、鍋水：在鍋爐內(nèi)受熱或沸騰的水特點(diǎn)：幾乎是汽水混合物狀態(tài)〔除下降管中的水外〕;濃縮、蒸發(fā)產(chǎn)生水垢及水渣。6、排污水：排掉的鍋水特點(diǎn)：存在泥垢和泥渣；存在較多鹽類物質(zhì)；排污量得當(dāng)。1/14/20249整理課件三、給水水質(zhì)不良造成的危害1、鍋爐結(jié)垢1.1結(jié)垢的成因：沉淀成垢---泥垢〔懸浮物〕析出成垢---軟垢〔碳酸鹽〕結(jié)晶成垢---硬垢〔硫酸鹽、硅酸鹽〕1.2結(jié)垢的危害：1.2.1浪費(fèi)燃料：結(jié)垢1mm，浪費(fèi)6%燃料1.2.2受熱面損壞：傳熱性能差；受熱面壁溫高；超過(guò)材料的允許溫度；金屬材料過(guò)熱。1.2.3鍋爐出力降低，破壞正常的鍋爐水循環(huán)。1.2.4增加鍋爐檢修量，降低鍋爐使用壽命。。1/14/202410整理課件三、給水水質(zhì)不良造成的危害2鍋爐腐蝕2.1金屬受壓元件破損2.2增加鍋水中的結(jié)垢成分，水垢含鐵時(shí)傳熱效果更差；2.3產(chǎn)生垢下腐蝕。3鍋水起沫3.1起沫的原因：含鹽量高；皂化反響；汽水共騰；蒸汽嚴(yán)重帶水。3.2起沫的危害：蒸汽受到嚴(yán)懲污染；過(guò)熱器管和蒸汽流通管道產(chǎn)生積鹽；過(guò)熱蒸汽溫度下降；水位計(jì)液面模糊；在蒸汽流動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生水錘作用；引起系統(tǒng)腐蝕。1/14/202411整理課件第二節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)指標(biāo)一、天然水中的雜質(zhì)1、形成：水的溶解能力強(qiáng)；與大氣、土壤、巖石接觸；工業(yè)廢水、生活廢水污染。2、種類：懸浮物1—100um；膠體物1—100nm；溶解物0.1—1nm3、性質(zhì)3.1懸浮雜質(zhì)3.1.1成分：粘土、細(xì)砂、礦物廢渣、有機(jī)物。3.1.2性質(zhì)：顆粒直徑大；呈懸濁狀；動(dòng)水中懸浮狀；凈水中沉淀狀。3.1.3危害：受熱面底部沉積；影響傳熱；影響水循環(huán)；造成受熱面堵塞。1/14/202412整理課件第二節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)指標(biāo)3.2膠體雜質(zhì)3.2.1成分：無(wú)機(jī)礦物質(zhì)；有機(jī)膠體；高分子物質(zhì)；微生物；3.2.2性質(zhì)：顆粒較小；比外表積大；外表電荷；分散狀態(tài)；不易沉淀；光線散射3.2.3危害：受熱面沉積；引起鍋水起泡沫；蒸汽帶水；汽水共騰。3.3氣體雜質(zhì)3.3.1成分：SO2、H2S、O2、N2、CO2等3.3.2危害：造成鍋爐金屬腐蝕3.4離子雜質(zhì)3.4.1種類：陽(yáng)離子、陰離子3.4.2形成：無(wú)機(jī)鹽類溶于水3.4.3危害：形成水垢、鍋水起沫、加速腐蝕1/14/202413整理課件二、水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)：是指水和其中的雜質(zhì)共同表現(xiàn)的綜合特性；水質(zhì)指標(biāo)表示水中雜質(zhì)的種類及含量，用它來(lái)判斷水質(zhì)的優(yōu)劣；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是指水在具體應(yīng)用中所限定的水質(zhì)指標(biāo)范圍。工業(yè)鍋爐的水質(zhì)指標(biāo)有兩種：一是表示水中某種雜質(zhì)含量的成分指標(biāo)，另一種是為了技術(shù)上需要人為擬定的，反映水質(zhì)某一方面特性的技術(shù)指標(biāo)。技術(shù)指標(biāo)通常表示某一類物質(zhì)的總含量。1/14/202414整理課件二、水質(zhì)指標(biāo)1、濁度：是指水中懸浮物對(duì)光線透過(guò)時(shí)所發(fā)生的阻礙程度。水中的懸浮物一般是泥土、砂粒、微細(xì)的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物、浮游生物、微生物和膠體物質(zhì)等。水的濁度不僅與水中懸浮物質(zhì)的含量有關(guān)，而且與它們的大小、形狀及折射系數(shù)等有關(guān)。水中含有泥土、粉砂、微細(xì)有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、浮游生物等懸浮物和膠體物都可以使水質(zhì)變的渾濁而呈現(xiàn)一定濁度，水質(zhì)分析中規(guī)定：1L水中含有1mgSiO2所構(gòu)成的濁度為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濁度單位，簡(jiǎn)稱1FTU。2、含鹽量：表示水中溶解鹽類的總和。mg/l指標(biāo)：溶解固形物RG電導(dǎo)率DD氯根CL-1/14/202415整理課件二、水質(zhì)指標(biāo)3、硬度：表示水中某些高價(jià)金屬離子含量的總和。單位：mmol/l分類：按陽(yáng)離子分為鈣硬、鎂硬按陰離子分為暫硬、永硬4、堿度：表示水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的所有堿性物質(zhì)的總含量。單位：mmol/l分類：酚酞堿度、甲基橙堿度1/14/202416整理課件二、水質(zhì)指標(biāo)5、相對(duì)堿度：表示水中游離氫氧化鈉與溶解固形物的比值。6、PH值：表示水中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)7、溶解氧；8、含油量；9、亞硫酸根；10、磷酸根；11、含鐵量1/14/202417整理課件GB1576—2021?工業(yè)鍋爐水質(zhì)?標(biāo)準(zhǔn)1、范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)鍋爐運(yùn)行時(shí)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于額定出口蒸汽壓力小于3.8MPa，以水為介質(zhì)的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐，也適用于以水為介質(zhì)的固定式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于鋁材制造的鍋爐。1/14/202418整理課件GB1576—2021?工業(yè)鍋爐水質(zhì)?標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)和定義以下術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)3.1原水rawwater未經(jīng)過(guò)任何處理的水。3.2軟化水softenedwater除掉大局部或全部鈣、鎂離子后的水。3.3除鹽水demineralizedwater通過(guò)有效的工藝處理，全部或大局部去除水中的懸浮物和無(wú)機(jī)陽(yáng)、陰離子等雜質(zhì)后，所得成品水的統(tǒng)稱。3.4補(bǔ)給水make-upwater原水經(jīng)過(guò)處理后，用來(lái)補(bǔ)充鍋爐汽水損耗的水。3.5給水boilerfeedwater直接進(jìn)入鍋爐的水，通常由補(bǔ)給水、回水和疏水等組成。3.6鍋水boilerwater鍋爐運(yùn)行時(shí)，存在于鍋爐中并吸收熱量產(chǎn)生蒸汽或熱水的水。3.7回水backwater鍋爐產(chǎn)生的蒸汽、熱水，作功后或熱交換后返回到給水中的水。3.8鍋內(nèi)加藥處理boilerwaterinternalchemicaltreatment為了防止或減緩鍋爐結(jié)垢、腐蝕，有針對(duì)性的向鍋內(nèi)投加一定數(shù)量藥劑的水處理方法。3.9鍋外水處理boilerwaterexternaltreatment原水在進(jìn)入鍋爐前，對(duì)鍋爐運(yùn)行有害的雜質(zhì)經(jīng)過(guò)必要的工藝進(jìn)行處理的方法。1/14/202419整理課件GB1576—2021?工業(yè)鍋爐水質(zhì)?標(biāo)準(zhǔn)采用鍋外水處理的自然循環(huán)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐的給水和鍋水水質(zhì)應(yīng)符合表1規(guī)定GB1576-09-2-17-正文最后校正稿.doc4.1.2單純采用鍋內(nèi)加藥處理的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐水質(zhì)額定蒸發(fā)量小于等于4t/h，并且額定蒸汽壓力小于等于1.3MPa的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐可以單純采用鍋內(nèi)加藥處理，但加藥后的汽、水質(zhì)量不得影響生產(chǎn)、生活。給水和鍋水水質(zhì)應(yīng)符合表2規(guī)定。GB1576-09-2-17-正文最后校正稿.doc采用鍋外水處理的熱水鍋爐，給水和鍋水水質(zhì)應(yīng)符合表3規(guī)定。GB1576-09-2-17-正文最后校正稿.doc單純采用鍋內(nèi)加藥處理的熱水鍋爐水質(zhì)對(duì)于額定功率小于等于4.2MW承壓的熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐〔管架式熱水鍋爐除外〕，可單純采用鍋內(nèi)加藥處理，但加藥后的汽、水質(zhì)量不得影響生產(chǎn)、生活。給水和鍋水水質(zhì)應(yīng)符合表4規(guī)定。GB1576-09-2-17-正文最后校正稿.doc貫流鍋爐、直流鍋爐應(yīng)采用鍋外水處理，其水質(zhì)應(yīng)符合表5的規(guī)定。GB1576-09-2-17-正文最后校正稿.doc1/14/202420整理課件GB1576—2021?工業(yè)鍋爐水質(zhì)?標(biāo)準(zhǔn)余熱鍋爐水質(zhì)余熱鍋爐的水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合同類型、同參數(shù)鍋爐的要求。補(bǔ)給水水質(zhì)4.5.1應(yīng)當(dāng)根據(jù)鍋爐的類型、參數(shù)、回水回收率、排污率、原水水質(zhì)和鍋水、給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選擇補(bǔ)給水處理方式。4.5.2補(bǔ)給水處理方式應(yīng)保證給水質(zhì)量符合本標(biāo)準(zhǔn)。4.5.3軟水器再生后或連續(xù)床出水氯離子含量不得大于進(jìn)水氯離子含量1.1倍。4.5.4以軟化水為補(bǔ)給水或單純采用鍋內(nèi)加藥處理的鍋爐正常排污率不宜超過(guò)10.0％；以除鹽水為補(bǔ)給水的鍋爐正常排污率不宜超過(guò)2.0％。1/14/202421整理課件GB1576—2021?工業(yè)鍋爐水質(zhì)?標(biāo)準(zhǔn)回水水質(zhì)回水質(zhì)量應(yīng)當(dāng)保證給水質(zhì)量符合本標(biāo)準(zhǔn)，并盡可能地提高回水利用率。回水質(zhì)量符合表6規(guī)定，并應(yīng)根據(jù)回水可能受到的污染介質(zhì)，增加必要的監(jiān)測(cè)工程。..\..\20210325宣貫\GB1576-2021講稿.doc1/14/202422整理課件第三節(jié)鍋爐水處理方法一、鍋外化學(xué)處理1、預(yù)處理2、沉淀軟化法3、離子交換軟化法二、鍋內(nèi)加藥處理1/14/202423整理課件1、補(bǔ)給水處理：〔1〕預(yù)處理、〔2〕除鹽處理2、給水處理：〔1〕加氨處理、〔2〕除氧處理3、鍋水處理：〔1〕加磷酸鹽處理、〔2〕排污4、凝結(jié)水處理：〔1〕混床精處理5、返回水處理：〔1〕除油、〔2〕除鐵6、冷卻水處理：〔1〕防腐〔殺菌〕〔2〕防垢〔穩(wěn)定處理〕7、熱力設(shè)備停用保護(hù)8、熱力設(shè)備檢驗(yàn)9、化學(xué)清洗10、水、汽質(zhì)量監(jiān)督火力發(fā)電廠水處理工作內(nèi)容1/14/202424整理課件預(yù)處理一、預(yù)處理的目的1、去除水中懸浮物質(zhì)2、去除水中膠體物質(zhì)二、預(yù)處理的藥劑1、鋁鹽：硫酸鋁；明礬；偏鋁酸鈉2、鐵鹽：硫酸亞鐵；氯化鐵三、預(yù)處理的方法1、混凝2、沉淀3、過(guò)濾1/14/202425整理課件水的預(yù)處理

第一節(jié)概述預(yù)處理目的：①去除水中懸浮物和膠體物質(zhì)，使水澄清。②高硬度高堿度水軟化降堿〔石灰處理〕預(yù)處理工藝流程：混凝、(沉淀)、澄清、過(guò)濾第二節(jié)水的混凝處理一、混凝原理水中懸浮物在水流滯緩或靜止?fàn)顟B(tài)下會(huì)自行沉降。顆粒越細(xì)小，沉降越緩慢；當(dāng)顆粒非常細(xì)小呈膠體狀時(shí)，根本不會(huì)自行沉降。混凝處理：向水中投加混凝劑，通過(guò)混凝作用，破壞膠體的穩(wěn)定性〔此過(guò)程也稱“脫穩(wěn)〞〕，使細(xì)微的懸浮物和膠體物顆粒凝聚成絮狀大顆粒沉淀下來(lái)，使水得到澄清。1/14/202426整理課件1、膠體的穩(wěn)定性

2、膠體的親水性與憎水性促使水中膠體具有聚集穩(wěn)定性的原因：

〔1〕同種膠體微粒帶有相同電荷、相互排斥；

〔2〕膠體微粒的外表被水分子包圍，阻礙了膠體顆粒間的接觸；

〔3〕膠體外表吸附有某些促使膠體穩(wěn)定的物質(zhì)。1/14/202427整理課件3、膠體的雙電層結(jié)構(gòu)

4、膠體的電位φ0——膠核外表處的電位〔熱力學(xué)電位〕；φd——吸附層與擴(kuò)散層分界處的電位；ξ——滑動(dòng)界面處的電位〔電動(dòng)電位〕。對(duì)于天然淡水來(lái)說(shuō)，因水中電解質(zhì)很少，可以認(rèn)為ξ和φd兩種電位大致相等。1/14/202428整理課件5、膠體顆粒中的作用力

在溶液中，兩個(gè)電荷符號(hào)相同的膠體之間存在著：①同性電荷間的靜電斥力；②分子間的范德華引力。6、膠體的脫穩(wěn)〔1〕壓縮雙電層在水溶液中投加某種電解質(zhì)，當(dāng)加藥量到達(dá)一定數(shù)量時(shí)，會(huì)發(fā)生膠體聚集現(xiàn)象〔助凝劑〕。〔2〕吸附與電中和向水中加帶相反電荷的膠體，使之與原膠體發(fā)生電中和〔混凝劑〕。〔3〕網(wǎng)捕作用〔4〕吸附與架橋1/14/202429整理課件一、混凝原理

1、混凝過(guò)程［以硫酸鋁Al2(SO4)3為例］〔1〕混凝劑發(fā)生水解反響：反響過(guò)程中不斷有H+產(chǎn)生，水的pH有所下降〔2〕水中雜質(zhì)膠體與Al(OH)3膠體相互吸引，中和，生成粗大顆粒下降。1/14/202430整理課件2、混凝作用

〔1〕吸附與架橋作用；〔2〕中和作用；〔3〕外表接觸作用；〔4〕網(wǎng)捕作用。二、影響混凝效果的因素〔一〕水的pH影響〔加藥后〕1、對(duì)Al(OH)3溶解度的影響：pH過(guò)高或過(guò)低都會(huì)促使Al(OH)3溶解，影響混凝效果。pH5.5～7.5較適宜當(dāng)pH＜5.5時(shí)，發(fā)生如下反響：使Al(OH)3溶解度增加，混凝效果下降1/14/202431整理課件當(dāng)pH＞7.5時(shí)：

當(dāng)pH＞9時(shí)：使Al(OH)3溶解度增加，效果下降。2、對(duì)膠粒電荷的影響Al(OH)3膠粒：pH在5～8時(shí)，帶正電荷pH＜5時(shí)，帶負(fù)電荷〔因吸附SO42-〕pH≈8時(shí)，幾乎不帶電荷〔以中性氫氧化物形態(tài)存在，最易沉淀下來(lái)〕。3、對(duì)有機(jī)物的影響pH高時(shí)，有機(jī)物生成腐植酸鹽，不易去除，pH6.0～6.5之間有利〔鋁鹽〕4、對(duì)凝聚速度的影響膠體內(nèi)外的電位差越小，越易沉降，pH為6.5～8之間最快。綜上所述，對(duì)于鋁鹽作混凝劑，其最優(yōu)pH為6.5～8之間。1/14/202432整理課件〔二〕混凝劑的用量

加Al2(SO4)3?18H2O10～50mg/L對(duì)于懸浮物少的原水，并非加混凝劑用量越多越好，因?yàn)榛炷齽﹨⒓油瑫r(shí)自身也是一種雜質(zhì)〔三〕水溫鋁鹽：最好25～30℃，低于5℃，效果較差。鐵鹽：溫度影響較小。〔四〕混和速度要求：形成時(shí)快，長(zhǎng)大時(shí)慢〔即宜先快后慢〕〔五〕水中雜質(zhì)1、反離子濃度高，不利于Al(OH)3的形成；2、有機(jī)物太多，也不利于Al(OH)3的形成。1/14/202433整理課件〔六〕接觸介質(zhì)

在水中保持一定數(shù)量的泥渣，可以加快沉淀。〔七〕接觸時(shí)間從混凝劑參加到泥渣與水的別離需要經(jīng)過(guò)一系列物理、化學(xué)過(guò)程，這些過(guò)程需要一定時(shí)間才能完成。一般為1～2h。三、常用混凝劑1、鋁鹽Al(SO4)3?18H2O——工業(yè)硫酸鋁KAl(SO4)2?24H2O——明礬NaAlO2——偏鋁酸鈉2、無(wú)機(jī)高分子凝聚劑——聚合鋁和聚合鐵聚合鋁〔PAC〕聚合鋁〔PAC〕，Aln(OH)mCl3n-mm≤10，1≤n≤51/14/202434整理課件綠礬聚合硫酸鐵〔PFS〕①具有鐵鹽特點(diǎn)；②也具備聚合鋁的特點(diǎn)。鐵鹽處理的特點(diǎn)：〔1〕生成凝絮比重大，易沉降；〔2〕受溫度影響小；〔3〕pH＞6.5時(shí)，鐵與腐植酸生成不易沉降的有色化合物，所以不適用于處理含有機(jī)物水的混凝劑；〔4〕適應(yīng)的pH比較寬〔pH在4～10〕。4、鐵鋁鹽采用鐵鋁鹽作混合處理，如和以1:1的比例參加。優(yōu)點(diǎn)：凝絮均勻，沉淀完全。5、有機(jī)高分子絮凝劑3、鐵鹽1/14/202435整理課件四、經(jīng)過(guò)混凝處理后的水質(zhì)變化

1、減少局部〔1〕懸浮物〔2〕有機(jī)物〔3〕膠體硅〔4〕減少了重碳酸鹽堿度2、增加局部〔1〕SO42-或Cl〔2〕CO2〔3〕HF〔4〕溶解固形物第三節(jié)水的沉淀軟化一、沉淀軟化處理1、沉淀軟化把天然水中的鈣、鎂離子轉(zhuǎn)變成難溶于水的化合物，使其沉淀出來(lái)，以降低水的硬度，稱為水的沉淀軟化。2、方法①石灰軟化法：主要降低碳酸鹽硬度。適用于高硬度、高堿度水②石灰—純堿法：石灰可降低碳酸鹽硬度，純堿可降低非碳酸硬度。適用于高硬度、低堿度水③其它沉淀軟化法〔P163〕1/14/202436整理課件沉淀軟化法一、石灰沉淀軟化1、目的：除硬、除堿、除鹽、除CO22、原理CaO+H20=Ca(OH)2除硬：Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O

除堿：Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2+2CaCO3+2H2O除鹽：MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaSO4除氣：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O3、設(shè)備：平流式沉淀池、脈沖式沉淀池1/14/202437整理課件沉淀軟化法二、石灰-純堿軟化法1、原理：石灰作用同前純堿消除永久硬度2、裝置：溶藥裝置加藥裝置三、化學(xué)熱能綜合軟化法1、石灰和純堿為根本軟化劑2、附加軟化劑—磷酸三鈉3、投加混凝劑：鋁鹽、鐵鹽1/14/202438整理課件二、沉降原理

自然沉降：?jiǎn)蝹€(gè)顆粒在水中只受重力和阻力的影響。擁擠沉降：絮凝沉降、層狀沉降、壓縮沉降第四節(jié)沉淀處理設(shè)備及其運(yùn)行〔一〕平流式沉淀池〔臥式沉淀池〕1/14/202439整理課件〔二〕斜管和斜板式沉淀池

圖2-3斜管式沉淀池

1/14/202440整理課件

〔三〕泥渣懸浮式澄清池〔四〕泥渣循環(huán)式澄清池〔五〕澄清池的運(yùn)行與監(jiān)督監(jiān)督：①出水水質(zhì)②澄清池各部位的運(yùn)行變化監(jiān)測(cè)工程：①出水濁度＜20mg/L；②溫度；③進(jìn)水水質(zhì)〔濁度〕；④泥渣的濃度〔用量筒測(cè)〕；⑤回流比；⑥泥渣層的高度。1/14/202441整理課件第五節(jié)水的過(guò)濾處理

一、過(guò)濾原理過(guò)濾器內(nèi)參加粒狀濾料，當(dāng)水通過(guò)濾層時(shí)，水中的懸浮物截留下來(lái)。原理包括兩個(gè)過(guò)程：〔1〕輸送——細(xì)小懸浮顆粒被“輸送〞到濾料顆粒外表；〔2〕附著——在物理、化學(xué)、界面化學(xué)的作用下被濾料截留下來(lái)。1/14/202442整理課件離子交換法一、離子交換概念二、離子交換劑三、鈉離子交換軟化法四、氫離子交換軟化法五、離子交換設(shè)備1/14/202443整理課件離子交換一、離子交換概念1、離子交換是離子交換劑上可交換的離子與溶液中離子間發(fā)生的交換反響的過(guò)程。2、離子交換反響：固態(tài)與液態(tài)之間的反響；等當(dāng)量進(jìn)行；可逆反響。二、離子交換劑1、種類2、離子交換樹(shù)脂組成、分類、命名、理化性能三、離子交換樹(shù)脂的管理1/14/202444整理課件離子交換的根本知識(shí)

第一節(jié)離子交換劑的結(jié)構(gòu)一、離子交換劑概述1、定義：含有可交換離子，具有離子交換能力的物質(zhì)。2、離子交換劑的種類1/14/202445整理課件離子交換的根本知識(shí)

二、離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)1、苯乙烯系離子交換樹(shù)脂1/14/202446整理課件離子交換的根本知識(shí)

交聯(lián)度〔DVB〕——聚合時(shí)所用二乙烯苯的質(zhì)量占苯乙烯和二乙烯苯總質(zhì)量的百分率。交聯(lián)度↑，樹(shù)脂的機(jī)械強(qiáng)度↑，密度↑。濃H2SO4處理——強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂R-SO3H用叔胺處理——得季胺型強(qiáng)堿陰樹(shù)脂用仲胺處理——得叔胺型弱堿陰樹(shù)脂用伯胺處理——得仲胺型弱堿陰樹(shù)脂2、丙烯酸系由丙烯酸和甲基丙烯酸與二乙烯苯共聚，直接生成RCOOH弱酸陽(yáng)樹(shù)脂。1/14/202447整理課件離子交換的根本知識(shí)

三、離子交換樹(shù)脂的分類1、按單體來(lái)分2、按活性基因分3、按孔型分凝膠型樹(shù)脂的特點(diǎn)：1、溶脹性好，溶脹時(shí)，孔達(dá)20～40，失水時(shí)，體積縮小；2、強(qiáng)度差，抗氧化性差；3、易受有機(jī)物污染。大孔型樹(shù)脂的的特點(diǎn)：1、孔大，在干、濕態(tài)時(shí)都存在，且孔徑在200～1000；2、強(qiáng)度大，抗氧化性能好〔交聯(lián)度大，DVB＝16～20％〕；3、防有機(jī)物污染；4、孔大，交換容量低；5、再生時(shí)酸、堿消耗較多。1/14/202448整理課件離子交換的根本知識(shí)

均孔型樹(shù)脂的特點(diǎn)：1、孔徑＝幾百左右；2、防止有機(jī)物中毒。第二節(jié)離子交換樹(shù)脂的命名1、全名稱組成局部有機(jī)合成離子交換樹(shù)脂的全名稱，由分類名稱〔凝膠、大孔、均孔〕、骨架名稱〔苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環(huán)氧系〕、根本名稱〔離子交換樹(shù)脂〕組成。2、命名原那么①酸性——在根本名稱前加“陽(yáng)〞；②堿性——在根本名稱前加“陰〞；③按有機(jī)合成離子交換樹(shù)脂的活性基因性質(zhì)，分為強(qiáng)酸性、弱酸性、強(qiáng)堿性、弱堿性、螯合性等，分別在根本名稱前冠以“強(qiáng)酸〞、“弱酸〞、“強(qiáng)堿〞、“弱堿〞、“螯合〞等。1/14/202449整理課件離子交換的根本知識(shí)

3、型號(hào)以三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。①孔型：凝膠型——空大孔型——D均孔型——J②第一位數(shù)字活性基團(tuán)代號(hào)1/14/202450整理課件離子交換的根本知識(shí)代號(hào)0123456活性基團(tuán)強(qiáng)酸性弱酸性強(qiáng)堿性弱堿性螯合性兩性氧化還原性

②第一位數(shù)字活性基團(tuán)代號(hào)③第二位數(shù)字骨架代號(hào)代號(hào)01234骨架類別苯乙烯系丙烯酸系酚醛系環(huán)氧系乙烯吡啶系4、舉例001×7——凝膠型苯乙烯系強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，交聯(lián)度為7％。D311——大孔型環(huán)氧系弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。D021——大孔型苯乙烯強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂。D111——凝膠型丙烯酸弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。D031——大孔型苯乙烯系弱堿性陰離子交換樹(shù)脂。1/14/202451整理課件離子交換的根本知識(shí)

當(dāng)離子交換劑遇到含有電解質(zhì)的水溶液時(shí)，電解質(zhì)對(duì)其雙電層有以下幾種作用：1、交換作用首先擴(kuò)散層中的反離子與溶液中的其他反離子進(jìn)行交換〔主要方面〕，其次再與固定層中的反離子互換位置〔難交換，因其能量較小〕。2、壓縮作用當(dāng)溶液中鹽類濃度增大時(shí)，可使擴(kuò)散層壓縮而不利于交換。這說(shuō)明了為什么當(dāng)再生溶液的濃度太大時(shí)，不僅不能提高再生效果，有時(shí)反使再生效果降低。第四節(jié)離子交換樹(shù)脂的性能一、物理性能1、外觀①顏色苯乙烯系均呈黃色，其他也有黑、棕、棕黑色等。②形狀一般均呈球狀，圓球率越大越好。1/14/202452整理課件離子交換的根本知識(shí)

2、粒度用于水處理的樹(shù)脂顆粒粒徑一般為0.3～1.2mm。3、密度由于離子交換劑需濕態(tài)使用，所以用濕真密度和濕視密度表示樹(shù)脂密度〔1〕濕真密度：指樹(shù)脂在水中經(jīng)過(guò)充分浸泡膨脹后，樹(shù)脂顆粒的密度：濕樹(shù)脂真體積，指在濕的狀態(tài)下顆粒本身的體積，它包括顆粒中的孔眼及孔眼中所含的水分，但顆粒與顆粒之間的空隙不算在內(nèi)。濕真密度與樹(shù)脂在水中的沉降性能有關(guān)，是影響應(yīng)用性能的一個(gè)指標(biāo)。在采用雙層床或混合床等工藝時(shí)，需根據(jù)工藝要求選擇濕真密度適宜的樹(shù)脂。一般該數(shù)值在1.04～1.3g/mL之間，陽(yáng)樹(shù)脂的濕真密度通常比陰樹(shù)脂大，因此混床樹(shù)脂分層后，陰樹(shù)脂在上陽(yáng)樹(shù)脂在下〔2〕濕視密度：指樹(shù)脂在水中經(jīng)充分浸泡膨脹后的堆積密度：此值一般在0.60～0.85g/mL之間，通常陰樹(shù)脂較輕；陽(yáng)樹(shù)脂相對(duì)要重些。濕視密度常用來(lái)估算交換劑的裝載量。

1/14/202453整理課件離子交換的根本知識(shí)

〔2〕濕真密度方法：那么：一般為：1.04～1.3，且陽(yáng)＞陰。

注意：①反洗時(shí)水流速度與濕真密度有關(guān)，一般要求濕真密度大；②如為混床，要求陰陽(yáng)樹(shù)脂濕真密度差大，有利于分層。〔3〕濕視密度用途：計(jì)算樹(shù)脂的裝載量。一般為0.60～0.85，且陽(yáng)＞陰。1/14/202454整理課件離子交換的根本知識(shí)

4、含水率——指在潮濕空氣中，樹(shù)脂本身所保持的水量，它包括樹(shù)脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)中親水活性基團(tuán)的水分和交聯(lián)網(wǎng)孔中的游離水分。樹(shù)脂的含水率與交聯(lián)度有關(guān)，交聯(lián)度越低，含水率越大。交聯(lián)度為7%時(shí)，含水率通常為45%～55%。含水率越小，說(shuō)明樹(shù)脂中能夠進(jìn)行離子交換的活性基團(tuán)越少，其交換能力也就越低。含水率愈大，表示它的孔隙率愈大，交聯(lián)度愈小。5、溶脹性〔1〕影響溶脹率大小的因素①溶劑、②交聯(lián)度、③活性基因、④交換容量、⑤溶液濃度、⑥可交換離子的本質(zhì)6、耐磨性指在規(guī)定條件下，研磨后的樹(shù)脂，篩分出粒度合格樹(shù)脂的百分?jǐn)?shù)。7、耐熱性陽(yáng)樹(shù)脂——100～120℃強(qiáng)陰——60℃左右弱陰——80℃以上二、化學(xué)性能1、離子交換反響的可逆性1/14/202455整理課件離子交換的根本知識(shí)

2、酸、堿性3、中和與水解中和：水解：4、離子交換樹(shù)脂的選擇性同一種離子交換樹(shù)脂對(duì)于水中各種離子的吸著交換能力不同，有些離子易被吸著，不易被置換，有些離子那么相反。陽(yáng)樹(shù)脂的選擇規(guī)律：1/14/202456整理課件離子交換的根本知識(shí)

①帶電荷越高，越易吸著，F(xiàn)e3+＞Ca2+＞Na+②帶電荷相同，原子序數(shù)越大，越易吸著，K+＞Na+＞Li+RH〔強(qiáng)〕：Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+≈NH4+＞Na+＞H+RwH〔弱〕：H+＞Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+≈NH4+＞Na+ROH〔強(qiáng)〕：SO42-＞NO3-＞Cl-＞OH-＞HCO3-＞HSiO3-ROH〔弱〕：OH-＞SO42-＞NO3-＞Cl-＞HCO3-，對(duì)HSiO3-根本不吸附。意義：選擇再生劑。注意：使用弱酸性陽(yáng)樹(shù)脂，那么水中必須有一定的堿度，必須放在強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂前面。樹(shù)脂選擇性的啟示：①弱酸陽(yáng)樹(shù)脂，只能吸著與堿度相對(duì)應(yīng)的硬度離子，只適用于高堿度，高硬度水；②強(qiáng)堿陰樹(shù)脂只有在酸性條件下才能吸著弱酸根；③弱堿陰樹(shù)脂不能吸著弱酸根；④弱酸〔弱堿〕樹(shù)脂可用強(qiáng)酸〔強(qiáng)堿〕樹(shù)脂的再生廢液來(lái)再生。5、交換容量——樹(shù)脂中能夠交換離子的量單位：mmol/g——單位質(zhì)量離子交換樹(shù)脂的吸著能力；mol/m3——單位體積離子交換樹(shù)脂的吸著能力。1/14/202457整理課件離子交換的根本知識(shí)

①全交換容量〔Q〕——指樹(shù)脂中所有活性基團(tuán)的總量。②工作交換容量〔QG〕——指交換劑在工作情況下的有效交換容量影響工作交換容量的因素：①樹(shù)脂粒度。粒度過(guò)大，工作交換容量降低；②樹(shù)脂層高度。樹(shù)脂層高缺乏，失效快，工交容量降低；③原水水質(zhì)。原水中反離子濃度高，易造成出水不合格；④離子交換器的構(gòu)造。交換器直徑與高度比，布水是否均勻；⑤運(yùn)行條件。主要是流速和溫度的影響。溫度低時(shí)，流速宜慢；⑥溶液的酸堿性。對(duì)于陰樹(shù)脂，進(jìn)水pH低有利；⑦再生方式〔再生程度〕。逆流再生優(yōu)于順流再生；⑧樹(shù)脂質(zhì)量。樹(shù)脂受污染，工交容量明顯下降。1/14/202458整理課件鈉離子交換軟化法一、鈉離子交換軟化法1、原理2、特點(diǎn)：硬度可以降低可消除；堿度保持不變；含鹽量增加。

1/14/202459整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

按離子交換運(yùn)行方式的不同，離子交換裝置可分為下面幾種類型：

1/14/202460整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

第一節(jié)固定床離子交換的原理

圖5-1離子交換器的工作情況

1/14/202461整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

一、水流經(jīng)樹(shù)脂時(shí)，樹(shù)脂的形態(tài)變化1、三個(gè)區(qū)域2、二個(gè)階段①先形成一個(gè)工作區(qū)；②工作區(qū)逐漸往下移動(dòng)。

二、出水水質(zhì)的變化ABDE面積——最大的工作交換容量ABCDE面積——平衡交換容量由此可得出：當(dāng)增加離子交換劑層高度時(shí)，全部離子交換劑交換能力的平均利用率會(huì)提高。但交換劑層過(guò)高會(huì)使水通過(guò)交換劑層的壓降太大，給運(yùn)行帶來(lái)困難。1/14/202462整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

三、保護(hù)層影響保護(hù)層厚度的因素很多，如：1、水通過(guò)離子交換劑層的速度愈大，保護(hù)層愈厚；2、進(jìn)水中要除去的離子濃度和其在交換后水中殘留濃度的比值愈大，保護(hù)層愈厚；3、離子交換劑顆粒愈大，保護(hù)層愈厚；4、交換劑的孔隙率和溫度等因素有關(guān)。圖5-2出水水質(zhì)的變化1/14/202463整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

第二節(jié)離子交換軟化和除堿一、軟化1、目的除去Ca2+、Mg2+，即降低硬度。2、方法交換：2RNa＋Ca2+(Mg2+)→R2Ca(Mg)＋2Na+再生：R2Ca(Mg)＋2NaCl→2RNa＋CaCl2(MgCl2)鹽耗：恢復(fù)交換劑1mol〔1/2Me2+〕的交換能力所消耗再生劑的質(zhì)量假設(shè)H出很小時(shí)，那么式中：G——再生一次所用的NaCl的量，g；Q——周期制水量，m3；H進(jìn)——原水的硬度，1/14/202464整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

比耗：用實(shí)際鹽耗和理論值的比值來(lái)表示。58.5——NaCl的摩爾質(zhì)量〔離子交換是按等物質(zhì)的量進(jìn)行的〕。二、軟化和除堿——在軟化的同時(shí)降低堿度方法：①軟化水＋酸〔H2SO4〕②H—Na交換1、加酸2NaHCO3＋H2SO4→Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O①產(chǎn)生的CO2通過(guò)除碳器除去；②為了保證出水pH值，一般使處理過(guò)后的水保持殘留堿度，0.3～0.5mmol/L；③加酸增加了水中的溶解固形物。2、H－Na交換①并聯(lián)1/14/202465整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

圖5-3并聯(lián)H-Na離子交換

水經(jīng)RH：1/14/202466整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

水經(jīng)RNa：圖5-4串聯(lián)H-Na離子交換1/14/202467整理課件

第三節(jié)固定床離子交換圖5-7離子交換器的結(jié)構(gòu)

1/14/202468整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

一、順流式離子交換器1、結(jié)構(gòu)〔1〕外部管路系統(tǒng)〔2〕內(nèi)部裝置：①進(jìn)水裝置：多孔管式、擋板式、漏斗式；②出水裝置：多孔板上擰排水帽、穹形多孔板加石英砂墊層；③進(jìn)再生液裝置：輻射型、圓環(huán)形、支管型。2、運(yùn)行〔1〕反洗：〔控制流速〕目的：①去除懸浮物；②松動(dòng)交換劑層。時(shí)間：一般需10～15min。〔2〕再生：①流向：自上而下；②再生劑用量：理論量的2～3倍；③再生液濃度：HCl：5％～10％；④再生液流速：4～8m/h；⑤再生液溫度：30～40℃；⑥再生劑純度：影響出水水質(zhì)。1/14/202469整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

〔3〕正洗開(kāi)始流速3～5m/h，15min左右，再增大流速至6～10m/h，洗至出水合格。〔4〕制水〔交換〕流速：20～30m/h3、優(yōu)缺點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作；②對(duì)進(jìn)水懸浮物要求不高；③再生效果低，出水水質(zhì)差。二、逆流式離子交換器1、結(jié)構(gòu)壓脂層：中排上面15～20mm的樹(shù)脂〔白球〕；壓脂層作用：起過(guò)濾作用。1/14/202470整理課件

圖5-8逆流再生離子交換器的結(jié)構(gòu)

2、再生過(guò)程〔1〕小反洗〔中進(jìn)上出〕目的：清洗壓脂層上的懸浮物。流速：10m/h左右。時(shí)間：15min。〔2〕放水〔中出〕翻開(kāi)中排放水。〔3〕頂壓〔上進(jìn)中出〕上面壓氣或壓水，中排放水。氣頂：30～50KPa壓縮空氣。水頂：再生液流量的1～1.5倍。4〕再生：〔逆流再生下進(jìn)中出〕再生流速：4～7m/h，30min以上。再生液的濃度：HCl：3～4％NaOH：2～3％NaCl：6％左右再生液的用量：理論量的1.2～1.5倍。1/14/202471整理課件水的陽(yáng)離子交換處理

〔5〕置換洗〔下進(jìn)中出〕關(guān)閉進(jìn)再生液閥門(mén)，保持原來(lái)流速和流向，用質(zhì)量較好的水〔除鹽水或軟化水〕置換洗，30～40min。〔6〕小正洗〔上進(jìn)中出〕10～15min〔7〕正洗〔上進(jìn)下出〕至出水合格后投入運(yùn)行。〔8〕運(yùn)行制水〔9〕不定期大反洗經(jīng)過(guò)10～20個(gè)周期后進(jìn)行一次，主要依據(jù)進(jìn)出水的壓力降來(lái)確定。應(yīng)注意：①應(yīng)先小反洗；②控制流量逐漸增大；③大反洗后再生劑的用量應(yīng)加倍。逆流再生習(xí)慣上把運(yùn)行時(shí)水流自上而下、再生時(shí)再生液由下而上的再生方式稱為逆流再生。1/14/202472整理課件4、逆流再生的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：①再生劑利用率高，再生效果好；②出水水質(zhì)好；③比耗低，廢液排放比順流少；④交換容量利用率高。缺點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高；②進(jìn)水水質(zhì)要求高，進(jìn)水濁度變化對(duì)它影響大。5、逆流再生工藝操作本卷須知〔1〕必須防止亂層。壓層厚度和頂壓要符合要求；〔2〕逆流再生后，置換反洗的水必須好；〔3〕中排要進(jìn)行必要的加固；〔4〕對(duì)再生劑純度要求較高；〔5〕要防止氣泡混入交換劑層。1/14/202473整理課件軟化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、單級(jí)鈉離子交換系統(tǒng)適用于生水硬度、堿度較低的水二、局部鈉離子交換系統(tǒng)適用于硬度、堿度較高的〔尤其是堿度較高〕的水三、氫鈉離子交換系統(tǒng)1、串聯(lián)系統(tǒng)2、并聯(lián)系統(tǒng)3、復(fù)合系統(tǒng)四、二級(jí)鈉離子交換系統(tǒng)1、原水水質(zhì)硬度較高；2、給水水質(zhì)要求高。1/14/202474整理課件水的其他除鹽方法

一、蒸餾二、閃蒸三、電滲析膜處理技術(shù)：根本原理：在直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性將水中的電解質(zhì)別離出來(lái)的一種方法。選擇透過(guò)性1/14/202475整理課件膜法水處理第一節(jié)電滲析第二節(jié)反滲透1/14/202476整理課件膜別離法是利用選擇性透過(guò)膜為別離介質(zhì)．當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、電位差)時(shí)，使溶劑(通常是水)與溶質(zhì)或微粒別離的方法。分類：包括電滲析、反滲透、超濾、擴(kuò)散滲析等：其中的反滲透、超濾相當(dāng)于過(guò)濾技術(shù)。用選擇性透過(guò)膜進(jìn)行別離時(shí)，使溶質(zhì)通過(guò)膜的方法稱為滲析；而使溶劑通過(guò)膜的方法那么稱為滲透。電滲析法是以電位差為推動(dòng)力的膜別離法，用于從水溶液中脫除離子，主要用于苦咸水脫鹽或海水淡化。其膜是導(dǎo)電膜，即陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜。1/14/202477整理課件以壓力差為推動(dòng)力的膜別離法，根據(jù)溶質(zhì)粒子的大小及膜的結(jié)構(gòu)性質(zhì)(超濾膜、納濾膜、反滲透膜等)，又可分為超濾、納濾、反滲透等。反滲透法可用于溶劑的純化和溶液濃縮。反滲透法大局部應(yīng)用于水的純化．主要是苦咸水脫鹽或海水淡化。反滲透法的另一個(gè)重要應(yīng)用為制備高純水。膜是別離技術(shù)的核心。膜材料的化學(xué)性能、結(jié)構(gòu)對(duì)膜別離法起著決定性的作用；一般是高分子材料制成的膜，有纖維素膜、芳香聚酰胺類膜、雜環(huán)類膜、聚砜類膜、聚烯烴類膜和含氟高分子膜等。1/14/202478整理課件膜別離法的特點(diǎn)：不發(fā)生相變、常溫進(jìn)行、適用范圍廣(有機(jī)物、無(wú)機(jī)物等)、裝置簡(jiǎn)單、易操作和易控制等。膜法水處理具有適應(yīng)性強(qiáng)、效率高、占地面積小、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。所以，國(guó)內(nèi)外已把電滲析法、反滲透法或膜別離法與離子交換相結(jié)合的方法應(yīng)用于鍋爐水處理。1/14/202479整理課件第一節(jié)電滲析電滲析是膜別離技術(shù)的一種，它是在直流電場(chǎng)作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，把電解質(zhì)從溶液中別離出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)溶液的淡化、濃縮、精制或純化的目的。1/14/202480整理課件1.滲析過(guò)程滲析是最早被發(fā)現(xiàn)和研究的一種膜別離過(guò)程，它是一種自然發(fā)生的物理現(xiàn)象。當(dāng)兩種不同濃度的鹽水用一張滲析膜〔半透膜或離子交換膜)隔開(kāi)時(shí)，濃鹽水中的電解質(zhì)離子就會(huì)穿過(guò)膜擴(kuò)散到稀鹽水中去，這種過(guò)程稱為滲析過(guò)程，亦稱擴(kuò)散滲析。滲析過(guò)程的推動(dòng)力是濃度梯度，因此又稱濃差滲析。滲析過(guò)程是緩慢進(jìn)行的，隨著鹽分濃度梯度的降低．鹽的擴(kuò)散也逐漸減少，直到膜兩邊濃度相同，建立了平衡，鹽分的遷移也就完全停止。1/14/202481整理課件2.電滲析過(guò)程電滲析過(guò)程是電解和滲析擴(kuò)散過(guò)程的組合。電滲析制取淡水的根本過(guò)程：利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，即陽(yáng)膜理論上只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陰膜理論上只允許陰離子通過(guò)，在外加直流電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子分別往陽(yáng)極和陰極移動(dòng)，它們最終匯于離子交換膜，如果膜的固定電荷與離子的電荷相反，那么離子可以通過(guò)，如果它們的電荷是相同的．那么離子被排斥，從而可以制得淡水。1/14/202482整理課件電滲析運(yùn)行時(shí)可能發(fā)生的過(guò)程1/14/202483整理課件滲析的應(yīng)用血液透析從酸堿廢液中回收酸堿。1/14/202484整理課件濃差滲析回收酸料液中由于H2SO4和FeSO4的濃度高，其中Fe2+、H+、SO42-均有向滲析液H2O中擴(kuò)散的趨勢(shì)，由于使用陰離子交換膜作滲析膜，因此理論上陰膜只允許SO42-透過(guò)膜進(jìn)入滲析液，而H+離子由于水合離子半徑小，遷移速度快，故也能透過(guò)膜遷移到滲析液中。H+和1/2SO42-等摩爾透過(guò)膜，以保持溶液的電中性。但是Fe2+離子那么不透過(guò)陰膜。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的滲析后，料液中的H2SO4即進(jìn)入滲析液中，實(shí)現(xiàn)了FeSO4和H2SO4的別離，即可實(shí)現(xiàn)回收廢硫酸的目的。1/14/202485整理課件3.電滲析法脫鹽的根本原理把陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜交替排列于正負(fù)兩個(gè)電極之間，并用特制的隔板將其隔開(kāi)，組成脫鹽(淡化)和濃縮兩個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)向隔室通入鹽水后，在直流電場(chǎng)作用下，陽(yáng)離子向陰極遷移，陰離子向陽(yáng)極遷移，但由于離子交換膜的選擇透過(guò)性，而使淡室中的鹽水淡化，濃室中鹽水被濃縮，實(shí)現(xiàn)脫鹽目的。1/14/202486整理課件電滲析法原理示意圖1/14/202487整理課件4.電滲析技術(shù)的特點(diǎn)

(1)能量消耗低。(2)藥劑耗量少．環(huán)境污染小。(3)對(duì)原水含鹽量變化適應(yīng)性強(qiáng)。(4)操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。(5)設(shè)備緊湊耐用．預(yù)處理簡(jiǎn)單。(6)水的利用率較高。1/14/202488整理課件

電滲析的缺點(diǎn)電滲析只能除去水中的鹽分．而對(duì)水中有機(jī)物不能去除，某些高價(jià)離子和有機(jī)物還會(huì)污染膜。電滲析運(yùn)行過(guò)程中易發(fā)生濃差極化而產(chǎn)生結(jié)垢(用頻繁倒極電滲析可以防止)，這些都是電滲析技術(shù)較難掌握而又必須重視的問(wèn)題。與反滲透相比，由于它的脫鹽率較低，裝置比較龐大且組裝要求高，因此它的開(kāi)展不如反滲透快。1/14/202489整理課件第二節(jié)反滲透一、反滲透原理二、反滲透膜三、反滲透膜組件四、反滲透膜污染因素及其防止五、反滲透脫鹽系統(tǒng)的設(shè)計(jì)六、反滲透脫鹽系統(tǒng)的運(yùn)行七、反滲透與其它除鹽設(shè)備的組合系統(tǒng)1/14/202490整理課件一、反滲透的原理

滲透的定義：一種溶劑通過(guò)一種半透膜進(jìn)入一種溶液或一種稀溶液向一種比較濃的溶液的自然滲透。滲透壓：當(dāng)稀溶液向濃溶液的滲透停止時(shí)的壓力反滲透的定義：在濃液一邊加上比自然滲透壓更高的壓力，扭轉(zhuǎn)自然滲透方向，把濃溶液中的溶劑壓到半透膜的另一邊稀溶液中，這和自然界正常滲透過(guò)程相反。反滲透的條件：高選擇性和高滲透性的選擇性半透膜高于溶液滲透壓的操作壓1/14/202491整理課件反滲透原理圖1/14/202492整理課件反滲透與其它除鹽設(shè)備的組合系統(tǒng)1.反滲透-離子交換除鹽系2.反滲透-EDI系統(tǒng)1/14/202493整理課件1.反滲透-離子交換除鹽系統(tǒng)反滲透與離子交換聯(lián)合組成的除鹽系統(tǒng)是目前使用較為廣泛的除鹽水處理系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，反滲透作為離子交換的預(yù)脫鹽系統(tǒng)，可以除去原水中約95％的鹽分和絕大局部的其他雜質(zhì)，如膠體、有機(jī)物、細(xì)菌等；反滲透產(chǎn)水中剩余的鹽分那么通過(guò)后繼的離子交換系統(tǒng)除去。與單純的離子交換除鹽水處理系統(tǒng)相比，該種系統(tǒng)的特點(diǎn)是：(1)系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的適應(yīng)范圍廣；(2)出水水質(zhì)好(對(duì)膠體、有機(jī)物、硅的去除率高)；(3)延長(zhǎng)了離子交換設(shè)備的運(yùn)行周期；(4)大幅度降低了離子交換樹(shù)脂的再生用酸堿消耗量；(5)酸堿廢液排放量減少。1/14/202494整理課件反滲透-離子交換聯(lián)合除鹽系統(tǒng)的具體組合形式，是由系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)、反滲透裝置產(chǎn)水水質(zhì)及要求的系統(tǒng)出水水質(zhì)確定的。在鍋爐補(bǔ)給水處理中常用的系統(tǒng)組合形式有；(1)預(yù)處理→反滲透→脫碳器→混合離子交換器；(2)預(yù)處理→反滲透→脫碳器→陽(yáng)離子交換器→陰離子交換器(3)預(yù)處理→反滲透→脫碳器→陽(yáng)離子交換器→陰離子交換器→混合離子交換器。1/14/202495整理課件2.反滲透-EDI系統(tǒng)反滲透與EDI(電去離子除鹽)聯(lián)合組成的除鹽系統(tǒng)的根本組成形式為：預(yù)處理→反滲透→EDI。在這種系統(tǒng)中，預(yù)處理通常采用微濾或其他過(guò)濾等方式，原水經(jīng)預(yù)處理后，到達(dá)反滲透進(jìn)水的要求；在反滲透裝置中，進(jìn)水中的絕大局部鹽分、有機(jī)物和其他各種雜質(zhì)被除去；在EDI裝置中，反滲透產(chǎn)水中的剩余鹽分被除去。反滲透-EDI除鹽系統(tǒng)的特點(diǎn)是：(1)真正實(shí)現(xiàn)了制備高品質(zhì)的除鹽水不需要酸堿；(2)簡(jiǎn)化了除鹽水處理系統(tǒng)，設(shè)備占地面積小，操作簡(jiǎn)單；(3)對(duì)原水水質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng)；(4)出水水質(zhì)好，出水電導(dǎo)率可以穩(wěn)定在0.1μs/cm以下；(5)系統(tǒng)維護(hù)工作量小，但要求較為嚴(yán)格。1/14/202496整理課件鍋內(nèi)加藥處理一、搞好鍋內(nèi)加藥處理的關(guān)鍵1、對(duì)癥下藥2、量水投藥3、科學(xué)排污4、嚴(yán)格監(jiān)督1/14/202497整理課件鍋內(nèi)加藥處理的藥劑一、軟水劑—防垢劑1、堿性藥劑：NaOHNa2CO3Na3PO4等2、有機(jī)膠體：栲膠、腐植酸鈉3、水質(zhì)穩(wěn)定劑：有機(jī)聚磷酸鹽有機(jī)聚羧酸鹽二、降堿劑：磷酸、磷酸二氫鈉、草酸、硫酸銨等三、緩蝕劑：亞硫酸鈉—消除殘氧、亞硝酸鈉亞硝酸鈉、聯(lián)胺重鉻酸鈉四、消沫劑：酰胺型：二硬酯酰乙二胺聚醚酯型：聚氧乙烯、聚氧丙烯、甘油二硬酯酸酯五、防油垢劑：活性炭、膠體石墨、木炭粉1/14/202498整理課件鍋內(nèi)加藥處理的常用配方1、純堿法2、純堿-栲膠法3、純堿-腐植酸鈉法4、三鈉一膠法5、四鈉法6、水質(zhì)穩(wěn)定劑法7、水質(zhì)穩(wěn)定劑+堿劑法1/14/202499整理課件第四節(jié)給水除氧一、氧腐蝕的機(jī)理1、條件：pH<9pH>13氯根高2、腐蝕類型：電化學(xué)腐蝕3、去極化作用4、氧腐蝕特征：鼓皰、粉末、凹坑二、氧腐蝕的危害1、潰瘍狀小孔局部腐蝕2、腐蝕速率大3、氧腐蝕是平安運(yùn)行的潛在威脅1/14/2024100整理課件第四節(jié)給水除氧三、給水除氧的方法1、熱力除氧：亨利定律2、真空除氧3、解析除氧：以二氧化碳置換氧氣的方法4、化學(xué)除氧：鋼屑除氧、亞硫酸鈉除氧5、電化學(xué)除氧6、鈀樹(shù)脂除氧化1/14/2024101整理課件第五節(jié)鍋爐停爐保護(hù)

一、停用腐蝕：鍋爐等熱設(shè)備停運(yùn)期間，如果不采取有效的保護(hù)措施，水汽側(cè)的金屬外表會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕。本質(zhì)屬于氧腐蝕二、停用鍋爐保護(hù)的必要性：停用腐蝕是金屬損壞的最主要形式之一，在很多情況下，停用時(shí)鍋爐遭受的腐蝕強(qiáng)度大超過(guò)工作時(shí)的腐蝕。三、產(chǎn)生原因：主要原因是水汽系統(tǒng)內(nèi)部有氧氣及金屬外表潮濕，在外表形成水膜。四、停用腐蝕的特點(diǎn)：耗氧腐蝕、全面腐蝕主要形態(tài)是點(diǎn)蝕。1/14/2024102整理課件第五節(jié)鍋爐停爐保護(hù)

五、影響因素：1、濕度對(duì)鋼、銅等金屬的臨界相對(duì)濕度值在50%--70%之間。當(dāng)鍋爐內(nèi)部相對(duì)濕度小于30%時(shí)，鐵可平安停止生銹。實(shí)際上，如果金屬外表在無(wú)強(qiáng)烈的吸濕劑沾污，相對(duì)濕度低于60%時(shí)，鐵的銹蝕即停止。2、含鹽量：特別是氯化物和硫酸鹽含量使腐蝕速度上升。3、金屬外表清潔程度：產(chǎn)生濃度差六、停用腐蝕的危害：1、在短期內(nèi)停用設(shè)備即遭到大面積腐蝕，甚至穿孔；2、加劇鍋爐運(yùn)行時(shí)的腐蝕1/14/2024103整理課件鍋爐停爐保護(hù)方法一、分類二、選用原那么三、鍋爐停用保護(hù)方法1/14/2024104整理課件鍋爐停爐保護(hù)方法分類1、阻止空氣進(jìn)入鍋爐水汽系統(tǒng)內(nèi)部，其實(shí)質(zhì)是減少金屬腐蝕劑—氧的濃度；2、降低鍋爐水汽系統(tǒng)內(nèi)部的濕度，其實(shí)質(zhì)是防止金屬外表凝結(jié)水膜，形成電化學(xué)腐蝕電池；3、使用緩蝕劑，減少金屬外表的的腐蝕。1/14/2024105整理課件鍋爐停爐保護(hù)方法選用原那么1、鍋爐參數(shù)與類型水質(zhì)要求高，采用揮發(fā)性藥品如聯(lián)胺和氨或充氮保護(hù)；對(duì)水汽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的，不宜采用枯燥劑法。2、停用時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)熱用狀態(tài)的鍋爐，一般采用保持蒸汽壓力法；對(duì)短期停用機(jī)組，一般采用濕式保護(hù)。3、選用保護(hù)方法時(shí)，要考慮現(xiàn)場(chǎng)條件現(xiàn)場(chǎng)條件包括設(shè)計(jì)條件、給水的水質(zhì)、環(huán)境溫度和藥品來(lái)源等。1/14/2024106整理課件鍋爐停爐保護(hù)方法一、干法保護(hù)：熱爐放水余熱烘干法、負(fù)壓余熱烘干法、鄰爐熱風(fēng)烘干法、枯燥劑法、充氮法、氣相緩蝕劑法等二、濕法保護(hù)：氨水法、氨—聯(lián)胺法、蒸汽壓力法、給水壓力法等三、聯(lián)合保護(hù)法：充氮或充蒸汽的濕式保護(hù)法1/14/2024107整理課件第六節(jié)鍋爐化學(xué)清洗一、鍋爐化學(xué)清洗的目的二、鍋爐化學(xué)清洗的方法三、鍋爐化學(xué)清洗的法規(guī)四、化學(xué)清洗的根本程序五、鍋爐化學(xué)清洗質(zhì)量的驗(yàn)收1/14/2024108整理課件鍋爐化學(xué)清洗的目的1、去除受熱面上的污垢2、提高鍋爐的傳熱效率3、保證鍋爐的平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行1/14/2024109整理課件鍋爐化學(xué)清洗的方法一、堿煮法：作用：除銹、轉(zhuǎn)型1、常壓堿煮法2、帶壓堿煮法二、酸洗法1、無(wú)機(jī)酸酸洗法：鹽酸、硝酸、氫氟酸、混合酸2、有機(jī)酸酸洗法：檸檬酸、羥基乙酸、酒石酸、順丁烯乙酸、EDTA、鄰苯二甲酸、胺基磺酸1/14/2024110整理課件鍋爐化學(xué)清洗的方法三、化學(xué)清洗的根本原理1、溶解作用2、剝離作用3、氣掀作用：酸和水垢作用生成CO2氣體，使水垢剝離脫落。4、疏松作用：通過(guò)溶解和剝離作用，使水垢中出現(xiàn)空洞，使水垢疏松。1/14/2024111整理課件鍋爐化學(xué)清洗的法規(guī)?鍋爐化學(xué)清洗規(guī)那么?..\..\20210325宣貫\鍋爐化學(xué)清洗規(guī)那么?.ppt?鍋爐水處理監(jiān)督管理規(guī)那么?..\水處理\鍋爐化學(xué)清洗規(guī)那么.ppt?火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)那么?1/14/2024112整理課件鍋爐化學(xué)清洗及質(zhì)量要求一、工業(yè)鍋爐化學(xué)清洗條件確實(shí)定1、鍋爐受熱面被水垢覆蓋80%以上，并且水垢平均厚度到達(dá)：無(wú)過(guò)熱器的蒸汽鍋爐和熱水鍋爐≥1mm；有過(guò)熱器的蒸汽鍋爐≥0.5mm〔已修訂同上〕2、鍋爐受熱面有嚴(yán)重的銹蝕。1/14/2024113整理課件第三章工業(yè)鍋爐的清洗及質(zhì)量要求

第十四條對(duì)工業(yè)鍋爐化學(xué)清洗條件的規(guī)定與原規(guī)那么有所不同。考慮到我國(guó)酸洗緩蝕劑性能已到達(dá)較高水平，酸洗技術(shù)也較為成熟，在標(biāo)準(zhǔn)操作前提下，鍋爐酸洗的間隔時(shí)間不再加以限制，但這并不意味著可以頻繁酸洗鍋爐，不能以清洗代替水處理。為到達(dá)鍋爐節(jié)能減排要求，鍋爐結(jié)垢到達(dá)一定程度應(yīng)及時(shí)清洗。電站鍋爐大檢修時(shí)應(yīng)割管作沉積物量測(cè)定，工業(yè)鍋爐結(jié)垢量難以準(zhǔn)確測(cè)定，一般由可見(jiàn)部位目測(cè)判斷。垢厚對(duì)鍋爐的影響與有否過(guò)熱器無(wú)直接關(guān)系，故清洗條件中不再區(qū)分有無(wú)過(guò)熱器。但有過(guò)熱器的鍋爐通常壓力較高，結(jié)垢后更應(yīng)及時(shí)去除1/14/2024114整理課件鍋爐化學(xué)清洗及質(zhì)量要求二、清洗質(zhì)量驗(yàn)收要求1、清洗以碳酸鹽或氧化鐵為主的水垢，除垢面積應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)原水垢覆蓋面積的80%以上；2、清洗硅酸鹽或硫酸鹽水垢，除垢面積應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)原水垢覆蓋面積的60%以上。3、用腐蝕指示片測(cè)量的腐蝕速度小于6g/m2·h，腐蝕總量不大于80g/m2。4、金屬外表形成較好的鈍化保護(hù)膜，不出現(xiàn)明顯的二次浮銹，并且無(wú)點(diǎn)蝕。5、清洗后鍋內(nèi)所有的管子都應(yīng)當(dāng)暢通無(wú)阻。如果清洗前已經(jīng)堵塞的管子，清洗后仍然無(wú)法疏通暢流的，鍋爐使用單位應(yīng)該由具有相應(yīng)資質(zhì)的單位修理更換。1/14/2024115整理課件第十六條

清洗質(zhì)量的要求主要有三個(gè)方面〔一〕除垢效果清洗碳酸鹽或氧化鐵為主的水垢，除垢面積應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)原水垢覆蓋面積的80%以上；清洗硫酸鹽或硅酸鹽為主的水垢，除垢面積應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)原水垢覆蓋面積的60%以上規(guī)那么中“除垢面積〞的含義是：原來(lái)被水垢覆蓋的部位，清洗除垢后露出金屬外表的面積。清洗除垢效果一般根據(jù)鍋內(nèi)可見(jiàn)部位清洗前后金屬外表狀況的比較以及除垢程度作大概的估算。對(duì)于水管鍋爐，由于主要受熱面是難以直接觀察到的水冷壁，當(dāng)可見(jiàn)部位難以確定除垢效果時(shí)，可以通過(guò)割取水冷壁管來(lái)檢查確認(rèn)。1/14/2024116整理課件水垢類型的鑒別按照附表1的方法定性，必要時(shí)可通過(guò)定量分析確定。當(dāng)水垢中主要成分為碳酸鹽或者氧化鐵，即使其中含有硫酸鹽和硅酸鹽垢，除垢面積也應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)原水垢覆蓋面積的80%以上。只有當(dāng)水垢主要成分為硫酸鹽或者硅酸鹽時(shí)，除垢面積到達(dá)原水垢覆蓋面積的60%以上可以評(píng)定為合格。受熱面上殘留的水垢，應(yīng)該作進(jìn)一步的人工清理。工業(yè)鍋爐除垢效果以除垢面積來(lái)評(píng)定，對(duì)于結(jié)垢嚴(yán)重的鍋爐，尤其是結(jié)生硅酸鹽或硫酸鹽水垢的，要到達(dá)60%以上除垢面積也不容易，因此對(duì)于難除水垢應(yīng)盡量先轉(zhuǎn)型。當(dāng)除垢效率偏低，或者除垢率雖已達(dá)標(biāo)，但主要受熱面仍殘留較多水垢時(shí)，需要進(jìn)一步采取人工清理。對(duì)于很難去除的殘垢需采取鍋內(nèi)加藥處理，運(yùn)行一定時(shí)間后應(yīng)再次翻開(kāi)清理，防止繼續(xù)脫落的水垢堆積后，造成鼓包或爆管的事故。1/14/2024117整理課件〔二〕腐蝕速度和腐蝕量用腐蝕指示片測(cè)定的金屬腐蝕速度應(yīng)當(dāng)小于6g/〔m2·h〕,腐蝕量不大于80g/m2。對(duì)腐蝕控制的規(guī)定與原規(guī)那么有所不同。考慮到不少工業(yè)鍋爐由于結(jié)垢較嚴(yán)重，往往需要較長(zhǎng)的酸洗時(shí)間才能到達(dá)良好的除垢效果，因此在保證鍋爐平安運(yùn)行前提下，適當(dāng)放寬了腐蝕量的控制。與原規(guī)那么相比，腐蝕速度和腐蝕量的規(guī)定去掉了“平均〞二字，即腐蝕指示片的最大腐蝕速度和腐蝕量不應(yīng)超過(guò)控制值。1/14/2024118整理課件〔三〕鈍化膜金屬外表形成較好的鈍化保護(hù)膜，不出現(xiàn)明顯的二次浮銹，無(wú)點(diǎn)蝕。工業(yè)鍋爐清洗受清洗本錢(qián)和時(shí)間等條件限制，鈍化前大多不作漂洗，難于形成完整良好的鈍化膜。要求形成較好的鈍化膜更具可操作性。由于工業(yè)鍋爐運(yùn)行時(shí)，鍋水需要保持一定的堿度，在一定程度上也能夠起到鈍化的作用，因此酸洗后如果鍋爐馬上投入運(yùn)行，對(duì)鈍化膜的要求不需過(guò)于苛求。一般鍋爐金屬外表根本形成鈍化膜，且在竣工驗(yàn)收時(shí)未出現(xiàn)明顯的浮銹，可視為合格。如果清洗后鍋爐不能很快投入運(yùn)行，那么應(yīng)當(dāng)從嚴(yán)控制鈍化膜質(zhì)量，并且采用適當(dāng)?shù)耐t保護(hù)措施，確保鍋爐停用期間不發(fā)生明顯的銹蝕。1/14/2024119整理課件第十七條

清洗后鍋內(nèi)殘留垢渣的清理

清洗單位應(yīng)該采取有效措施，去除鍋內(nèi)酸洗后已松動(dòng)或者脫落的殘留垢渣，疏通受熱面管子。酸洗后的殘垢往往已有所松動(dòng)，如果不加清理，當(dāng)鍋爐投入運(yùn)行后，有的殘垢會(huì)逐漸脫落下來(lái)，就有可能堵塞爐管，或者在鍋筒底部堆積，容易造成爆管、鼓包等鍋爐事故。如果除垢質(zhì)量不合格，或者清洗硫酸鹽和硅酸鹽水垢，雖然除垢質(zhì)量合格，但是受熱面上仍然留有較多殘垢，應(yīng)該采取清理補(bǔ)救措施。酸洗退酸后，一般不允許再次進(jìn)酸清洗，對(duì)于殘留