锅炉水处理与凝结水再利用浅析_张秀芬

2009年12月(下)锅炉的水处理是在锅炉应用中一个至关重要的因素。一般来说，锅炉水处理包括锅炉外水处理、锅炉内加药处理和回水处理。锅炉外水处理的目的是保证补给锅炉合格的软化水。锅炉的水处理可以最大的程度帮助锅炉的防腐、增大安全、提高使用寿命。由于笔者的工作单位，本文首先对一般的锅炉水处理里一些问题进行探讨，另外重点的论述一下关于锅炉凝结水利用的问题。之所以重点研究锅炉凝结再利用这个问题，是因为其存在的巨大环境、经济因素考虑的，在后面的内容中对这个原因也会进行详细的分析。1锅炉结垢和离子交换法1.1锅炉的结垢及离子交换法锅炉水处理中一个至关重要的环节就是防止锅炉的结垢。这是因为锅炉的结垢不仅会影响其使用寿命浪费能源，甚至产生锅炉爆管爆炸事故。所以防止锅炉结垢是锅炉水处理一个最基本和重要的问题，这个问题并不新鲜，有关的方法人们也研究了很多。但是这里笔者仍然需要就这个基本而重要的问题展开探讨，后面分析具体的原因。为了防止或者延缓锅炉的结垢，在锅炉水处理中钠离子交换法是目前采用最多的方法。Na离子交换的原理是这样的。通过交换，把离子交换剂活性基团中的H+、Na+等阳离子与水中的硬度成分Ca2+,Mg2+等进行离子交换，这样就达到了硬水变软水的目标。钠离子交换软化处理的交换过程，可以用下式表示Ca2++2RNa=R2Ca+2Na+Mg2++2Rna=R2Mg+2Na+水通过钠离子交换器后，水中的Ca2+、Mg2+被置换成Na+，水通过一级交换后残余硬度一般小于0.03mmo1/L。在通过这种离子交换技术处理后水得到了软化达到了防止锅炉结生水垢的目的。当然钠离子交换树脂在处理后会失效，必须再一次处理才能使其恢复软化能力，这里一般应用8%左右的工业盐水进行交换树脂的再生处理。再生过程的反应如下：R2Ca+2NaCl2=2RNa+CaCl2R2Mg+2NaCl2=2RNa+MgCl21.2离子交换法的不足与对策离子交换法虽然效果很好，但是它并不符合党中央提出的和谐发展这个科学的发展观。一个重要的原因就是：它必须排放再生废液。这个再生废盐水的问题是比较严重的，它会使得淡水咸化，所以这个方法已经受到了一些发达国家的政策限制。虽然从传统眼光来看，在制备软化水的盐液制备系统排污、反洗水排污、再生废盐水排污、冲洗水排污一般被视作正常的和没有危害的。但是当前世界尤其是我国的淡水资源不断面临着枯竭的风险，水环境污染也越发的严重，这些废水的排放不仅浪费了大量的淡水资源，而且有使淡水咸化的危险。为了保护人类赖以生存的环境，研究开发无污染的绿色锅炉水处理技术势在必行。为了解决离子交换法的不足，一个重要的发展趋势是防腐阻垢剂法。实际上在离子交换法出现以前，锅内水处理技术已得到广泛应用。在离子交换法问世之后，锅内加药法与其配合使用，获得了更快发展。在发达国家，广泛采用离子交换一锅内加药法，也可以单独采用锅内加药法，象我国这样单独采用离子交换法的锅炉已非常少见，这可能是我国锅炉寿命较短的主要原因。锅炉水处理剂的种类很多，作用也不尽相同，这里就不赘述了。具体的应用中可根据锅炉结构和水质特点，灵活运用。另外一个好方法是膜分离技术。这是一项新兴的高效分离技术，它具有物质不发生相变，分离系数大，在常温下进行，适用范围广及装置简单，操作容易等特点，越来越受到广泛的应用。2关于凝结水的再利用2.1凝结水再利用的价值这里为什么要把锅炉凝结水的再利用作为一个重要问题呢？这也是为了节省水资源、减少环境的污染来考虑的。锅炉是耗水大户。我国工业蒸汽锅炉的用水量定额是吨蒸汽1.5~1.7立方米，实际运行水平是1.4~1.8立方米。这些数据稍高于发达国家，低于发展中国家。我国工业蒸汽锅炉产汽量约150万吨／小时，按用水量定额计，年耗水量197亿~223亿吨。这些水除了少量直接使用，大部分都排放到环境，有可能引起淡水咸化、腐蚀产物污染和热污染。如果能将凝结水回收，可以产生很好的经济效益和社会效益。2.2凝结水中的杂质与去除凝结水由蒸汽凝结而成，水质应该是很纯的，但实际上这些凝结水往往由于下列原因而有一定程度的污染：1）凝汽器的泄露可使冷却水中的悬浮物和盐类进入凝结水中；2）在凝结水系统及疏水系统中，设备和管路的金属腐蚀产物污染了凝结水；3）由于热用户的热网交换器不严密，有生水或被加热介质漏入加热蒸汽的凝结水中；4）使用蒸汽的企业在生产过程中污染了加热用蒸汽；5）此外，返回凝结水在收集、贮存和返回的路程中，也会带进大量的金属腐蚀产物。1）去油。水中油类有机物的去除方法有：物理处理法、化学处理法和生物处理法。常见的有盐析法、凝聚法、气浮法、粗粒化法、膜分离法、吸附法和生物法。锅炉蒸汽凝结水中油类有机污染物的去除适合采用诸如：气浮法、过滤法、氧化法、吸附法和膜分离法等物理方法。2）去铁。铁在水中以三