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蒸汽锅炉冷凝水处理方式、凝结水精处理系统设计


蒸汽冷凝水处理又称凝结水处理或凝结水精处理,是指供热的蒸汽锅炉向热用户供应的蒸汽在做完功或传递热量后冷凝成水,此即凝结水,该凝结水含量盐量很少,又有温度,若将其随便排放掉是很大的水资源浪费,但往往因为热用户的污染及输送管路的腐蚀,水中又增加一些杂质,如金属腐蚀产物(铁锈)、油等,要回收利用凝结水,要对它进行适当处理。

凝结水处理的目的主要有两个:去除水中金属腐蚀产物和微量溶解盐。相应的处理方法是过滤处理和离子交换处理。

凝结水过滤处理的目的是去除凝结水中金属腐蚀产物,主要是铁的氧化物(Fe3O4、Fe2O3)及铜的氧化物(CuO、Cu2O),有时还包括镍的氧化物和胶体硅。

1.凝结水中金属腐蚀产物的来源和性状

(1)凝结水中金属腐蚀产物的来源

锅炉产生的蒸汽是非常纯净的,凝结成水时,水中含盐量也非常少,这种纯净的水其pH缓冲行也非常低,若外界有少量的其他物质混入,将使其pH急剧波动,在工业上常见的其他物质是CO2。进锅炉的水往往含有少量碳酸氢根,它进入锅炉后受热发生分解。

产生的CO2会随着蒸汽一起送出,在蒸汽凝结成水后,部分CO2溶解在水中,产生H2CO3,使凝结水pH急剧下降,严重时,生产返回水的pH有5~6。

(2)凝结水中金属腐蚀产物的形态

凝结水中金属腐蚀产物主要是铁的氧化物,此外还有少量铜的氧化物,这主要是因为凝结水接触的绝大部分是钢制设备及管道,铜的氧化物则来自热交接触器中的铜管和铜制阀门芯部件。除此之外,某些特殊的场合还有少量镍的化合物。

2。凝结水中金属腐蚀产物的去除方法

通常,可用过滤方法去除凝结水中的金属氧化物,常用的过滤器有覆盖过滤器和电磁过滤器;用离子交换法去除凝结水中的离子态杂质,通常设备有高速混合离子交换器等。

(1)覆盖过滤器

如覆盖过滤器在滤元上涂一层纸粉作为滤层,起过滤作用,它可以很有效地滤除水中微米级以上的颗粒,去除凝结水中金属腐蚀产物可达80%~90%,但设备占地面积大,操作复杂,运行费用高,还有纸粉有漏于水中的可能。

(2)管式微孔过滤器

管式微孔过滤器是近年来开始采用的一种精密过滤设备,用在凝结水处理中的过滤精度为1~20um。管式微孔过滤器也是一种钢制压力容器,内装滤元,滤元由多个蜂房式管状滤芯组成。

(3)电磁过滤器

电磁过滤器是在励磁线圈中通以直流电,产生磁场,借助该磁场将过滤器填料(导磁基体)层磁化,当水通过填料层时,水中磁性物质会被吸引附着在填料表面,。达到水的净化目的。

(4)氢型阳离子交换器和阳离子床

离子交换树脂颗粒很小(0.3~1.2mm),可以起到很好的过滤作用,这主要是利用氢型阳离子交换器中阳树脂对凝结水进行过滤。它在凝结水过滤处理的应用中游两种形式:

①单独在氢型阳床形式来过滤处理凝结水;

②在凝结水除盐用的混床上面再加一层氢型阳树脂起过滤作用,又称为阳层混床。

氢型阳床中阳树脂层高可选用600~1000mm,运行流速高可达90~120m/h,以便与除盐用混床相配制。它对凝结水中铁的去除率可达80%,树脂对水中铁的截留量约1.7g/L(树脂)。氢型阳床中阳树脂是以R-H形式进行运行,它在起过滤作用滤除水中颗粒物质的同时,又可对水中阳离子(Na+、NH4+)进行交换,所以它可以使水中Na+浓度降低,还可以去除凝结水中的NH4+

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