第13章 水處理

1、第13章 冷熱源水處理系統(tǒng) 13.1 水中的雜質(zhì)和水質(zhì)指標(biāo) 一、水中的雜質(zhì)及其危害性 按其顆粒大小可分成三類(lèi)： 懸浮物；懸浮物是指水流動(dòng)時(shí)呈懸浮狀態(tài)存在； 10-4mm，濾紙可分離 膠體；10-610-4mm 離子和分子，即溶解物質(zhì)。主要是鈣、鎂、鉀、鈉等鹽類(lèi)和一些溶解氣體 危害性 懸浮物和膠體雜質(zhì)在水廠(chǎng)里通過(guò)混凝和過(guò)濾處理后大部分被清除。 溶解鹽類(lèi)：一部分成為懸游雜質(zhì)水渣，另一部分形成水垢。 危害性 水垢降低效率。1mm厚的水垢，就要多消耗煤2%3%左右。 受熱面的壁溫大為增高，金屬的過(guò)熱，導(dǎo)致管壁起泡或出現(xiàn)裂縫。 水管內(nèi)壁結(jié)垢后，流通截面減小，阻力增大，影響工作；嚴(yán)重時(shí)堵塞水管，導(dǎo)致燒管。

2、 消除水垢耗費(fèi)較大的人力、物力；使受熱面受到損傷，降低鍋爐使用壽命。 水不斷蒸發(fā)，蒸發(fā)面形成汽水共騰現(xiàn)象。嚴(yán)重影響蒸汽品質(zhì)；過(guò)熱器管壁溫度增高，以致燒損。 溶氧和二氧化碳會(huì)對(duì)受熱面產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。 電化學(xué)腐蝕作用。二、水質(zhì)指標(biāo) 1懸浮固形物 (mg/L) 2溶解固形物 3硬度(H)：硬度是指溶解于水中能形成水垢的物質(zhì)鈣、鎂離子的含量。 把水中鈣(Ca2+)、鎂（Mg2+)離子的總含量稱(chēng)為總硬度(H)， 總硬度=暫硬+永硬=碳酸鹽硬度+非碳酸鹽硬度 H=HT+HFT 硬度 暫時(shí)硬度Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2Mg(HCO3)2=MgCO3+H2O+CO2MgCO3+H2O=Mg(

3、OH)3+CO2 永久硬度：Mg/CaCl2 、CaSO4 堿度 4堿度(A)：是指水中含有能接受氫離子根物質(zhì)的量。 0H- 、弱酸鹽類(lèi) a)水中不可能同時(shí)存在氫氧根堿度和重碳酸鹽堿度，因?yàn)槎邥?huì)起反應(yīng)，即 OH-+HCO3-CO3-+H2O b)水中暫時(shí)硬度屬于水中的堿度。 c)當(dāng)水中含有鈉鹽堿度時(shí)，應(yīng)不會(huì)存在永硬，因?yàn)槎邥?huì)起反應(yīng)，如Na2CO3+CaSO4=CaCO3+NaSO4所以鈉鹽堿度被稱(chēng)之為“負(fù)硬”。 5相對(duì)堿度：它指鍋水中游離的Na0H和溶解固形物含量之比值。所謂游離Na0H是指水中氫氧根堿度折算成NaOH的含量。 6pH值：一般是表示水的酸堿性指標(biāo)。 7溶解氧(O2) 水質(zhì)指

4、標(biāo) 鍋內(nèi)加藥處理的鍋爐水質(zhì)指標(biāo) 表13-2 蒸汽鍋爐鍋外化學(xué)水處理的水質(zhì)指標(biāo) 表13-3 熱水鍋爐的水質(zhì)指標(biāo) 表13-4 13.2 離子交換原理 為了除去水中離子狀態(tài)的雜質(zhì)，廣泛采用離子交換法。 交換劑的種類(lèi)很多，最常用合成樹(shù)脂。 一、鈉離子交換原理 與原水中碳酸鹽硬度作用時(shí)： 2NaR+Ca(HCO3)2=CaR2+2NaHCO3 2NaR+Mg(HC03)2=MgR2+2NaHCO3 與非碳酸鹽硬度作用時(shí)： 2NaR+CaS04=CaR2+Na2SO42NaR+CaC12=CaR2+2NaC12NaR+MgSO4=MgR2+Na2SO4 2NaR+MgC12=MgR2+2NaCl NOTE

5、S 1經(jīng)鈉離子交換后，水中的鈣、鎂鹽類(lèi)都變成了鈉鹽，因此，除去了水中的硬度。 2原水中的重碳酸鹽堿度(暫時(shí)硬度)均轉(zhuǎn)變?yōu)殁c鹽堿度(NaHC03)，所以，鈉離子交換只能軟化水，但不能除堿，即經(jīng)鈉離子交換前后水的堿度保持不變。這是鈉離子交換法最主要的缺點(diǎn)。 3由于Na2+的當(dāng)量值要比Ca2+、Mg2+的當(dāng)量值大，故經(jīng)鈉離子交換后，水中含鹽量稍有增加。 離子交換劑還原 失效后的鈉離子交換劑要用濃度為5%8%的食鹽(NaC1)溶液進(jìn)行還原(或稱(chēng)再生),即再用 Na+把交換劑中的Ca2+、Mg2+置換出來(lái)。 CaR2+2NaCl=2NaR+CaC12 MgR2+2NaCl=2NaR+MgCl2 13.3

6、 離子交換設(shè)備 一、固定床鈉離子交換設(shè)備及其運(yùn)行 固定床離子交換，是指運(yùn)行中離子交換劑層是固定不動(dòng)的，通常是使原水由上而下不斷地通過(guò)交換劑層，完成反應(yīng)過(guò)程。 固定床鈉離子交換按其再生運(yùn)行的方式不同，可分為 順流再生 逆流再生 H2ONaClH2ONaCl順流再生 優(yōu)點(diǎn)是裝置簡(jiǎn)單和操作方便，但缺點(diǎn)是再生效果不理想。增大鹽液的耗量 逆流再生離子交換具有出水質(zhì)量高，鹽耗低等明顯的優(yōu)越性，所以正日益被廣泛地采用。 圖13-1 逆流再生離子交換器示意 1-空氣管 2-進(jìn)水管 3-中間排水（排再生液）裝置 4-出水管 5-進(jìn)再生液管 6-正洗出水管 7-壓層樹(shù)脂 1234563陽(yáng)離子交換樹(shù)脂石英砂22 5

7、 mm操作步驟操作步驟 1)小反洗 在失效并停止運(yùn)行后。小反洗水速在12m/h以下 2)排水 放掉中間排水裝置上部的水； 3)頂壓 壓縮空氣頂壓，以防止亂層； 4)進(jìn)再生液 頂壓，56m/h，無(wú)頂壓時(shí)，就低流速送再生液； 5)逆流沖洗 當(dāng)再生液進(jìn)完后，56m/h；時(shí)間為3040min。無(wú)頂壓時(shí)，低流速； 6)小正洗 以清洗壓實(shí)層及上部的再生液。10min左右。 7)正洗 1520m/h，直至出水符合標(biāo)準(zhǔn)。三、自動(dòng)離子交換水處理設(shè)備 2200(2700)排污口D N 3 2溶鹽水進(jìn)水口D N 3 2 法蘭125010301090鹽箱鹽箱排污口DN32100交換柱A3328(3500)500置換水

8、進(jìn)口D N 3 2 法蘭140120控制器集成閥軟水取樣口交換柱A1000500261(295)D21755(2200)排水溝218(300)400D113.4 其它水處理方法簡(jiǎn)述 一、鍋內(nèi)鈉鹽水處理 二、物理水處理 三、電子水處理器三、電子水處理器電子水處理器電子水處理器電子水處理器電子水處理器電子水處理器電子水處理器13.5 水的除氣 從氣體溶解定律(亨利定律)可知，任何氣體在水中的溶解度是與此氣體在水界面上的分壓力成正比的。在敞開(kāi)的設(shè)備中將水加熱，水溫升高，會(huì)使氣水界面上的水蒸汽分壓力增大，其它氣體的分壓力降低，致使其他氣體在水中的溶解度減小。當(dāng)水溫達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)，此時(shí)水界面上的水蒸汽壓力和外界壓力相等，其它氣體的分壓力都趨于零，水就不再具有溶解氣體的能力。 熱力除氧器 5922413681176除氧水2排氣凝結(jié)水排氣含氧水35蒸汽1413.6 鍋爐的排污系統(tǒng)及排污量計(jì)算 一、排污量計(jì)算 (D+Dps)Ags=DpsAg+DAq D鍋爐的蒸發(fā)量，t/h；Dps鍋爐的排污水量，t/h； Ag鍋水允許的堿度，mmol/L；