工业炉窑新技术六.pptx

第第9章章 工业炉窑水处理新工艺工业炉窑水处理新工艺新技术新技术 水中杂质自然界中没有绝对纯净的天然水，其中必含有一定杂质，这些杂质主要按下列三种形式存在。粗分散杂质：主要是粘土、砂粒、植物遗体或油。其颗粒大小为0.1m以上，大的可用肉眼分辨出来，小的可用显微镜看到。当水静止时大颗粒可自行下沉，小颗粒悬浮于水中，成为“悬浮物”。在水中分布不均匀。胶体物质:在水中呈很小的微粒，颗粒大小在0.1-0.001m之间，是很多分子集合成的“胶体”。主要是元素铁、铝、硅、铬等的化合物及一些有机物，在水中分布比粗分散杂质均匀些，不会自行沉淀较为稳定。真溶液物质:颗粒大小在0.001m以下，主要是可溶于水而成为阳离子和阴离子的“电解质”，它们是钙、镁、钾、钠等盐类，金属原子都形成阳离子，而酸根都形成阴离子。此外还有一些溶解气体，有时还有一些溶于水的有机物是非电解质。在水中分布均匀，极稳定。锅炉和炉窑的水处理热水锅炉和蒸汽锅炉的工质都是水。但由于供热、采暖所需工质的温度、压力较低，往往被人们忽视水处理的重要性，实际上水质的规范化处理关系到锅炉的安全运行和经济性。若用水不处理或处理不当，会引起锅炉结垢、腐蚀，导致锅炉寿命的降低和浪费燃料，甚至产生锅炉爆炸的恶性事故，破坏正常生产秩序和造成重大损失。自然界的水都含有各种杂质和气体，在锅炉加热过程中杂质就会析出生成沉淀物，沉淀物分成两种形态，一种是粘结在管壁和锅筒上，形成水垢；另一种是悬浮在炉水中形成松软的水渣。水垢的形成危害极大，大致有以下几方面:浪费燃料受热面损坏锅炉出力降低降低锅炉寿命由于水垢会造成燃料耗量的增加和锅炉的损坏等危害，因此，采用适当的水处理，以降低水中的硬度、碱度和盐度，阻止水垢的形成是必须的。并根据不同型式、不同规格的锅炉选择不同形式的水处理。因为水处理选择不当也会影响蒸汽和热水的品质。另外，水的除氧也是水处理的一种。气体在水中的溶解度与水温有关，在一定压力下，水温提高会降低气体在水中的溶解度，当水加热到沸点时，气体溶解度为零，此时水中不再溶有气体。如果水中析出氧气就会腐蚀受热面，蒸汽锅炉中经济器容易被氧化腐蚀就是这个原因。因此，无论热水锅炉或蒸汽锅炉都希望配有除氧装置。锅炉和炉窑的安全和经济地运行，必须对补给水和炉水进行必要的处理，其处理方法锅内加药处理锅内加药处理方法简便，主要适合于小型锅炉。它是利用加入锅内的药剂与形成水垢的盐类起化学作用，生成松散的泥渣沉淀，然后用排污方法除去，以防止在受热面上结垢。这种方法适合于1.5MPa以下的低压锅炉。1.加碱处理 水中结垢物质主要是钙盐和镁盐两大类，它们被称为总硬度。其中非碳酸盐硬度即永久硬度可通过加碱处理(即加纯碱Na2CO3、烧碱NaOH、小苏打NaHCO3等)，它会使给水和炉水在碱性工况下成为碳酸钙CaCO3、碳酸镁MgCO3和氢氧化镁等松软的泥渣，从锅炉的上、下排污口排除。2.加防垢剂 对于低压，小容量，大水容积，设有水冷壁的工业锅炉，为节省水处理设备费用，可以仅仅采用锅内水处理，加防垢剂也是加药软化处理的方法之一。防垢剂由磷酸三纳Na3PO4、烧碱、纯碱和栲胶组成，加入锅炉后，与水中的硬度盐作用，生成泥渣，再通过排污系统除去。栲胶是一类复杂的天然化合物的总称。其组成除主要成分单宁外，还有非单宁和不溶物。单宁是植物体内所含的能将生皮鞣成革的多元酚衍生物，又称植物鞣质 3.加磷酸盐 这种药剂适用于任何压力的锅炉，也可以说可用于高于1.5MPa的锅炉。因为锅炉工作压力高于1.5MPa时，纯碱会分解而产生苛性钠，使炉水碱度过高。此时可采用加磷酸盐的办法。常采用的有磷酸三钠、磷酸氢二钠和六偏磷酸盐等。水中的钙镁离子会与磷酸根离子结合，生成溶解度很小的钙铁酸盐，然后随排污系统排出。一般在炉水中保持一定的磷酸根离子，使硬度盐离子的浓度减少到不能形成水垢的程度。但应注意磷酸根离子也不能太多，否则会降低蒸汽品质，并有形成二次水垢的危险。4.锅内简易水处理（加石墨、橡碗栲胶法）石墨水处理法是用石墨粉加入锅内，由于石墨粉密度较大，沉积在受热面上形成一层极薄的润滑层，能阻止炉水中的硬度盐在受热面上生成新的水垢，同时石墨颗粒悬浮在炉水中能吸附硬度盐类，以泥渣状态沉积到锅炉底部，因此起到了防止结垢的目的。另外，由于石墨的化学性能稳定，不易与水中杂质化合，可长期以石墨状态存在于锅壳内，经过锅水的不断循环，石墨细粉可以进入钢板与老水垢的缝隙中，减少老水垢与金属的附着力，经过一定时间的作用，可使老水垢自行剥落。离子交换水处理钠离子交换原理 水的钠离子交换软化法，就是原水通过钠离子交换剂时，水中的Ca2+、Mg2+被交换剂中的Na+所代替，使易结垢的钙镁化合物转变为不形成水垢的易溶性钠化合物而使水得到软化。钠离子变换剂的分子式用NaR表示，则其反应式如下：由以上反应式可见，通过钠离子交换后的软化水，原水中的碳酸盐硬度变成碳酸氢钠，即水的碱度不变；由于Na+的摩尔质量比1/2 Ca2+和1/2 Mg2+的摩尔质量大，所以软化水的含盐量（与溶解固形物近似相等）比原水略有提高。设备及系统钠离子交换软水设备种类较多，有固定床、浮动床、流动床、移动床等。浮动床、流动床、移动床离子交换设备适用于原水水质稳定，软化水出力变化不大，连续不间断运行。固定床离子交换设备无须上述要求，是工业锅炉房的常用软水设备。固定床离子交换设备按再生方式可分为顺流再生和逆流再生两种。固定床逆流再生与顺流再生相比较具有对原水硬度适应范围大且出水质量好，再生盐耗低，自用水率即水耗低，故被广泛采用。固定床顺流再生离子交换器操作比逆流再生简单，在一定条件下仍有采用。固定床逆流再生离子交换器的再生液一般自下而上流动，再生和置换时离子交换剂不发生紊乱（乱层）是保证逆流再生效果的关键，为此应控制再生液和置换水的流速。钠离子交换软化水系统 钠离子交换软化水系统一般分为单级和双级（即二个单级串联）两种。装有树脂有固定床逆流再生钠离子交换器，进水总硬度一般6.5mmol/l，最高进水总硬度10mmol/l，单级出水即可达到锅炉水质标准的要求(0.03mmol/l)。单级固定床顺流再生钠离子交换器，进水总硬度不宜大于4-5mmol/l。对于原水硬度较高。且对降低原水碱度无要求时，则应考虑采用双级钠离子串联系统。采用双级钠离子交换各级出水的残余硬度可按下列指标控制；第一级交换器出水硬度0.05-0.1mmol/l，第二级交换器出水硬度0.005mmol/l。锅炉的给水除氧锅炉的腐蚀及给水除氧锅炉的腐蚀是电化学腐蚀和化学腐蚀同时存在，以电化学腐蚀为主。对腐蚀的影响来自三个方面：金属成分与表面状态；外界条件（压力与温度、运动速度、热负荷、设备结构等）；溶溶成分及浓度。前两方面与设备及制造关系较大，第三方面与水处理工艺关系密切。溶液成分及浓度的影响中，溶在水中的氧（常称溶解氧），是腐蚀的最重要的因素。因此，给水除氧就成为避免锅炉腐蚀的主要问题。给水除氧的途径气体在液体中的溶解度，除取决于液体温度而外，还与液面上这种气体的分压力有关，后者是反映客观规律的一条物理定律，称为享利定律。所谓分压力，就是在液面上的空间中，如果没有其它气体或蒸汽，仅有这一种气体单独存在时的压力，称为这种气体的分压力。液体温度越高，其中气体的溶解度就越小；液面上的空间中这种气体的分压力越小，这种气体在液体中的溶解度也就越小。氧是很活泼的气体，它能跟很多非金属直接化合，而且能跟大多数金属（金、银、铂等少数金属除外）直接化合。当其与非金属或金属化合以后，形成稳定的氧化物，或生成沉淀。这些氧分物中的氧就不再与金属化合，故实际上起腐蚀作用的，都是水中的溶解氧。从上述氧在水中溶解的特性可知，将水中溶解氧除去的基本途径为：使水加热，减小其在水中的溶解度，水中的氧气就可以逸出。将水面上空间中的氧分子都排除或转变成其它气体（如CO2），氧的分压力为零，水中的氧气就不断逸出。使水中的溶解氧在进入锅炉前就变为与金属或其它药剂的稳定化合物而消耗干净。热力除氧 淋水盘式除氧器主要由除氧头和贮水箱构成，其结构如图所示。含氧的水从除氧头上部进入，经过配水盘和若干层筛状多孔盘，分散成许多股细小的水流，层层向下淋；加热蒸汽从除氧头下部引入，经蒸汽分配器向上穿过淋水层，这样蒸汽与水对流接触，可使水加热至沸，使氧等气体从水中逸出。逸出的氧和其他气体随一些多余的蒸汽通过顶部排汽管排出，而除去氧的水则流人下部贮水箱内。为了保证从水中析出的氧气迅速离去，大气式除氧器一般需维持压力比大气压力高001002MPa左右，在此压力下水的沸腾温度约102105。淋水盘式除氧器结构淋水盘式除氧器结构1除氧头 2余汽冷却器 3多孔盘 4贮水箱 5蒸汽自动调节器 6安全门 7配水盘 8降水管 卜给水泵 10水位自动调节器 11排气阀 12主凝结水管 13高压加热器疏水管 14补给水管化学除氧 化学除氧就是向含有溶解氧的水中投加还原性药剂，使之与氧发生化学反应，以达到除氧的目的。由于加入化学除氧药剂后，锅水溶解固形物的含量将随之增加，锅炉排污量也需增加，因此，一般较少单纯采用化学除氧。通常是在热力除氧的基础上，加少量的化学药剂作补充除氧，工业锅炉常用亚硫酸钠，电站锅炉常用联氨作除氧药剂。水的过滤 工业锅炉房一般使用城镇自来水厂供水或经混凝、沉淀澄清处理后的水，如原水的悬浮物含量不符合锅炉或水处理设备的进水要求，原水应经过滤处理。过滤的分类 按滤材分：粒料过滤、成型滤材过滤、助剂过滤（覆盖过滤）、其它过滤（如活性炭）；按设备结构型式分：压力式（单流、双流）、重力式（快、慢滤池，无阀滤池，虹吸滤池等）。机械过滤器 机械过滤器也称为压力式过滤器是纯水制备前期预处理、水净化系统的重要组成部分材质有钢制衬胶或不锈钢，根据过滤介质的不同分为天然石英砂过滤器、多介质过滤器、活性炭过滤器、锰砂过滤器等，根据进水方式可分为单流式过滤器、双流式过滤器，根据实际情况可联合使用也可以单独使用。机械过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下，使原液通过该介质，去除杂质，从而达到过滤的目的。其内装的填料一般为：石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷、锰砂等，用户可根据实际情况选择使用。机械过滤器主要是利用填料来降低水中浊度，截留除区水中悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯嗅味及部分重金属离子，使给水得到净化的水处理传统方法之一。机械过滤广泛用于水处理过程中，主要用于给水处理除浊，反渗透、以及离子交换软化除盐系统的前级预处理，也可用于地表水、地下水除泥沙。进水浊度要求小于20度，出水浊度可达3度以下。性能特点:1设备造价低廉，运行成本费用低，管理简便 2滤料经过反洗可多次使用，滤料寿命长3过滤效果好，占地面积小机械过滤器的大小根据水量而定，根据用途不同可选择A3钢材质或不锈钢材质或玻璃钢，还要根据给水水质情况和出水水质的要求，可选择单层滤料、双层滤料或多层滤料。第第10章章 工业炉窑噪声污染及其它工业炉窑噪声污染及其它污染治理新工艺新技术污染治理新工艺新技术 凡能产生噪声的振动源称噪声源。按发声机理不同，噪声大致可分为空气动力性噪声、机械性噪声和电磁性噪声三类。空气动力性噪声:是由于空气振动产生的，当气体中存在涡流或气体压力突然发生变化时，因气流扰动而辐射出的噪声机械性噪声:机械设备及其运动部件在运转和能量传递过程中产生振动而辐射出的噪声电磁性噪声:由于铸磁体在交变电磁场作用下发生磁致伸缩引起振动而产生的噪声。噪声危害控制噪声的基本方法是：控制噪声源的发出、进行个人防护和控制噪声的传播，工业锅炉和炉窟常用消声器分类