行业新闻 NEWS
更多 >>技术文章 ARTICLE
更多 >>企业动态
联系我们
GO 》
电话:010-57263783
传真:010-82463361
手机:13521062863
联系人:李先生
网址:http://www.byjk.cn
邮箱:bjbyjk@bjbyjk.com
邮编:100096
地址:北京市昌平区西三旗北京轮胎厂
工厂:北京市昌平区小沙河工业园B1区
公司新闻 NEWS
锅炉系统高温蒸汽凝结水铁离子或蒸汽冷凝水中氧气工艺主要有以下几种
来源: 北京莱金源水处理*有限公司
锅炉系统高温蒸汽凝结水铁离子或蒸汽冷凝水中氧气工艺主要有以下几种
高温蒸汽凝结水铁离子通常来源于氧腐蚀或弱酸性腐蚀。
*、高温蒸汽凝结水铁离子来源于氧腐蚀:
1、高温蒸汽凝结水铁离子或蒸汽冷凝水中氧气的来源
高温蒸汽凝结水铁离子或蒸汽冷凝水中氧气通常有两种来源。*种是锅炉给水系统无除氧器或除氧器效率不高。
另*种是高温蒸汽凝结水回收系统大部分为开式回收系统,高温蒸汽凝结水箱有呼吸孔直通大气;当水箱液位上升时,水箱内的气体排入大气,当水箱液位下降时,水箱外的的气体进入水箱内,由于水箱内的气体中氧的浓度与水箱外空气中氧的浓度存在较大的浓度压力差,随着冷凝水箱的呼吸,大气中氧气源源不断进入高温蒸汽凝结水箱。
2、高温蒸汽凝结水氧腐蚀的机理
锅炉换热系统设备及管网、高温蒸汽凝结水的输送管道大都是钢制管材,其腐蚀产物是铁的氧化物,
高温蒸汽凝结水中铁的化学组成实际上并不像其化学式那么简单,通常是各种含水氧化铁的混合物,受污染的高温蒸汽凝结水的颜色通常是红褐色,受腐蚀严重度的影响,高温蒸汽凝结水腐蚀越严重,颜色越深,颜色从看起来纯净到发黄、发红、血红、红褐色、酱油色。
3、锅炉高温蒸汽凝结水换热系统设备及管网氧腐蚀的特征
高温蒸汽凝结水的氧腐蚀属于溃疡腐蚀,腐蚀发生后在金属的表面形成*个个鼓包,直径从1mm~30mm不等,鼓包的表面是黄褐色到砖红色,由上述的各种氧腐蚀产物组成,去除这些腐蚀产物后,金属的表面是*个个腐蚀坑。高温蒸汽凝结水氧腐蚀*旦形成,就很难阻止腐蚀过程的继续。
4、高温蒸汽凝结水氧腐蚀的影响因素
氧腐蚀的影响因素很多,影响高温蒸汽凝结水氧腐蚀的因素主要有:PH值、溶解氧浓度、水流速、温度等:
PH值:PH值越小,腐蚀速度越快。
氧浓度:高温蒸汽凝结水中O2的浓度越大,氧腐蚀的速度越大。
温度:温度越高,氧腐蚀的速度越快。当温度升高时氧的扩散速度快,氧腐蚀的速度同步也加快。
水流速度:水流速度越大,水中各物质的扩散速度加大,氧气扩散到金属表面的速度增加,从而加快氧腐蚀。
二、高温蒸汽凝结水的弱酸性腐蚀
在低压工业锅炉中,软化*是通常是通过钠离子交换树脂的作用,将水中的钙镁离子用钠离子取代,将锅炉给水软化。但水中的碳酸氢盐(HCO3-)没有去除。当温度升高时,水中的HCO3-分解成CO2,CO2气体随高温水蒸汽在冷凝回收管线中再*溶解在水中,导致冷凝水的PH值下降,呈弱酸性,而酸性冷凝水是导致冷凝回水铁离子超标的主要因素。CO2弱酸性腐蚀能造成锅炉换热系统设备及高温蒸汽凝结水管网壁均匀变薄,从而导致高温蒸汽凝结水铁超标。
1、高温蒸汽凝结水铁离子或蒸汽冷凝水中二氧化碳的来源
高温蒸汽凝结水中的二氧化碳主要来源于蒸汽,蒸汽中的二氧化碳气体的主要来源是蒸汽锅炉补给水中游离二氧化碳和碳酸盐类在炉内受热分解。
2、高温蒸汽凝结水弱酸性腐蚀的机理
二氧化碳进入冷凝水后形成碳酸(H2CO3)。H2CO3是*种弱酸,在水中电离的H+不多。但冷凝水是比较纯净的水,含盐量小,缓冲性差,即使像H2CO3这样的弱酸也会使PH值有较大的下降。当纯水中二氧化碳为1mg/L时,纯水的PH值由7.0降至5.5。同时随着H+在腐蚀中不断消耗式(2-7)的电离平衡被打破,反应向右进行,不断电离出H+供腐蚀反应使用,直至H2CO3消耗完毕。二氧化碳腐蚀的阳*反应和阴*反应方程式如下: 二氧化碳腐蚀的腐蚀产物是易溶的,不会沉积在金属表面,所以二氧化碳腐蚀是均匀腐蚀,其腐蚀的特点就是锅炉换热系统设备及高温蒸汽凝结水管网壁均匀变薄。
二氧化碳不仅对钢质换热系统设备及高温蒸汽凝结水管网壁产生腐蚀,同时对金属铜也会产生腐蚀,当只有二氧化碳时,会对铜管产生脱锌腐蚀;当二氧化碳和氧同时存在时,对铜管中的金属铜也会产生腐蚀,其腐蚀产物是易溶的Cu2+。由于铜的热阻小,换热器的换热管束*般采用铜管,二氧化碳对铜管的腐蚀主要发生在高温蒸汽凝结水(疏水)液面上方的铜管表面,有实验表明:当热交换器中进汽中的二氧化碳浓度为8mg/L时,疏水上方的铜管水膜中二氧化碳的含量为500~600mg/L。
3、高温蒸汽凝结水铁离子的危害
高温蒸汽凝结水的铁离子同二价金属钙镁离子*样在锅炉中堆积成垢,形成的氧化铁水垢,不仅会引起垢下腐蚀发生,而且氧化铁水垢让炉管的传热效率大幅降低,传热效率降幅有400-500倍之多,氧化铁水垢聚集在炉管内会引起爆管危险,对锅炉安全运行形成较大的隐患。
八种蒸汽冷凝水除铁方法比较
氧化铁水垢传热效率是钢的五百分之*,不仅增加能耗而且会引起爆管危险
当前,国内蒸汽冷凝水除铁离子*般有两种方式,即*种是物理设备除铁离子,另*种是化学药剂除铁离子。
设备除铁离子就是在冷凝水回收的末端进设备除去铁离子,设备除铁离子适用于任何工况,能解决进水安全达标进锅炉,适用于各种用汽场合,但是不能控制用汽设备及回收管网的腐蚀, 用汽设备及回收管网的腐蚀还是在持续进行,冷凝水中因腐蚀铁离子来源*直存在,且设备除铁离子滤料需要定期更换,属治标补治本。
化学药剂除铁主要针对间接换热的用汽的场合,药剂会对整个回收系统以及换热器进行整体的覆膜保护,杜绝氧和CO2对系统设备和管网地腐蚀,从而彻底解决高温蒸汽冷凝水中的铁离子来源,使系统设备和管网不会受到腐蚀穿孔泄漏等影响。化学药剂除铁只适合蒸汽间接换热场合,需要蒸汽直接参与*工艺的地方和对蒸汽品质要求高的地方化学药剂除铁不适用,例如:需要蒸汽参与蒸煮的食品和药品行业。化学药剂除铁长期综合效益好,实现除防并举,彻底实现标本兼治。
化学药剂除铁和设备过滤除铁两种方式,具体采用那种方法要根据企业*工艺和*实施的目的要求结合选择。
当前高温蒸汽凝结水除铁离子工艺主要有以下八种:
*种高温蒸汽凝结水除铁离子工艺——常规的除铁过滤器
常规的除铁过滤器大多采用锰砂或石英砂作为除铁的滤料,做成的储罐式的除铁过滤器,水通过锰砂或石英砂滤料过滤掉铁,锰砂或石英砂过滤*,在温度高时,会释放出少量的硬度杂质,使处理后的水硬度超过锅炉给水标准,不能直接进入锅炉,只适用于地下水和对水质要求低的处理项目中,不适用于高温冷凝水的处理。如果用于高温水处理,需要先将水温降低到40-50摄氏度,超过此40摄氏度温度会再*析出硬度,然后在过滤后,再经过离子交换或阳离子树脂处理,去除硬度。此*虽然条件限制多,但是成本低,目前各地的*些规模较小的企业还在使用,因为浪费了大量的热量,使用范围小。
第二种高温蒸汽凝结水除铁离子工艺——高温阴阳树脂交换
阴阳树脂交换高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺就是:在中高压锅炉中,采用耐高温的阴阳树脂,高温冷凝水在回用前,先过树脂床,将铁离子或水中残留的硬度去除。这种方法在铁离子浓度高时,含量长期高于0.05ppm就会造成树脂铁中毒,中毒后的树脂不能恢复功能。设备投资高,处理费用也高,特别不适合在低压锅炉处理中采用。其树脂对温度的要求也高,不能高于60度。树脂膜是比较成熟的*,但是因为需要控温过滤,并且长时间处于高限值温度对膜的损害很大,并非经济持久的除铁方式。
第三种高温蒸汽凝结水除铁离子工艺——活性炭复合双层膜法
活性炭复合双层膜法主要工艺原理是:利用双层复合膜过滤凝结水,同时除去凝结水中的微量的铁,达到精细处理的目的。复合膜的主要成分为木质纤维素和活性炭,两种物质与水配制成*定比例的溶液后,由敷膜泵在过滤器中循环,*终在多孔管件滤元上形成复合膜。正常运行,凝结水经过复合膜过滤层时,通过机械阻留、吸附、重叠、架桥等过程,将凝结水中的杂质进行去除,随着膜吸附的杂质逐渐增多,滤料被压实、污染,膜两侧的压降逐渐增大,出水量下降。当压降达到*定值时,停止运行,进行曝膜,去除多孔滤元上的失效滤料,重新铺膜后继续运行。铺、曝膜周期根据待处理的凝结水的水质确定,水质较差铺、曝膜周期就较短,正常情况下,铺曝膜周期为 5-7 天。 整个处理过程需要通过程序控制完成,当铁离子≥0.5ppm, 设备不能正常工作。在低压锅炉中,铁离子含量常常≥1ppm。采用该工艺,每小时回收 50 吨凝结水的设备总投资在 170-250 万元之间,处理成本为 0.2-0.3元/吨凝结水。与其它工艺相比该工艺的特点是:处理较为洁净的凝结水时,成本较低,如出现凝结水大量带油时较短时间内即须重新曝膜,增加处理成本,设备总投资较大。活性炭复合双层膜法使用厂家有:青岛石化、燕山石化等。
第四种高温蒸汽凝结水除铁离子工艺——粉末树脂除铁法:
凝结水粉末树脂除铁工艺,采用粉末树脂覆盖多孔过滤元除去凝结水中铁离子。粉末树脂覆盖除铁原理和运行过程与过滤介质吸附法覆盖原理相似,不同的是采用粉末树脂覆盖在多孔过滤元上,运行过程需要铺膜曝膜,曝膜周期为 15 天。采用该工艺,每小时回收 50 吨凝结水的设备总投资在 400-500 万元之间,处理成本为 0.3 元/吨凝结水左右。与其它工艺相比该工艺特点是**、设备投资大,凝结水处理成本高。目前该工艺在国外有较多应用案例,国内使用的厂家有兰州石化。