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            常見的七種冷凝水除鐵方法
            作者:水除鐵    來源:涿州勤誠環保    時間:2020-12-22 14:54:13
              鍋爐蒸汽冷凝水接近蒸餾水,冷凝水的含鹽量遠低于軟化水,重復循環使用可以使鍋水的濃縮過程延長,回收合格的蒸汽冷凝水可以改善鍋爐的運行工況,減少鍋爐排污以及排污熱的損失,提高鍋爐補水的溫度,減少軟化水的生產;與此同時鍋爐蒸汽冷凝水蘊含有大量的熱能,蒸汽冷凝水回收再利用價值為20-30元/噸,年節能效益非?捎^,回收蒸汽冷凝水作為鍋爐補水是鍋爐節水節能的最佳措施,得到了很多企業的重視。
              
              高溫蒸汽冷凝水回收利用有很多好處,但是大部分企業對于冷凝水回收過程因隱性腐蝕造成的鐵超標大多視而不見,往往水質出現了明顯的問題才想起來處理;更有甚者,蒸汽冷凝水出現紅水,鍋爐水出現紅水等問題也不管,就是腐蝕、穿孔、泄漏也沒關系,只要不是爆管等影響鍋爐運行、安全生產營運的事故,企業相關領導就一個態度:小車不到只管推。
              
              筆者親歷北方某煤礦企業鍋爐房4臺15噸蒸汽鍋爐三用一備,,凝水發紅,爐水也發紅不處理,平均每年冬季都有1-2次鍋爐爆管事故發生,鍋爐爆管后企業只采取停爐、割管、焊管等常規維修措施,也不做鍋爐水質處理來徹底解決問題。
              
              高溫蒸汽凝結水鐵離子的來源
              
              高溫蒸汽凝結水鐵離子通常來源于氧腐蝕或弱酸性腐蝕。
              
              一、高溫蒸汽凝結水鐵離子來源于氧腐蝕:
              
              1、高溫蒸汽凝結水鐵離子或蒸汽冷凝水中氧氣的來源
              
              高溫蒸汽凝結水鐵離子或蒸汽冷凝水中氧氣通常有兩種來源。一種是鍋爐給水系統無除氧器或除氧器效率不高。
              
              另一種是高溫蒸汽凝結水回收系統大部分為開式回收系統,高溫蒸汽凝結水箱有呼吸孔直通大氣;當水箱液位上升時,水箱內的氣體排入大氣,當水箱液位下降時,水箱外的的氣體進入水箱內,由于水箱內的氣體中氧的濃度與水箱外空氣中氧的濃度存在較大的濃度壓力差,隨著冷凝水箱的呼吸,大氣中氧氣源源不斷進入高溫蒸汽凝結水箱。
              
              2、高溫蒸汽凝結水氧腐蝕的機理
              
              鍋爐換熱系統設備及管網、高溫蒸汽凝結水的輸送管道大都是鋼制管材,其腐蝕產物是鐵的氧化物,其反應化學方程式如下:
              
              陽極反應:Fe → Fe2+ + 2e
              
              陰極反應:O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
              
              以上反應的產物Fe2+在水中會與相關物質進一步進行反應,其過程如下:
              
              Fe2+ + 2OH- → Fe (OH)2
              
              4Fe (OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe (OH)3
              
              Fe (OH)2 + 2Fe (OH)3 → Fe3O4 + 4H2O
              
              高溫蒸汽凝結水中鐵的化學組成實際上并不像其化學式那么簡單,通常是各種含水氧化鐵的混合物,受污染的高溫蒸汽凝結水的顏色通常是紅褐色,受腐蝕嚴重度的影響,高溫蒸汽凝結水腐蝕越嚴重,顏色越深,顏色從看起來純凈到發黃、發紅、血紅、紅褐色、醬油色。
              
              3、鍋爐高溫蒸汽凝結水換熱系統設備及管網氧腐蝕的特征
              
              高溫蒸汽凝結水的氧腐蝕屬于潰瘍腐蝕,腐蝕發生后在金屬的表面形成一個個鼓包,直徑從1mm~30mm不等,鼓包的表面是黃褐色到磚紅色,由上述的各種氧腐蝕產物組成,去除這些腐蝕產物后,金屬的表面是一個個腐蝕坑。高溫蒸汽凝結水氧腐蝕一旦形成,就很難阻止腐蝕過程的繼續。
              
              4、高溫蒸汽凝結水氧腐蝕的影響因素
              
              氧腐蝕的影響因素很多,影響高溫蒸汽凝結水氧腐蝕的因素主要有:PH值、溶解氧濃度、水流速、溫度等:
              
              PH值:PH值越小,腐蝕速度越快。
              
              氧濃度:高溫蒸汽凝結水中O2的濃度越大,氧腐蝕的速度越大。
              
              溫度:溫度越高,氧腐蝕的速度越快。當溫度升高時氧的擴散速度快,氧腐蝕的速度同步也加快。
              
              水流速度:水流速度越大,水中各物質的擴散速度加大,氧氣擴散到金屬表面的速度增加,從而加快氧腐蝕。
              
              二、高溫蒸汽凝結水的弱酸性腐蝕
              
              在低壓工業鍋爐中,軟化技術是通常是通過鈉離子交換樹脂的作用,將水中的鈣鎂離子用鈉離子取代,將鍋爐給水軟化。但水中的碳酸氫鹽(HCO3-)沒有去除。當溫度升高時,水中的HCO3-分解成CO2,CO2氣體隨高溫水蒸汽在冷凝回收管線中再次溶解在水中,導致冷凝水的PH值下降,呈弱酸性,而酸性冷凝水是導致冷凝回水鐵離子超標的主要因素。CO2弱酸性腐蝕能造成鍋爐換熱系統設備及高溫蒸汽凝結水管網壁均勻變薄,從而導致高溫蒸汽凝結水鐵超標。
              
              高溫蒸汽凝結水中的酸性物質H2CO3,H2CO3分解為H+和HCO3-。
              
              CO2 + H2O = H2CO3
              
              H2CO3 = H+ + HCO3-
              
              1、高溫蒸汽凝結水鐵離子或蒸汽冷凝水中二氧化碳的來源
              
              高溫蒸汽凝結水中的二氧化碳主要來源于蒸汽,蒸汽中的二氧化碳氣體的主要來源是蒸汽鍋爐補給水中游離二氧化碳和碳酸鹽類在爐內受熱分解。碳酸鹽爐內分解的反應方程式為:
              
              2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
              
              2、高溫蒸汽凝結水弱酸性腐蝕的機理
              
              二氧化碳進入冷凝水后形成碳酸(H2CO3)。H2CO3是一種弱酸,在水中電離的H+不多。但冷凝水是比較純凈的水,含鹽量小,緩沖性差,即使像H2CO3這樣的弱酸也會使PH值有較大的下降。當純水中二氧化碳為1mg/L時,純水的PH值由7.0降至5.5。同時隨著H+在腐蝕中不斷消耗式(2-7)的電離平衡被打破,反應向右進行,不斷電離出H+供腐蝕反應使用,直至H2CO3消耗完畢。二氧化碳腐蝕的陽極反應和陰極反應方程式如下:


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