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鍋爐余熱回收水處理技術(shù)探討進(jìn)行的,由于磷酸鎂溶度積大,鎂硬度成分不與磷酸鹽反應(yīng),但可與磷酸鈉水解產(chǎn)物氫氧根離子反應(yīng),生成懸浮狀的氫氧化鎂。 絡(luò)和增溶作用是共聚物溶于水后發(fā)生電離,生成帶負(fù)電性的分子鏈,它與Ca2+形成可溶于水的絡(luò)合物或螯合物,從而使無(wú)機(jī)鹽溶解度增加。例如,EDTA、NTA等阻垢劑能夠按化學(xué)計(jì)量與硬度成分反應(yīng),將致垢陽(yáng)離子封鎖在其分子內(nèi),使阻垢陽(yáng)離子無(wú)法與致垢陰離子結(jié)合成垢,使大量的鈣離子穩(wěn)定在水中,相當(dāng)于增加了微溶性鈣鹽在水中的溶解度,從而起到阻垢作用。具有螯合作用的阻垢劑甚至可將傳熱面上原有的碳酸鈣垢溶解下來(lái)。 晶格畸變作用是目前阻垢劑機(jī)理中較為一致的看法。一般認(rèn)為,阻垢劑不僅與水中鈣離子形成穩(wěn)定螯合物,同時(shí)還能與碳酸鈣晶體界面上的鈣離子發(fā)生螯合作用。它首先與晶體扭折位置的鈣離子螯合,并且形成的螯合物占據(jù)晶體正常生長(zhǎng)的晶格位置。螯合物被鑲嵌在繼續(xù)生長(zhǎng)的晶體中,這種含鑲嵌粒子的晶體是不穩(wěn)定的,當(dāng)環(huán)境條件變化時(shí),晶體在彈性應(yīng)力作用下碎裂,形成外形不規(guī)則的小晶體,即晶體發(fā)生畸變。:2011―01―10基金項(xiàng)目:邢臺(tái)市科技計(jì)劃項(xiàng)目――鍋爐煙氣余熱回收的工程應(yīng)用研究,項(xiàng)目編號(hào):201032002.分散劑在水中遇到碳酸鈣小晶體時(shí),由于物理和化學(xué)作用,被吸附到顆粒表面,吸附分散劑的顆粒表面形成雙電層,改變顆粒表面原來(lái)的電荷狀態(tài),在靜電作用下,顆粒相互排斥。這樣一來(lái),避免了顆粒碰撞后長(zhǎng)大沉積,并將顆粒分散在水中。此外,許多分散劑不僅能吸附在子顆粒上,還能吸附于設(shè)備和管道的接觸面上,形成一個(gè)吸附層。吸附層既阻止顆粒在接觸面上的沉積,又可在顆粒大量沉淀時(shí),使沉積物與接觸面不能緊密相連,這樣沉積物只能形成疏松的、非黏著性的沉積,易于被流水沖走。 硅磷晶阻垢器硅磷晶樣本水處理阻垢劑從問(wèn)世發(fā)展到現(xiàn)在,藥劑配方經(jīng)歷了無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、有機(jī)膦酸鹽類(lèi)以及聚合物類(lèi)等。聚合物類(lèi)藥劑由于它對(duì)磷酸鈣垢具有獨(dú)特高效的抑制能力而進(jìn)入水處理藥劑或配方的行列。據(jù)目前的研究和應(yīng)用表明,不但出現(xiàn)了能抑制碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、磷酸鈣垢的共聚物,同時(shí)也出現(xiàn)了抑制鋅垢、鐵垢和其它污垢的共聚物。下面介紹一種以絡(luò)合增溶作用和分散作用為主要作用機(jī)理抑制鈣鎂離子硬度的聚磷酸鹽阻垢劑一硅磷晶。 硅磷晶是食品級(jí)聚磷酸鹽和少量硅酸鹽組成,其加工過(guò)程是:H3PO4與Na2C3中和―NaH2P4+Na2HP4―<500°C脫水―三聚或六偏磷酸鈉―>1000°C灼燒―開(kāi)摸成型、退火―硅磷晶,其主要成分的分子式為:Na2.硅磷晶的防垢防腐機(jī)理:硅磷晶置于加藥器、加藥罐;藥劑為白色球狀顆粒,安裝在補(bǔ)水旁路中,在濃度35PPM時(shí),釋放在水中的聚磷酸鹽通過(guò)與水中的鈣、鎂、鐵離子作用,形成可溶性絡(luò)合物,阻止碳酸鈣的晶體生成和凝聚,并對(duì)已經(jīng)生成的碳酸鈣晶粒起到分散作用,從而達(dá)到阻垢作用;此外,還能在管道內(nèi)表面形成穩(wěn)定的不溶性保護(hù)膜,防止水中溶解氧及氯離子等腐蝕性離子對(duì)金屬表面的侵蝕,從而起到防腐效果。其反應(yīng)式如下:注:Mg離子與飲用水處理劑的反應(yīng)同與Ca離子的反應(yīng)。 由上述反應(yīng)可以看出,硅磷晶中的聚磷酸鹽與水中的(Ca2+,Mg2+)發(fā)生反應(yīng),生成Na2和Na2等可溶性絡(luò)合物,使大量的鈣鎂離子穩(wěn)定在水中,從而起到阻垢作用。同時(shí),由于鍋爐及換熱器熱水輸送管道都是鐵表面,硅磷晶與水中的(Ca2+,Mg2+)發(fā)生反應(yīng),在金屬表面生成極薄且穩(wěn)定的不溶性FeCa2(PO3)6和FeMg2(PO3)6保護(hù)膜,從而起到了防腐效果。 首先,使用成本低,每噸水中只消耗35g就能快速消除水系統(tǒng)因腐蝕造成的黃、紅銹水問(wèn)題,阻止水垢的形成。 其次,獨(dú)有的緩釋技術(shù),通過(guò)水流動(dòng)自動(dòng)投加,無(wú)需其它動(dòng)力,安裝簡(jiǎn)便,不需專(zhuān)人看管維護(hù),與離子交換法軟化處理相比,節(jié)約了人力成本。 第三,安全性,對(duì)于成人,每天從食物中攝取的磷大約為4000mg左右(以P2O5計(jì))。若用于生活用水處理,硅磷晶的使用濃度為35mg/L.每人每天平均喝2L水計(jì),通過(guò)硅磷晶處理的水中攝取的量約為10mg,約占人體總攝取量的3%.左右。且經(jīng)有關(guān)疾病預(yù)防控制中心對(duì)該系列廣品檢驗(yàn),食品級(jí)聚合磷酸鹽(硅磷晶)對(duì)飲用水水質(zhì)無(wú)污染,所檢各項(xiàng)指標(biāo)均符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)的推廣應(yīng)用,是國(guó)家“節(jié)能減排”政策的體現(xiàn),它對(duì)鍋爐熱利用效率的提高和帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見(jiàn)的。在余熱回收的換熱水處理過(guò)程中采用阻垢劑阻垢技術(shù),既避免了由離子交換法軟化處理的不經(jīng)濟(jì)和純軟化水用于生活的不方便問(wèn)題,也同時(shí)實(shí)現(xiàn)了阻垢防腐兩方面效果,是非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。 |