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，從而使無機(jī)鹽溶解度增加。例如，EDTA、NTA等阻垢劑能夠按化學(xué)計量與硬度成分反應(yīng)，將致垢陽離子封鎖在其分子內(nèi)，使阻垢陽離子無法與致垢陰離子結(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。

　　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)晶體正常生長的晶格位置。螯合物被鑲嵌在繼續(xù)生長的晶體中，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，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基金項目：邢臺市科技計劃項目――鍋爐煙氣余熱回收的工程應(yīng)用研究，項目編號：201032002.分散劑在水中遇到碳酸鈣小晶體時，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，改變顆粒表面原來的電荷狀態(tài)，在靜電作用下，顆粒相互排斥。這樣一來，避免了顆粒碰撞后長大沉積，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，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世發(fā)展到現(xiàn)在，藥劑配方經(jīng)歷了無機(jī)鹽類、有機(jī)膦酸鹽類以及聚合物類等。聚合物類藥劑由于它對磷酸鈣垢具有獨(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。

　　硅磷晶是食品級聚磷酸鹽和少量硅酸鹽組成，其加工過程是：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，釋放在水中的聚磷酸鹽通過與水中的鈣、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，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、紅銹水問題，阻止水垢的形成。

　　其次，獨(dú)有的緩釋技術(shù)，通過水流動自動投加，無需其它動力，安裝簡便，不需專人看管維護(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，對于成人，每天從食物中攝取的磷大約為4000mg左右（以P2O5計）。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，通過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)防控制中心對該系列廣品檢驗，食品級聚合磷酸鹽（硅磷晶）對飲用水水質(zhì)無污染，所檢各項指標(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，是國家“節(jié)能減排”政策的體現(xiàn)，它對鍋爐熱利用效率的提高和帶來的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。在余熱回收的換熱水處理過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題，也同時實(shí)現(xiàn)了阻垢防腐兩方面效果，是非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。