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表面活性剂在火力发电厂的应用文　摘　表面活性剂由于具有不对称“两亲分子”的独特结构，可在界面形成定向排列，并在溶液中形成胶团，因而可以改变溶液的许多性质，起到改进生产工艺、增加产品品种、提高产品质量、节能、降低成本、提高劳动生产率的关键作用，在电力行业中也获得了广泛应用。为此以例说明，详细分析表面活性剂在火电厂热力设备清洗、给水处理、废水处理、循环冷却水处理及热力设备防腐蚀等方面的作用机理及应用。 关键词　表面活性剂　火电厂　应用 表面活性剂工业是 20 世纪 30 年代发展起来的一门新兴精细化学工业。由于表面活性剂有其独特的分子结构，属不对称的“两亲分子”，一端是极性基，即亲水基，能溶于水；另一端是非极性的憎水基(或称亲油基)，有疏远水的倾向，因此表面活性剂可在界面形成定向排列，加入少量即可以显著降低水的表面张力。在溶液中可以自相缔合、聚集、形成分子集合体——胶团。形成表面活性剂胶团溶液的最低浓度称为表面活性剂的临界胶团浓度。在临界胶团浓度附近，溶液的许多性质，如表面张力、电导率、去污力、渗透性、增溶性等都会发生突变，正是由于表面活性剂的这些特性，使得它具有润湿、吸附、渗透、乳化、破乳、分散、凝聚、发泡、消泡、增溶、去污、抗静电、杀菌、防水、防腐蚀等作用。除了大量用于合成洗涤剂和化妆品工业外，正被广泛用于纺织、印染、塑料、橡胶、制革、造纸、制药、石油、金属加工、采矿、选矿、建筑、电子等工业及水处理技术等许多领域。它虽用量少，但可以起到改进生产工艺，增加产品品种，节约能源，提高产品质量，降低生产成本，提高劳动生产率等关键作用，享有“工业味精”之称。下面重点讨论表面活性剂在火力发电厂给水预处理、循环冷却水处理、金属表面清洗、热能动力设备防腐蚀中的应用及其作用机理。 1　在电厂水处理中的应用 1.1　作电厂给水预处理及废水处理的混凝剂 　　电厂给水预处理及废水处理中常采用混凝沉淀处理。水的混凝沉淀处理从能量观点看实际上是将能量较高的不稳定胶体分散系统转变成能量较低的稳定系统，要实现此过程可采用多种方法，但目前电厂较普遍采用的方法是加入混凝剂。混凝剂的作用是将分散于水中的胶体及悬浮颗粒混凝成较大较重的聚集体沉淀下来，以便从水中分离，达到水质净化的目的。 　　目前电厂使用的混凝剂主要采用硫酸亚铁、硫酸铝、聚铁或聚铝等廉价无机电解质及高分子有机聚合电解质。高分子有机聚合电解质绝大多数是表面活性物质，其分子结构由长碳链的憎水剂及极性基所组成。其混凝效果一般比无机混凝剂好得多。表面活性剂的混凝作用是通过控制一定的用量，根据其不同作用机理来实现的。其混凝机理可从以下两方面来认识。 　　(1) 降低了水中杂质胶体粒子的ξ电势 　　所谓ξ电势是指固相(带电胶粒)与液相(带有与胶粒相反电荷的扩散层，简称反离子)作相对运动时所具有的电势，这个电势的大小随扩散层有效厚度的增加而增大，而扩散层有效厚度随浓度增加而减小。ξ电势的存在是水中胶体能相对稳定存在的主要原因。因此要使水中胶体发生聚沉，主要是降低或中和ξ电势。所加入的表面活性剂在水中应带有与扩散层相同符号的电荷，即增加扩散层反离子的浓度，压缩扩散层，使扩散层有效厚度变薄，降低ξ电势。同时由于表面活性剂分子的结构特点极性基紧靠胶粒表面，憎水剂指向水中，使得胶体表面与水的润湿性变差，疏水作用增强，有利于固体微粒之间的凝聚。 　　(2) 对水中杂质胶体起到架桥凝聚作用 　　起凝聚作用的表面活性剂分子中的憎水剂，常由C—C单键构成，在通常情况下可以自由旋转，在水中以卷曲形式存在，分散于水中的胶体微粒容易附着到长碳链憎水基上，而长碳链分子又是互相紧靠在一起的，这样形成了一种类似过滤网的结构，当吸附的固相粒子达到一定数量时就开始下沉，在下沉过程中把水中的污泥杂质全都清除下来，这就是所谓的“架桥”或“席卷”机理。表面活性剂的混凝效果与表面活性剂的种类、用量及水体的污染程度、pH值等因素有关。在其它条件均不变的情况下，表面活性剂的用量对混凝效果影响至关重要，水中固体微粒的分散和凝聚这是一对矛盾，对于表面活性剂，由于其分子结构的特点使其既具有分散作用又具有凝聚作用，一般来说其水体中固体粒子密度较大时，加入少量表面活性剂则可起到凝聚作用，超过一定量，则不但不能凝聚，反而起到分散作用。其原因就是前面所提到的表面活性剂的凝聚作用，主要是降低原水胶体的ξ电势，但表面活性剂浓度较大时，胶粒表面除了能吸附第一层表面活性剂分子外，还可吸附第二层表面活性剂分子，这个吸附力靠其憎水基与憎水基之间的引力作用。因此第二层中表面活性剂的极性基指向水(第一层中是指向胶粒的)，这样使得ξ电势重新升高且方向与原来胶粒的ξ电势相反，胶粒又均匀分散。在混凝过程中由于混凝剂量控制不当，而出现的絮状物向上翻滚的现象就是出于此因。