第4章 锅外水处理.ppt

《工业锅炉水质处理》课件（4）（校编） 锅外水处理工艺 水的离子交换软化和除碱 如果经预处理后的清水，仅仅需要除去Ca2+、Mg2+（即软化），可以采用钠离子交换法。如果不仅要求除去Ca2+、Mg2+，还要求除去碱度，则采用氢—钠离子交换法。 钠离子交换法 钠离子交换过程如下式表示： 钠离子交换剂层中离子分布示意见图3-8。 水通过一个钠离子交换器叫一级钠离子交换，出水残留硬度可满足低压锅炉要求，如果要求进一步降低残留硬度，可采用二级钠离子交换，即将两个钠离子交换器串联。 图3-8 钠离子交换剂层中离子分布示意 氢—钠离子交换法 为了弥补钠离子交换不能除碱的缺点，可以在出水中加酸，如加H2SO4。 生成的CO2由除碳器除去，但这种方法却增加了水的含盐量。因此火电厂中更多地采用氢—钠离子交换的方法。 (1)氢—钠离子交换原理 当采用强酸性H离子交换树脂时，交换过程为： Ca (HCO3)2 Ca 2H2CO3 2RH+Mg Cl2 R2 Mg + 2HCl Na2 SO4 Na2 H2SO4 因此，H型交换器产生了强酸，并且强酸酸度与进水中强酸阴离子的量相当。 氢离子交换剂层中离子分布示意见图3-9。 如果我们利用H型交换器出水的强酸中和Na型交换器出水的碱度，生成的CO2用除碳器除去，这样就达到软化和除碱的目的。 氢—钠离子交换系统有串联和并联两种方式。 (2)并联H-Na离子交换系统 如图3-10，该系统进水分别入H型交换器的强酸性出水中和Na型交换器出水的碱度。 图3-10 氢离子交换剂层中离子分布示意 图3-11 并联H-Na离子交换系统 除碳器 除碳器的作用是除去CO2。 原水中碳酸盐碱度，经过H离子交换，即转化为H2CO3并存在平衡 pH下降，平衡右移，有利于H2CO3的分解。由于H型交换器出水pH较低，使CO2从水中游离，如果我们能降低水面上CO2的分压，即可使CO2从水中逸出，这就是除碳器的工作原理。 常用的鼓风式除碳器的结构如图3-12。 图3-12 鼓风式除碳器 水的离子交换除盐 水的离子交换软化和除碱，一般只适用于高压以下的锅炉，随着高温高压锅炉的迅速发展，单纯的软化、除碱已不能满足锅炉和机组对水质的要求和安全运行，而必须把水中的溶解盐全部除尽。这样，就发展了离子交换除盐工艺。 离子交换除盐原理 水的离子交换除盐(又叫化学除盐)，在火电厂中普遍采用的是：将预处理后的清水，通过H型阳离子交换器，使阳离子转换成H+，然后通过除碳器除去二氧化碳，再通过OH型阴离子交换器使阴离子转换成OH－，并立即与H+结合成水。 这样，就得到含盐量极低的纯水。 离子交换树脂的结构 离子交换树脂是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。在它的分子结构中，可以人为的分为两个部分：一部分称为离子交换树脂的骨架；另一部分时代有可交换离子的活性基团。 活性基团也由两部分组成： 一是固定部分， 二是活动部分。 （1）按活性基团的性质分类 可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。 此外，按活性基团的性质还可分为鳌合性、两性以及氧化还原性树脂 （2）按离子交换树脂的孔型分类 A 凝胶型树脂 B 大孔型树脂 （3）按单体种类分类 按合成树脂的单体种类不同，离子交换树脂还可以分为苯乙烯系，丙烯酸系等 化学性能 (1)离子交换反应的可逆性 离子交换反应的可逆性，使离子交换树脂可以反复使用的重要性质。例如当以含有硬度的水通过H型离子交换树脂时，反应式为： (2)酸、碱性 H型阳离子交换树脂和OH型阴离子交换树脂的性能与电解质酸、碱相同，在水中有电离出H+和OH–的能力。 (3)中和与水解 离子交换树脂的中和与水解性能和通常的电解质一样。 选择性顺