锅炉给水检测技术研究

2023.03.30

李盛好

摘要:在检验检测过程中,将近50%锅炉给水由于高价的铁离子使树脂交换基失去交换能力,当进水中含有少量三价或二价铁离子时,阳树脂将会优选与这些铁离子结合,在水中溶解氧的作用下将其中的Fe2+氧化为Fe3+,使其牢牢的结合在树脂交换基团上直接影响了锅炉的使用寿命。对此进行分析,并提出树脂的复苏可行性办法。

关键词:锅炉;阳离子交换树脂;铁离子;中毒;复苏

中图分类号:F403.5 文献标志码:A 文章编号: 1671—7740(2009)07-0101-01

在检验检测过程中,将近50%锅炉存在不同程度结垢和腐蚀现象,直接影响了锅炉的使用寿命。主要原因是锅炉水处理设备制水能力差,不能有效地控制给水指标。使锅炉水处理设备制水能力下降的原因主要是高价的Fe3+,重金属离子牢固的占据树脂交换基,使其失去交换能力。

铁离子氧化生成的Fe3+因在水中的溶解度极小、故以Fe(OH)3形式由水中沉淀析出。当水中含铁浓度大于0.3毫克/升时,水便变浑,超过1毫克/升时水具有铁腥味。软化锅炉用水,一般都用阳离子交换树脂处理。工业锅炉用的地下水,由于水中含铁量较高或管路、容器的腐蚀,引入大量的铁毒化了树脂,造成树脂工作容量形成永久性的降低,使交换剂交换容量减少,盐耗增大,软化效率降低。一般再生方法或进行常规的酸碱处理,均不能令其恢复交换能力,称为树脂被毒化。树脂为多孔网状立体结构,多孔网眼是离子在树脂内部扩散进出的通道,通道内壁具有众多的功能基团,是离子交换反应的活性点,一旦此活性点被覆盖,离子交换过程就无法进行。由于强酸性阳离子交换树脂对水中的三价铁离子亲合力极强,其选择交换顺序为:Fe3+ >Al3+ >Fe2+ >Ca2+ >Mg2+ >K+>NH4+ >Na+ >H+。当进水中含有少量三价或二价铁离子时,阳树脂将会优选与这些铁离子结合,在水中溶解氧的作用下将其中的Fe2+氧化为Fe3+,使其牢牢的结合在树脂交换基团上。在再生时却难以洗脱下来,从而阻碍了离交换反应的进行或是在离子交换反应过程中生成难溶的沉积物,并沉积在树脂内部,阻塞了离子交换的通道。树脂中毒程度轻重不一,严重中毒树脂交换容量可降低80%～95%,使树脂面完全失去软化水的能力。

树脂铁中毒后,用常规低浓度的食盐再生液很难将树脂交换基团上的铁离子置换下来。以下介绍几种复苏方法,供参考。

方法一,彻底反冲洗树脂层后,用8.0%HCl溶液,以6 m/h流速逆向流经树脂层。用原水冲洗该层至出水pH≥5.5。用9.0%NaCl溶液,以6 m/h流速逆向流经树脂层。用软化水冲洗树脂层5 min完成树脂复苏。转入正常的软化交换过程。此法适用于轻度铁中毒树脂的复苏。

方法二,对于中度铁中毒树脂的复苏,可在上述两步复苏方法的基础上,再增两道工序:用8.0%NaOH溶液,以8 m/h流速逆向流经树脂层。用原水冲洗树脂层至出水pH≤8.5。用9.0%NaCl溶液,以6 m/h流速逆向流经树脂层。用软化水以9 m/h流速逆向清洗树脂层5 min后,转入正常软化交换过程。此方法的复苏效果比较理想,但复苏费用较大。

方法三,目前树脂复苏新技术,BM+超声波+CBA(ASB)树脂复苏新技术,利用超声波的空化清洗作用,配合复苏药剂,疏通堵塞微孔,恢复交换基团的交换能力。

阳离子交换树脂在使用中会受到各种污染,及时对污染情况进行分析,找出污染的原因并有效地复苏树脂是保证树脂安全经济运行的有力措施。但是,树脂污染后进行复苏只是一种补救措施,生产中应该重视水的预处理工作,及时消除隐患,才能够有力地保证后续水处理系统的安全运行。

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[责任编辑程凡]