锅炉冷凝水铁的来源和回收利用效益分析范文.doc

WORD格式可编辑 专业知识 整理分享 锅炉冷凝水铁的来源及回收利用效益分析 一、概述 蒸汽冷凝水铁的来源： 1)冷凝水的氧腐蚀 ①冷凝水中氧气的来源 冷凝水中O2的来源有二个，一是蒸汽中含有一定量的O2，即锅炉给水除氧设备运行效果不理想，或运行管理不善会含有一定的O2，含有O2的给水进入锅炉后，O2会随着水的蒸发进入水蒸汽中。冷凝水中O2的另一个来源是在其输送过程中溶入空气中的氧气。确切地说，工厂生产中的冷凝水回收系统大部分为开式系统，冷凝水箱有一呼吸孔直通大气；当水箱液位上升时，水箱内的气体排入大气，当水箱液位下降时，水箱外的气体进入水箱内，由于水箱内的气体中O2的浓度与水箱外空气中O2的浓度存在较大的浓度差，随着冷凝水箱的呼吸，大气中氧气不断进入冷凝水箱。 ②氧腐蚀的机理 冷凝水的输送管道一般是钢制管材，其腐蚀产物是铁的氧化物，其反应方程式如下： 阳极反应：Fe → Fe2+ + 2e 阴极反应：O2 + 2H2O + 4e → 4OH- 以上反应的产物Fe2+在水中会与相关物质进一步进行反应，其过程： Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3 Fe(OH)2 + 2Fe(OH)3 → Fe3O4 + 4H2O 冷凝水中铁的化学组成实际上并不像其化学式那么简单，常常是各种含水氧化铁的混合物，受污染的冷凝水的颜色是红褐色，且腐蚀越严重，颜色越深 。 ③氧腐蚀的特征 冷凝水的氧腐蚀属于溃疡腐蚀，腐蚀发生后在金属的表面形成一个个鼓包，直径从1mm～30mm不等，鼓包的表面是黄褐色到砖红色，由上述的各种氧腐蚀产物组成，去除这些腐蚀产物后，金属的表面是一个个腐蚀坑。冷凝水氧腐蚀一旦形成，就很难阻止腐蚀过程的继续。 ④氧腐蚀的影响因素 氧腐蚀的影响因素很多，影响冷凝水氧腐蚀的因素主要有：PH值、溶解氧浓度、水流速、温度等： PH值：PH值越小，腐蚀速度越快。 氧浓度：冷凝水中O2的浓度越大，氧腐蚀的速度越大。但当PH＞7，金属的表面会形成一层致密的保护膜，阻碍氧腐蚀的继续。 温度：温度越高，氧腐蚀的速度越快。当温度升高时氧的扩散速度快，氧腐蚀的速度也快。 水流速度：水流速度越大，水中各物质的扩散速度加大，氧气扩散到金属表面的速度增加，从而加快氧腐蚀。 2)冷凝水的酸腐蚀 在低压锅炉中，锅炉给水采用的是软化水，软化技术是通过树脂的作用，将水中的钙镁离子用钠离子取代。但水中的碳酸氢盐（HCO3-）没有去除。当温度升高时，水中的HCO3-分解成CO2 ，CO2气体随水蒸汽在冷凝回收管线中再次溶解在水中，导致冷凝水的PH值下降，呈酸性，而酸性冷凝水是导致冷凝回水铁离子超标的主要因素。严重的情况下，冷凝水发红甚至呈酱油色。 冷凝水中的酸性物质H2CO3，H2CO3分解为H+和HCO3-。 CO2 + H2O = H2CO3 H2CO3 = H+ + HCO3- CO2的来源 冷凝水中的CO2主要来源于蒸汽，蒸汽中的CO2气体的主要来源是蒸汽锅炉补给水中游离CO2和碳酸盐类在炉内受热分解。碳酸盐炉内分解的反应方程式为： 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O ② 酸腐蚀的机理 CO2进入冷凝水后形成碳酸（H2CO3）。H2CO3是一种弱酸，在水中电离的H+不多。但冷凝水是比较纯净的水，含盐量小，缓冲性差，即使像H2CO3这样的弱酸也会使PH值有较大的下降。当纯水中CO2为1mg/L时，纯水的PH值由7.0降至5.5。同时随着H+在腐蚀中不断消耗式（2-7）的电离平衡被打破，反应向右进行，不断电离出H+供腐蚀反应使用，直至H2CO3消耗完毕。CO2腐蚀的阳极反应和阴极反应方程式如下： 阳极反应：Fe → Fe2+ + 2e 阴极反应：2H+ + 2e → H2