鍋爐軟化水處理復合再生劑的研制及應用研究

尹宗杰

摘 要：本文論述了一種鍋爐軟化水處理復合再生劑的作用原理、檢驗方法及使用效果，證明其對于保證鍋爐安全運行、促進節能降耗具有重要意義。

關鍵詞：鍋爐軟化水處理；復合再生劑；應用研究

中圖分類號： TK2 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）24-241-3

0 引言

節約能源是我國實現可持續發展戰略的重要組成部分，已是我國一項基本國策[1]。廣東地區水質具有硬度低、氯離子含量低、但堿度高的特點，鍋爐即使在不添加堿性物質的情況下，鍋水因蒸發濃縮導致的堿度超標和過量排污非常普遍，同時存在鍋爐回水質量不高，不利于回收利用的問題，對工業鍋爐節能降耗和安全使用產生了不利的影響[2-4]。工業鍋爐冷凝水回收利用是提高鍋爐熱效率、降低能耗的重要途徑之一[5-8]。

1 復合再生劑

鍋爐軟化水處理復合再生劑是由我單位主持的國家質檢總局科研項目“復合再生劑在工業鍋爐節能和水質調節技術研究”研制的科研成果。鍋爐軟化水處理復合再生劑是在傳統鈉鹽再生劑中添加銨鹽，對軟化器進行再生。軟化水中鹽類由原來的單一鈉鹽改變為銨鹽和鈉鹽兩種成分，銨鹽分解的酸可以中和鈉鹽分解的堿，降低鍋水堿度，防止堿性腐蝕和苛性脆化。銨鹽分解的NH3帶入蒸汽中，可以中和蒸汽中的CO2，防止用汽設備和冷凝水系統的金屬腐蝕，確保鍋爐及熱力系統的安全運行。

由于水質硬度低、氯離子含量低、但堿度高，采用西江水作為鍋爐水源的鍋爐即使在鍋爐不添加堿性物質的情況下， 鍋爐鍋水因蒸發濃縮導致的堿度超標和過量排污非常普遍。根據不同水質堿度不同的情況，復合再生劑分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級。其中，Ⅰ級主要適用于：鍋水堿度長期在22mmol/L以上；鍋水相對堿度大于或者接近0.2；生產回水含鐵量超標不能完全回收利用的。Ⅱ級主要適用于：鍋水堿度在18mmol/L～22mmol/L之間，且 pH值接近12；生產回水量小于2噸/小時。Ⅲ級主要適用于：鍋水堿度、pH符合GB/T 1576-2008《工業鍋爐水質》要求，無異常狀況；無生產回水；漂染企業采用的軟化水處理設備再生。

2 檢驗方法

2.1 試劑及儀器

① 鈉標準溶液（C=1000mg/L）：從鋼鐵研究總院購買濃度為1000mg/L的鈉標準溶液（GSBG62004-90）。

②鈉標準溶液（C=100mg/L）： 取2.1.1鈉標準溶液，稀釋10倍，用容量瓶定容。

③銨標準溶液（C=5000mg/L） ：取26.7500g優級純NH4Cl，移入1000mL容量瓶中，用二級水定容。

④銨標準溶液（C=500mg/L）：取2.1.3銨標準溶液，稀釋10倍用容量瓶定容。

⑤奧利龍Orion 4-Star多參數測定儀（配奧利龍 Orion 8611BNWP高鈉電極）。

⑥奧利龍Orion 4-Star多參數測定儀（配奧立龍Orion 9512 HPBNWP高性能氨氣敏電極）。

2.2 鈉離子的測定

取50g復合再生劑移入1000mL容量瓶中，則按照Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，鈉離子濃度范圍為12.50g/L～18.00g/L。稀釋20倍后，鈉離子濃度范圍為625mg/L～900mg/L。

使用奧利龍Orion 4-Star多參數測定儀，用二異丙胺調節溶液pH為9～10，對各溶液中鈉離子含量進行測定。分別取3.1.1和3.1.2鈉標準溶液100ml，分別加入8滴二異丙胺，調節溶液pH為9～10標定高鈉電極。配制不同濃度鈉溶液，進行測定，結果表1。

由表1可以看出，以水為溶劑測定不同濃度下的鈉溶液，讀數十分穩定。

2.3 銨離子的測定

取50g復合再生劑移入1000mL容量瓶中，則按照Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，銨離子濃度范圍為500mg/L～5000mg/L。由于濃度較大，測試不準，稀釋10倍后測定。配制銨標準溶液50 mg/L～500mg/L，標定銨氣敏電極。用ISA離子強度調節劑調節溶液pH為9～10，對溶液中銨離子含量進行測定。配制不同濃度銨溶液，進行測定，結果表2。

由表2可以看出，測量低濃度銨溶液過程中，讀數相對比較穩定，誤差在5%以內，滿足檢驗要求。

2.4 復合再生劑的測定

分別配制不同級別的復合再生劑，分別取2.5000g移入1000ml容量瓶中，用2.1.1、2.1.2鈉標準溶液標定高鈉電極，測定鈉離子和銨離子含量，結果見表3。

由表3可知，采用高鈉電極法測復合再生劑中鈉離子含量，采用氨氣敏電極法測量復合再生劑中銨離子含量，結果均滿足檢驗要求。

3 應用研究

廣州某酒店2臺貫流鍋爐（LSS3-1.25-Y，Q）應用復合再生劑節能減排節水情況。

該單位鍋爐每天運行18小時，一用一備，每臺鍋爐每天燃氣消耗約2400m3，鍋爐補給水采用全自動軟化水處理方式，每兩天再生一次，每次再生消耗工業鹽25Kg，每月消耗再生劑約400Kg。

3.1 使用復合再生劑前，該單位采用工業鹽為再生劑時，鍋爐運行情況

①鍋水堿度超標，采用表面排污和底部排污向結合的方式，排污率為13%左右；

②回水因無法解決含鐵量超標，沒有回收利用；

③水處理設備周期制水量約60m3；

④因鍋爐排污量過大，鍋水熱量浪費嚴重，燃氣、水量消耗較大。

3.2 使用復合再生劑再生后，鍋爐運行狀況得到了顯著改善

①復合再生劑使用3天后，鍋水堿度降低明顯、回水含鐵量降低，均在GB/T 1576《工業鍋爐水質》要求范圍內；

②使用7天后，鍋水堿度開始穩定，給水、回水含鐵量

≤0.15mg/L，不需采用表面排污，排污降低到4.8%，水質穩定。

③使用30天后，鍋爐水質穩定，因生產回水被利用，水處理設備制水周期延長為3天再生一次，再生次數減少，再生劑使用量降低到每月約280kg。

④因生產回水回收利用、排污量降低，鍋水熱量消耗也大幅度減少，通過檢查該單位鍋爐使用記錄，該單位補充水減少了15%，天然氣消耗量減少了4.5%。

3.3 節水、節能、減排狀況分析（每月按照30天計算）

① 節水狀況

每天減少排污水量（13%-4.8%）×3t/h×18h=4.4t；

回水回收利用，每天減少補充水量15%×3t/h×18h=8.1t

每月節水量（4.4t+8.1t）×30=375t

②節能狀況

天然氣消耗量每天減少4.5%×2400m3=108m3，每月節約燃氣3240m3。

③減排狀況

每月減少磷酸根排放量20mg/L×2.5t×1000kg/t×1L/kg×30÷1000=1500g

按照鍋水磷酸根含量20mg/L（國家標準GB/T1576-2008《工業鍋爐水質》要求，磷酸根含量為10～30 mg/L）計算：

每月減少氯離子排放量（400kg-280kg）×61%=73.2kg

4 總結

復合再生劑實現了實際生產應用，在廣東省內多個地區，560多家企業使用的工業鍋爐上得到了應用。通過使用工業鍋爐軟化復合再生劑，可以確保工業鍋爐冷凝水最大程度回收利用，防止腐蝕，同時降低鍋水堿度，減少鍋爐排污，降低鍋爐能耗，促進工業鍋爐的安全、經濟、節能、環保運行。

參 考 文 獻

[1] 王毓.工業鍋爐鍋內水質處理方法的現狀和發展[J]. 鍋爐制造，2008（5）：42-46.

[2] 王保衛，瞿玉華.淺談鍋爐水垢與燃料消耗[J].工業鍋爐，1996（1）：46-49.

[3] 李玉英，胡衛朋.加強水質監測以促進工業鍋爐節能與安全[J].化學工程與裝備，2011（2）：173-174.

[4] 樊玲芳，謝禮志.水垢厚度對工業鍋爐受熱面壁溫的影響[J].湖北科技學院學報，2013，33（12）：21-22.

[5] 李茂東，吳從容.工業鍋爐鍋內水處理藥劑現狀與發展[J].工業水處理，2004，24（5）：5-9.

[6] 吳卓玲，等.鍋爐集中供熱系統冷凝水處理技術研究與應用[J].中國環境監測，1999，4.

[7] 刑春良，等，密閉式高溫冷凝水回收技術[J].中氮肥，200l，3.

[8] 白凈，中和胺在熱力廠節水節能中的應用[J].工業水處理，2000，7.