蒸汽冷凝水酸性原因
1个替代加氨来调整酸性蒸汽冷凝水PH值完美范例
1个替代加氨来调整酸性蒸汽冷凝水PH值完美范例黄河水电新能源分公司蒸汽冷凝水弱酸性腐蚀铁超标治理实验方案前言蒸汽冷凝水差不多就是蒸馏水,接近纯水,PH值为中性接近7,没有任何腐蚀性,CO2、O2是造成蒸汽冷凝水呈酸性及具有腐蚀作用的直接原因。
蒸汽冷凝水中CO2的两个来源让蒸汽冷凝水呈酸性的CO2的有两个来源:来源于碳酸氢盐或碳酸盐阻垢剂的CO2。
有的锅炉给水不达标,含有易分解的碳酸氢盐;多数工业锅炉为了防止结垢常常加入过量的碳酸钠作为阻垢剂,在高温的锅水中碳酸氢盐和碳酸盐受热分解,都会释放出游离的二氧化碳,并随着蒸汽进入换热系统和冷凝水管网中,二氧化碳融入水或水蒸气形成碳酸腐蚀。
НСΟ3-→СΟ2↑+Н2Ο+СΟ32-СΟ32-+Н2Ο→СΟ2↑+ΟН- СΟ2来源于空气中的CO2。
当锅炉用气系统和冷凝水回收系统间断运行时,系统设备及管路内压力有时会下降,这时空气中的氧和二氧化碳会倒流进入系统,空气中含有约21%的氧气和约4%的二氧化碳,在高温潮湿环境下,金属氧腐蚀快速产生,冷凝水缓冲性差,而二氧化碳的存在使冷凝水的PH降低,二氧化碳溶于水成为弱碳酸加速了氧化腐蚀。
蒸汽冷凝水中O2的两个来源蒸汽冷凝水中O2的除了上面所讲来源于空气中,另一个来源是给水无除氧或除氧器效率不高。
酸性蒸汽冷凝水回用到锅炉的危害由于蒸汽冷凝水非常纯净缓冲性差,很少量的CO2溶解于水或水蒸气中时,水或水蒸气中的ΡН值便可由7.0降至5.5左右。
水中的СΟ2可使水产生Н+,而Н+与溶解氧同是腐蚀电池中阴极去极化剂,大大加速了阳极金属的腐蚀。
СΟ2不仅使金属发生酸腐蚀,而且又使金属发生电化学腐蚀。
因此,蒸汽或冷凝水中的СΟ2具有较强的腐蚀性,特别是在有氧的存在下,金属腐蚀尤为迅速。
在蒸汽或冷凝水系统中,同时含有Ο2和СΟ2,将会明显地加速蒸汽冷凝水管网和设备的金属腐蚀,促使冷凝水中的含铁离子量迅速增高。
СΟ2+Н2Ο→НСΟ3-+ΟН-O2+Fe+H2O→Fe(OH)2O2+ Fe(OH)2 +H2O→Fe(OH)3Fe(OH)2+ Fe(OH)3→Fe3O4 +H2O高温的酸性蒸汽或冷凝水不仅能对冷凝水中液相空间的金属造成腐蚀,而且也能对换热器的气相空间金属造成腐蚀,有时我们在检修过程中发现换热器的气相空间出现了黄褐色的鼓包腐蚀点就是这种情况。
蒸汽凝水ph
蒸汽凝水ph全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:蒸汽凝水ph是指蒸汽凝结成水后所具有的酸碱性。
在实际的生活和生产中,我们经常会遇到蒸汽凝水的情况,比如在蒸汽发电厂、蒸汽供暖系统、蒸汽消毒等过程中,都会产生大量的蒸汽凝水。
而了解和控制蒸汽凝水的pH值,对保护设备、确保生产质量、节约能源等方面都具有重要意义。
蒸汽凝水的pH值主要受以下几个因素的影响:首先是蒸汽源的性质,在不同的蒸汽源中可能含有不同的化学物质,比如硫酸和硫酸盐、氯化物、硅酸盐等,直接影响着凝水的pH值。
其次是凝结水接触的材料,在接触过程中可能产生化学反应,改变水的性质。
第三是凝结水处理的方式,比如在过滤、沉淀、离子交换等过程中,会影响水的pH 值。
在实际的生产中,我们需要密切监测蒸汽凝水的pH值,及时调整处理措施。
一般来说,蒸汽凝水的pH值在7左右是中性的,低于7是酸性的,高于7是碱性的。
酸性的凝水会对设备和管道产生腐蚀作用,影响设备的寿命和使用效果;碱性的凝水则会影响设备的传热效果,增加能源消耗。
我们需要根据不同的情况,选择适当的处理方法,控制凝水的pH值在合适的范围内。
在蒸汽发电厂中,蒸汽凝水的pH值的控制尤为重要。
正常情况下,蒸汽凝水的pH值应该在8.8-9.3之间,这样可以最大限度地减少设备的腐蚀和凝结,提高设备的使用寿命。
而要实现这一目标,需要采取一系列的控制措施,比如添加适量的碱性物质,定期清洗设备,监测水质等。
蒸汽凝水的pH值对于设备的保护、节约能源、提高生产质量等方面具有重要意义。
我们应该重视蒸汽凝水的pH值控制,加强监测和管理,确保设备运行的安全稳定性,为生产和生活提供更好的保障。
第二篇示例:蒸汽凝水PH的重要性及其影响因素蒸汽凝水PH是指蒸汽凝水中的酸碱度,它是衡量蒸汽凝水质量的一个重要指标。
蒸汽凝水PH的正常范围是7.0-9.0,它直接影响着蒸汽凝水在工业生产过程中的应用效果和运行稳定性。
蒸汽凝水PH过高或过低都会对生产造成不良影响,甚至不安全。
冷凝水回收过程中产生的酸性腐蚀问题
CONSTRUCTION混凝土工程一、前言现在的社会是讲究环保节能的时代,为了减少水资源的浪费,冷凝水的回收成为了企业节约水资源的技术。
冷凝水回收中的一些问题同样需要重点关注。
二、冷凝水回收系统的分类冷凝水回收系统大致可分为开式回收系统和闭式回收系统两种。
1、开式冷凝水回收系统开式冷凝水回收系统是把冷凝水回收到锅炉的给水罐中,在冷凝水的回收和利用过程中,回收管路的一端敞开向大气,即冷凝水的集水箱敞开于大气。
当冷凝水的压力较低,靠自压不能达到再利用场所时,利用高温水泵对冷凝水进行加压输送。
这种系统的优点是设备简单,操作方便,初始投资小;但是系统占地面积大,所得的经济效益差,对环境污染较大,且由于冷凝水直接与大气接触,冷凝水中的溶氧浓度提高,易产生设备腐蚀。
这种系统适用于冷凝水量较小,二次蒸汽量较少的系统。
使用该系统时,应尽量减少二次蒸汽的排放量。
2、闭式冷凝水回收系统闭式冷凝水回收系统是冷凝水集水箱以及所有管路都处于恒定的正压下,系统是封闭的。
系统中冷凝水所具有的能量大部分通过一定的回收设备直接回收到锅炉里,冷凝水的回收温度仅丧失在管网降温部分,由于封闭,水质有保证,减少了回收进锅炉的水处理费用。
其优点是冷凝水回收的经济效益好,设备的工作寿命长,但是系统的初始投资相对大,操作不方便。
在开式和闭式回收系统中,人们越来越认为闭式回收系统是一种较为理想的回收方式,其投资在日后使用中能得到有效回收,所以,被广大厂家和研究单位采用和研究。
3、冷凝水回收的用途(一)企业用于取暖热源利用冷凝水的余热,根据供热负荷确定是否需要补充部分软水(或生水)作采暖循环用水,根据余热量确定供暖面积,可节省集中供热费用。
(二)用于直接热水用户对于印染、纺织、橡胶、轮胎等企业,需要大量自用高温软化热水,可利用冷凝水作为高温热水用。
(三)间接换热热源当冷凝水受到污染无法直接利用时,可考虑间接换热方式。
如加热工艺用水,采暖循环水等非饮用水场合。
蒸汽凝液系统腐蚀分析及预防建议
蒸汽凝液系统腐蚀分析及预防建议摘要:目前我公司正常生产后对蒸汽凝液进行回收再利用,这是公司降低炼油水耗、充分利用水资源的一个重要措施。
但在炼油生产过程中,蒸汽经过换热凝结后或多或少都含有各类杂质,同时在凝液的输送过程中也会溶入一定的气体,对输送管道或换热设备产生腐蚀,如果腐蚀严重会造成大量凝液无法回收处理,导致炼油水耗的大幅上升。
因此弄清楚蒸汽凝液产生腐蚀的原因、实际凝液回收系统运行的状况,然后采取相应措施、防与治相结合,将有效防止蒸汽凝液的腐蚀,避免水资源的浪费。
关键词:蒸汽凝液;腐蚀;预防一、蒸汽凝液腐蚀的原因蒸汽凝液腐蚀主要有氧腐蚀和酸腐蚀。
1、氧腐蚀1.1腐蚀特征。
蒸汽凝液的氧腐蚀属于溃疡腐蚀,腐蚀发生后会在金属的表面形成溃疡锈包,直径从1mm~30mm不等,锈包表面是一层黄褐色或砖红色硬壳、下面是一层黑色粉末状物质,去除这些腐蚀产物后,金属的表面将会呈现腐蚀凹坑,这是氧腐蚀的宏观特征。
1.2腐蚀机理。
蒸汽凝液中氧腐蚀的形式是氧去极化腐蚀,我公司蒸汽凝液回收系统管线采用的是20#钢材质,因此若发生氧腐蚀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发生反应,其反应方程式如下:4Fe2+ + 2H2O + O2→ 4Fe3+ + 4OH-腐蚀发生后的反应产物三价铁的化合物组成较为复杂,会形成各种含水铁氧化物的混合体Fe2O3·nH2O,而Fe2/O3又有α- Fe2O3和γ- Fe2O3之分,α-Fe2O3的颜色是砖红色至黑色,γ- Fe2O3的颜色是褐色,受污染的蒸汽凝液颜色会是红褐色到深棕红色,并且浑浊,而腐蚀越严重,蒸汽凝液颜色越深。
1.3蒸汽凝液中O2的来源。
其来源主要有二个:一是蒸汽中含有一定量的O2,在凝结过程中溶入蒸汽凝液中;二是蒸汽凝液在输送过程中溶入空气中的O2。
蒸汽冷凝水酸性原因
1蒸汽冷凝水受污染的原因冷凝水受铁离子污染的主要原因是,蒸汽冷凝水系统和冷凝水回收金属管道发生了腐蚀,而腐蚀的主要原因是蒸汽中所含有的Ο2和СΟ2(1)氧腐蚀由于锅炉给水不除氧或出氧不合格(除氧未达到104℃),给水中的溶解氧进入锅炉,在高温锅水中部分随着蒸汽一起蒸发出来(部分与锅炉金属发生了反映)进入蒸汽中,又伴随着蒸汽冷凝,溶解到蒸汽冷凝水中,如果蒸汽冷凝水回收系统不密闭(开式回收或被加热介质进入),空气中的溶解氧也会溶解到冷凝水中,因此,蒸汽冷凝水中含有一定量的溶解氧会对管道和回收系统的金属表面进行腐蚀。
Ο2+Fе+Н2Ο→Fе(ΟН)2Ο2+ Fе(ΟН)2+Н2Ο→Fе(ΟН)3Fе(ΟН)2 +Fе(ΟН)3→Fе3Ο4+Н2Ο(2)游离二氧化碳造成的腐蚀冷凝水中的二氧化碳主要来源于锅炉的补给水或碳酸盐阻垢剂。
这是由于天然水中含有大量碳酸氢盐,多数工业锅炉为了防止结垢常常加入过量的碳酸钠,在高温的锅水中碳酸氢盐和碳酸盐受热分解,释放出游离的二氧化碳,并随着蒸汽进入冷凝水中。
НСΟ3-→СΟ2↑+Н2Ο+СΟ32-СΟ32-+Н2Ο→СΟ2↑+ΟН-СΟ2气体被蒸汽携带,会使蒸汽冷凝水或湿蒸汽显弱酸性,水中СΟ2虽然只显弱酸性,但由于蒸汽一般都比较纯净,冷凝成水后缓冲性很小,少量溶有1mgСΟ2时,水的ΡН值便可由7.0降至5.5左右。
水中的СΟ2可使水产生Н+,而Н+与溶解氧同是腐蚀电池中阴极去极化剂,大大加速了阳极金属的腐蚀。
СΟ2使金属发生酸腐蚀,又使其发生电化学腐蚀。
因此,冷凝水中的СΟ2具有较强的腐蚀性,特别是在有氧的存在下。
СΟ2+Н2Ο→НСΟ3-+ΟН-在冷凝水系统中,同时含有Ο2和СΟ2,将会明显地加速管道和泵的金属腐蚀,促使冷凝水中的含铁量迅速增高,直接将受污染的蒸汽冷凝水作为锅炉补水,(冷凝水中若不含有Ο2和СΟ2冷凝水不会污染),会造成锅炉给水系统及锅炉本体腐蚀,冷凝水中携带的Fе3+及腐蚀产物同样会引起锅炉腐蚀和在锅炉内积聚堆积,因此不经过处理的受污染的蒸汽冷凝水是不能直接作为锅炉补给水的。
三效蒸发凝结水ph值偏高的原因
三效蒸发凝结水ph值偏高的原因说到三效蒸发凝结水,大家可能一开始会觉得很专业、很复杂,但其实没啥大不了的,咱们就像平常聊家常一样,把它拆开了说。
三效蒸发系统,顾名思义,就是通过三次蒸发来提高水的蒸发效率,凝结水嘛,就是蒸发出来的水蒸气冷却后重新变成的水。
看,没啥难度吧?问题来了,怎么凝结水的pH值偏高了呢?咋一听有点像化学课上讲的酸碱平衡,突然感觉像要做个实验啥的,但其实这也不算什么大惊小怪的事。
三效蒸发过程中,水是要不断蒸发、冷凝的,过程中会出现一些溶解物。
这些溶解物有的是来自水源本身,有的是通过蒸发过程中带进去的。
你想啊,水蒸气一蒸发,空气中那些不溶的物质就会跟着走,搞得水里啥都有。
比如,蒸发设备里的水,如果里面含有一些硬度较高的矿物质,水蒸发了,矿物质没走,反而在凝结水里变得更浓缩了。
这时候,pH值不就容易受到影响了吗?没错,凝结水的pH值偏高,很多时候就是因为这些溶解在水中的矿物质。
再说说水中的碱性物质,咱们知道水里通常会有一些碳酸盐、氢氧化物啥的,这些东西在加热和蒸发的过程中,会变得比较活跃。
一开始水可能是中性的,但加热之后,水里的这些碱性物质就开始发挥作用了,可能就会“酸”不见,“碱”上来了。
你别小看这些碱性物质,它们可是让水pH值偏高的罪魁祸首之一!就像你做饭的时候,油多了不小心把盐撒多了,咸味上来了,就是这么个道理。
如果你对三效蒸发系统的设备管理不够细心,水质处理没做好,水中的溶解物积累也会更快。
咱们说设备不好,可能很多人第一反应就是设备坏了,但其实设备再好,如果管理不到位,水质问题也会让设备“吃不消”。
当设备内部的结垢现象严重时,水里的一些化学物质就不容易被彻底清除,久而久之,这些物质积累到一定程度,就会影响到凝结水的pH值。
你可能会想,既然知道是这些东西导致的,咱们能不能做点儿什么呢?当然能!首先得从水源入手,咱们要尽量保证水质清洁、纯净,避免使用硬度过高的水源。
如果水源中含有大量的矿物质或者是其他化学物质,那就得通过一些软化处理来减少它们的影响。
工业蒸汽凝结水的腐蚀与防治
工业蒸汽凝结水的腐蚀与防治李春林杨宏伟一、概述从理论上说,蒸汽凝结水是纯净的、高品质的水,不会对其载体产生腐蚀,但在实际应用中,蒸汽中或多或少都含有杂质,特别是工业用蒸汽中含有不少气体杂质,在蒸汽凝结过程中溶入凝结水中,同时在凝结水的输送过程中也会溶入一定的气体,对凝结水的载体----换热设备及输送管道产生腐蚀,腐蚀严重的会造成大量的凝结水无法回收,使大量的水资源和热量白白浪费。
如果能弄清楚产生腐蚀的原因,然后在对症下药,防与治相结合,可有效防止凝结水的腐蚀,从而避免水资源和热量的浪费。
二、凝结水腐蚀原因分析1、凝结水的氧腐蚀1.1凝结水中氧气的来源产生氧腐蚀的前提条件是凝结水中必须有O2,凝结水中O2的来源有二个,一是蒸汽中含有一定量的O2,在凝结过程中溶入凝结水中。
工业锅炉的给水往往由于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。
凝结水中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,目前我们采用的凝结水回收系统大部分均为开式系统,即换热设备的蒸汽凝结水集中排放到凝结水箱内,当凝结水箱的液位达到一定高度时,用凝结水泵送回热源厂利用。
凝结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,随着凝结水箱的呼吸,大气中氧气不断进入凝结水箱,根据亨利定律,水中O2的浓度与气态中O2的分压成正比,所以水箱内气态中的O2不断溶入凝结水中,直到凝结水中O2的浓度与气态O2的浓度达到平衡为止。
若锅炉的给水设除氧设备且运行良好,那么从凝结水箱进入凝结水的O2就是凝结水中O2的主要来源。
1.2氧腐蚀的机理凝结水中氧腐蚀的形式是氧去极化腐蚀,其腐蚀产物随着载体材质的不同而不同。
凝结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 (2-1)阴极反应:O2 + 2H2O + 4e → 4OH-(2-2)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(2-3)4Fe(OH)2 + 2H2O + O2→ 4Fe(OH)3(2-4)Fe(OH)2 + 2Fe(OH)3→ Fe3O4+ 4H2O (2-5)以上腐蚀产物中,Fe(OH)2在有氧的条件下是不稳定的,可以转变为α-FeOOH、γ-FeOOH或Fe3O4,α-FeOOH的颜色是黄色的,γ-FeOOH的颜色是橙色的,Fe3O4的颜色是黑色的;Fe(OH)3是表示三价铁的氢氧化物,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,可以写成Fe2O3·nH2O或Fe2O3,Fe2O3又有α- Fe2O3和γ- Fe2O3之分,α-Fe2O3的颜色是砖红至黑色,γ- Fe2O3的颜色是褐色,受污染的凝结水的颜色是红褐色,且腐蚀越严重,颜色越深,就是因为凝结水中含有以上腐蚀产物。
蒸汽冷凝水呈酸性的机理分析
H R 交换器→酸性水 →
(含 C O 2) →水箱→软水(保持一定的残留碱度)
(2) 串联型 其流程如图:
水→ H R 交换器→酸性水→除碳器
↓N a R 交换器
↓
↓ 水箱
↓
软水(保持弱碱性,防止酸性出现)
3.2 给水的氨处理 加入氨水或铵盐,如加入氯化铵后,发生如下反 应: N H 4 C l + N a H C O 3 = N H 4 H C O 3 + N a C l , 当给水进入锅炉时,碳酸氢铵发生分解反应: N H 4 H C O 3 = N H 3 ↑+ C O 2 ↑+ H 2 O , 饱和蒸汽冷凝后,又发生如下反应: 2 N H 3 + C O 2 + H 2 O =(N H 4 )2 C O 3,生成的盐不会 使冷凝水呈酸性。■
硬水通过固定床钠离子交换器后变成软水,其反应
Na+ = 3.5mg/L;Fe2+=23.67 μ g/L;
原理如下:
Cu2+=11.42 μ g/L;pH=9.89。
(钠离子交换树脂用 N a R 符号表示,其中 R 表示阴
③冷凝水回收罐的水质分析:
离子部分,N a + 表示阳离子)
2.1 关于进水的水质介绍 天然水中溶解有各种盐,这些盐类是 以各种离子形式存在于水中的。其中,阳 离子主要有 C a 2+ 、M g 2+、N a +、C u 2+ 、F e 2+
1.2 各部分水汽的水质分析结果
等,阴离子主要有 CO32-、HCO3-、Cl-、SO42- 等,水的硬度是由水中的 C a 2+、M g 2+ 的存在引起的,存
2 冷凝水呈酸性的原因分析
蓄热器
分汽缸
中央空调
制冷设备
冷凝水呈酸性,并不是在供汽用汽系
工业蒸汽凝结水的腐蚀现状及防治措施
工业蒸汽凝结水的腐蚀现状及防治措施摘要:目前中国多数企业中大型工业机械设备的蒸汽供热系统有近50%的凝结水没有完全回收和利用,造成每年数亿吨水资源的损失及热量的白白浪费。
造成这一问题的原因很大程度上是工业机械设备蒸汽供热系统的蒸汽在凝结过程中,其中的大量气体杂质溶入本应非常纯净的凝结水中,腐蚀凝结水的载体——换热设备及输送管道,同时腐蚀凝结水。
细致分析工业上蒸汽凝结水腐蚀的原因,再提出相应的防治措施,增强工业上蒸汽凝结水的回收利用率,从而降低水资源和热量的损失,还能大大延长工业机械设备的使用寿命。
关键词:氧腐蚀;酸腐蚀;机理;防治1凝结水腐蚀原因分析凝结水腐蚀主要是氧腐蚀和酸腐蚀。
1.1氧腐蚀。
金属表面产生溃疡锈疱,溃疡锈疱表面是一层黄褐色或砖红色硬壳,下面一层是黑色粉末状物,清除这些粉末后会呈现凹坑,这就是氧腐蚀的宏观特征。
腐蚀机理:氧腐蚀的形式是氧去极化作用,其腐蚀产物随着凝结水载体材质的不同而不同。
对不锈钢材质的载体而言,铁和氧形成两个电极,组成腐蚀电池,铁做电池的阳极。
在水的极性分子的吸引下,钢材表面的一部分铁原子,开始移入锅水而成为带正电的铁离子,与水中的相关物质进一步反应生成各种含水氧化铁的混合物。
混合物的颜色呈红褐色,即产生了腐蚀。
氧腐蚀的速度主要与凝结水中溶解氧浓度的大小,水流速度和凝结水的PH值等因素密切相关。
凝结水中的溶解氧具有去极化作用,会使氧腐蚀过程加剧。
溶解氧的浓度大小与氧腐蚀的强弱成线性正比关系。
水温的升高和水流速度的增大都会使氧气扩散到金属表面的速度增加,从而加快氧腐蚀。
此外,凝结水的PH值越小,腐蚀速度越快,反之,则腐蚀速度越慢,PH值在中性点附近,其腐蚀速率曲线是水平的,PH值对其影响不大。
1.2酸腐蚀。
蒸汽供热系统补给水中游离CO2和碳酸盐类在炉内受热分解产生的CO2进入蒸汽,凝结过程后溶入凝结水中,进而形成弱电解质——H2CO3,降低了凝结水的PH值,使其呈酸性。
工业蒸汽凝结水的腐蚀与防治
工业蒸汽凝结水的腐蚀与防治李春林杨宏伟一、概述从理论上说,蒸汽凝结水是纯净的、高品质的水,不会对其载体产生腐蚀,但在实际应用中,蒸汽中或多或少都含有杂质,特别是工业用蒸汽中含有不少气体杂质,在蒸汽凝结过程中溶入凝结水中,同时在凝结水的输送过程中也会溶入一定的气体,对凝结水的载体----换热设备及输送管道产生腐蚀,腐蚀严重的会造成大量的凝结水无法回收,使大量的水资源和热量白白浪费。
如果能弄清楚产生腐蚀的原因,然后在对症下药,防与治相结合,可有效防止凝结水的腐蚀,从而避免水资源和热量的浪费。
二、凝结水腐蚀原因分析1、凝结水的氧腐蚀1.1凝结水中氧气的来源产生氧腐蚀的前提条件是凝结水中必须有O2,凝结水中O2的来源有二个,一是蒸汽中含有一定量的O2,在凝结过程中溶入凝结水中。
工业锅炉的给水往往由于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。
凝结水中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,目前我们采用的凝结水回收系统大部分均为开式系统,即换热设备的蒸汽凝结水集中排放到凝结水箱内,当凝结水箱的液位达到一定高度时,用凝结水泵送回热源厂利用。
凝结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,随着凝结水箱的呼吸,大气中氧气不断进入凝结水箱,根据亨利定律,水中O2的浓度与气态中O2的分压成正比,所以水箱内气态中的O2不断溶入凝结水中,直到凝结水中O2的浓度与气态O2的浓度达到平衡为止。
若锅炉的给水设除氧设备且运行良好,那么从凝结水箱进入凝结水的O2就是凝结水中O2的主要来源。
1.2氧腐蚀的机理凝结水中氧腐蚀的形式是氧去极化腐蚀,其腐蚀产物随着载体材质的不同而不同。
凝结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 (2-1)阴极反应:O2 + 2H2O + 4e → 4OH-(2-2)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(2-3)4Fe(OH)2 + 2H2O + O2→ 4Fe(OH)3(2-4)Fe(OH)2 + 2Fe(OH)3→ Fe3O4 + 4H2O(2-5)以上腐蚀产物中,Fe(OH)2在有氧的条件下是不稳定的,可以转变为α-FeOOH、γ-FeOOH或Fe3O4,α-FeOOH的颜色是黄色的,γ-FeOOH的颜色是橙色的,Fe3O4的颜色是黑色的;F e(OH)3是表示三价铁的氢氧化物,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,可以写成Fe2O3·nH2O或Fe2O3,Fe2O3又有α- Fe2O3和γ- Fe2O3之分,α- Fe2O3的颜色是砖红至黑色,γ- Fe2O3的颜色是褐色,受污染的凝结水的颜色是红褐色,且腐蚀越严重,颜色越深,就是因为凝结水中含有以上腐蚀产物。
炉水发红蒸汽冷凝水呈酸性 炉管穿孔锅炉腐蚀一法解决
炉水发红蒸汽冷凝水呈酸性炉管穿孔锅炉腐蚀一法解决河北某材料公司新装2台型号为WNS6-1.25-Y/Q的6t/h蒸汽的天然气锅炉,一用一备,2台锅炉每周交替运行,锅炉补给水为30%树脂软化水和70%回用的高温蒸汽冷凝水,无除氧器,运行时给水加碳酸钠Na2CO3作为阻垢剂,锅炉间歇性运行,平均每天运行12小时,停炉期间未采取停炉保护措施,运行期间发现锅炉排污水颜色发红,回用的85摄氏度高温蒸汽冷凝水颜色泛黄,凝水铁超标全铁含量0.77mg/L,蒸汽冷凝水PH值5-6.5,运行18个月后,其中1台锅炉发生了炉管穿孔泄漏。
▲新装2台锅炉腐蚀炉管穿孔炉水发红蒸汽冷凝水铁超标一、锅炉腐蚀炉管穿孔管样检查及腐蚀物检测停炉后对2台锅炉内部炉管进行了检查,发现2台锅炉的高热负荷区域的炉管表面和炉胆表面局部都有严重腐蚀。
炉管、炉胆表面均附着有褐色的沉积物,割取了腐蚀穿孔炉管和已腐蚀未穿透的炉管分别查看,炉管表面有很多大大小小的鼓包,鼓包外表层为黄褐色;拨开外表层,次层为附着性较强黑色坚硬沉积物;除去所有腐蚀产物后发现其下有溃疡状腐蚀坑,且腐蚀坑密集,深度为0.1~1.7mm,有的已经接近穿透。
炉胆表面许多部位有明显的皿状腐蚀沟槽和腐蚀迹象,炉胆表面腐蚀坑最深处达2~3.4mm,腐蚀部位有坚硬的黑褐色的腐蚀产物,用磁铁接近铲除下来的黑褐色的腐蚀产物,发现有磁性,疑为四氧化三铁Fe3O4。
经对割取的腐蚀部位炉管管样进行金相检查和力学性能试验,试验表明炉管金属基本没有变化,炉管也没有明显脱碳现象,可以确定锅炉炉管无过热腐蚀和应力腐蚀现象。
经对炉管腐蚀产物及炉胆腐蚀产物检测化验发现:炉管腐蚀产物铁氧化物占比高达87.4%,炉胆腐蚀产物铁氧化物占比高达74.7%。
▲锅炉炉胆表面局部都有严重腐蚀炉管腐蚀穿孔二、锅炉炉管腐蚀穿孔原因分析炉管腐蚀产物铁氧化物占比高达87.4%,炉胆腐蚀产物铁氧化物占比高达74.7%,锅炉内的铁氧腐蚀产物的有5个来源:1、锅炉炉胆和炉管自身的氧腐蚀产物。
铁超标、有硬度、管线腐蚀、PH值低,锅炉蒸汽冷凝水回收处理需要注意的4个问题
铁超标、有硬度、管线腐蚀、PH值低,锅炉蒸汽冷凝水回收处理需要注意的4个问题锅炉蒸汽冷凝水接近蒸馏水,品质与纯水基本相当,高温锅炉蒸汽冷凝水作为锅炉补给水回用到锅炉,不仅能显著提高锅炉补水温度还能节省大量的燃料能源消耗;纯净的高温锅炉蒸汽冷凝水不仅能减少锅炉软化水或除盐水使用,节省软化水或除盐水处理生产成本,还能明显减少锅炉结垢,改善锅炉水质和工况,减少锅炉排污损失,增加锅炉出力。
蒸汽冷凝水回收到锅炉有如此多的好处,但是蒸汽冷凝水回收处理经常会遇到铁超标、有硬度、PH值低、管线腐蚀等各种问题。
锅炉蒸汽冷凝水回收处理需要注意第1个问题:铁超标锅炉系统设备、蒸汽管线及冷凝水回收管网大部分是碳钢材质碳钢材质因为除氧不合格被腐蚀氧化形成氧化铁等产物溶解在蒸汽冷凝水中,蒸汽冷凝水的外观颜色会随着冷凝水中铁离子浓度不断增大而呈现出变化,依次由无色透明纯净、泛黄、泛红、橙红、红色、红褐色、酱油色。
铁离子超标的蒸汽冷凝水直接回用到锅炉后,蒸汽冷凝水中的铁离子随着炉水不断蒸发浓缩在锅炉中形成氧化铁垢,氧化铁会加快锅炉腐蚀速度并会造成垢下腐蚀,氧化铁水垢传热效率是钢的五百分之一,氧化铁水垢不仅增加能耗而且会引起爆管危险,故铁离子超标的蒸汽冷凝水是不能直接回用到锅炉。
国标GB1576-2008《工业锅炉水质》中对锅炉给水铁离子浓度有明确的要求。
国标GB1576-2008《工业锅炉水质》中对蒸汽锅炉给水水质标准目前,国内蒸汽冷凝水除铁离子工艺分为两类,一类使用除铁设备物理过滤除铁离子,另一类是化学药剂除铁离子。
统计发现,当前国内蒸汽冷凝水除铁离子工艺主要有以下八种:第1种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——常规的锰砂或石英砂除铁过滤器第2种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——高温阴阳树脂交换第3种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——活性炭复合双层膜法第4种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——粉末树脂除铁法第5种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——高温烧结陶瓷滤料除铁法第6种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——高梯度电磁除铁第7种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——磁增益复合除铁第8种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——BF-31T冷凝水系统保护剂法第1-7种高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺属于除铁设备物理除铁,就是在冷凝水回收的末端安装设备过滤除去冷凝水中铁离子。
关于蒸汽冷凝水品质的说明
关于蒸汽冷凝水品质的说明关于蒸汽冷凝水品质的说明:锅水被加热后,一部分锅水形成与锅水同温度的蒸汽,是水的相变过裎,通过锅炉内置的汽水分离器,输送出去供用热设备使用,释放热量后,形成与蒸汽同等温度的冷凝水。
在锅炉不满水运行和汽水分离器完好的情况下,蒸汽一般不带出锅水,即使不小心带出了,在分汽缸中也会通过疏水阀排掉。
因此蒸汽是纯洁的,在用热设备内形成的冷凝水也是纯洁的,冷凝水不含碱度和硬度,故冷凝水没有缓冲能力。
在这种情况下,只要有一点二氧化碳进入,即可导致ph值大为降低,会导致回收管道的腐蚀,产生铁离子。
如再有氧气进入,由于协同效应,更会促进回收管道的腐蚀。
解决的办法是向其中加入凝结水系统保护剂,有的干脆用不锈钢做凝结水回收管。
实际上在开放状态下,如果用热设备内的冷凝水不能排尽,又长期停用,用热设备也会造成同样的腐蚀。
随着回收技术的发展,解决了冷凝水无泵长距离输送(以前一般采用斯派莎克蒸汽做动力的回收泵,现采用二次蒸汽或蒸汽做动力的提升器)和高温水泵汽蚀问题。
因此有了闭式冷凝水回收系统,它阻止了冷凝水与二氧化碳或氧气接触的机会,因此冷凝水管道不再腐蚀,水中的铁离子不再超标,闭式回收是带压回收,没有二次蒸汽排放,水温大大提高,节能更佳。
由于用热设备泄漏,被加热物料会进入冷凝水中,造成冷凝水品质达不到锅炉给水标准,这种情况不是冷凝水自身造成的,而是用热设备泄漏造成的,如果被加热物料成酸性,ph 值会超标;如果被加热物料是自来水,硬度会超标。
解决的方法是阻止用热设备泄漏。
往冷凝水中加入碱或除垢剂的方法也行,但对于水质要求高的锅炉不太合适,因为它实际上与锅内加药水处理一样。
总没有钠离子交换的好。
综上所述,只要用热设备自身不漏,又采用闭式回收,冷凝水品质完全会优于锅炉给水标准,我公司做的冷凝水回收系统,对冷凝水检测结果是ph=7,碱度,硬度是零。
蒸汽冷凝水回收方式介绍蒸汽冷凝水回收方式有下列三种(各有特点,不同要求的场合,可以采用不同的选用)1、开式回收方式2、无泵回收方式3、闭式回收方式一、开式回收方式:没有技术含量,回收利用率最低,造价也最低,水质不能保证。
蒸汽冷凝水酸性原因
欢迎共阅1蒸汽冷凝水受污染的原因冷凝水受铁离子污染的主要原因是,蒸汽冷凝水系统和冷凝水回收金属管道发生了腐蚀,而腐蚀的主要原因是蒸汽中所含有的Ο2和СΟ2(1)? ?氧腐蚀由于锅炉给水不除氧或出氧不合格(除氧未达到104℃),给水中的溶解氧进入锅СΟ2气体被蒸汽携带,会使蒸汽冷凝水或湿蒸汽显弱酸性,水中СΟ2虽然只显弱酸性,但由于蒸汽一般都比较纯净,冷凝成水后缓冲性很小,少量溶有1mgСΟ2时,水的ΡН值便可由7.0降至5.5左右。
水中的СΟ2可使水产生Н+,而Н+与溶解氧同是腐蚀电池中阴极去极化剂,大大加速了阳极金属的腐蚀。
СΟ2使金属发生酸腐蚀,又使其发生电化学腐蚀。
因此,冷凝水中的СΟ2具有较强的腐蚀性,特别是在有氧的存在下。
СΟ2+Н2Ο→НСΟ3-+ΟН-在冷凝水系统中,同时含有Ο2和СΟ2,将会明显地加速管道和泵的金属腐蚀,促使冷凝水中的含铁量迅速增高,直接将受污染的蒸汽冷凝水作为锅炉补水,(冷凝水中若不含有Ο2和СΟ2冷凝水不会污染),会造成锅炉给水系统及锅炉本体腐蚀,冷凝水中携带的Fе3+及腐蚀产物同样会引起锅炉腐蚀和在锅炉内积聚堆积,因此不经过处理的受污染的蒸汽冷凝水是不能直接作为锅炉补给水的。
(3)? ? ? ? 、杜绝用热设备泄漏,防止被加热介质进入回收系统。
3蒸汽冷凝水作为锅炉补给水的水质补救措施(1)铁离子的处理办法含高铁离子类型蒸汽冷凝回水的水质处理,要考虑铁离子腐蚀和在锅内沉积问题。
给水必须预先进行除铁处理。
目前除铁处理常用的方法有曝气法,氯氧化法,接触催化法,铁细菌除铁法和离子交换法等。
对冷凝回水处理应该考虑设备简单,便于操作和处理效果和成本。
采用曝气法和接触催化法相结合的处理方法比较合适:曝气除铁的原理:冷凝水中的铁主要以Fе2+形式存在,Fе2+不稳定,与氧作用少来确定处理方式。
由于冷凝温度很高一般不采用离子交换处理,如果总硬度≥1.0mmol/L,可以通过投加复合阻垢剂进行锅内处理。
冷凝水回收过程中产生的酸性腐蚀问题
能 够 造 成 热 力 设 备 腐 蚀 的 原 因 有 很 多 , 比如 氧 腐 蚀 软 化 水 中存 在
一
碳 酸 性 腐 蚀 等 。 对 于 连 续 运 行 的 蒸 汽 间接 加 热 设 备 , 回收 系统 管
网设 计 正 常 时 , 漏 入 空 气 的 可 能 性 就 很 小 ,冷 凝 水 中含 氧 量 会 很 低 , 冷 凝 水 系 统 中产 生 的 腐 蚀 主
技 术 , 常会 遇 到 一个 共 同 问题 : 经 冷 凝 水 系 统 中热 力设 备 的酸 性 腐 蚀。 即冷 凝 水 系统 在 运 行 时 , 色 颜 发 红 ,铁 含 量 高 ,造 成 水 质 不 合
格, 冷凝 水 不 能被 利 用 。 这 样 , 冷 凝 水 回 收 技 术 达 不 到 预 期 的节 能 效 果 , 也 影 响 了热 力 设 备 的 使 用
冷 凝 水 水 质 较 纯 ,即 使 溶 解 少 量
的二 氧 化碳 也 会 是冷 凝 水 的 D H
因此 工 业锅 炉 生 产 的 蒸 汽 中
值 显 著 降低 。 整 个 汽 水 系统 中 , 在
发 生 二氧 化碳 腐 蚀 最 严 重 的部 位
就是冷凝水 系统 。 如 , 例 当冷 凝 水
定 量 的碳 酸 氢 盐 和 碳 酸 盐 。 在
分 解 出来 的 有 机 酸 主 要 有 乙 酸 .
也 有 甲酸 和 丙 酸 等 。这 些 物 质在
低 压 除 氧 器 中 ,一 部 分 碳 酸 氢 盐 分 解 ,分 解 产 生 的 二 氧 化 碳 大部 分 被 除 去 。 而 给水 中仍 然 有很 多 碳 酸 氢 盐 和 碳 酸 盐 ,这 些 盐 类 进
会 含 有 二 氧 化碳 ,蒸 汽 在 用 汽 设
冷凝是否会导致物体的腐蚀?
冷凝是否会导致物体的腐蚀?一、什么是冷凝?冷凝是指物体表面由于温度降低而产生的凝结现象。
当水蒸气或其他气体遇冷时,由于温度下降,其中的水分子或其他物质会聚集在一起并从气体态变为液体态,形成水滴或液态物质。
二、冷凝的原因及过程1. 温度差:冷凝过程中,物体表面温度低于周围环境的饱和温度,使得水蒸气中的水分子凝结成液滴。
2. 湿度:空气中的湿度越高,冷凝发生的可能性就越大。
3. 绝对湿度:绝对湿度指单位体积空气中所包含的水蒸气的质量,当空气中的绝对湿度达到饱和时,冷凝就会发生。
三、将冷凝与物体的腐蚀联系起来1. 酸性冷凝:在一些特定情况下,冷凝水会具有酸性,其中含有一些酸性物质的气体被冷凝后形成酸性冷凝水滴。
这些酸性冷凝水滴接触某些金属或材料表面时,可能导致腐蚀。
2. 盐度:冷凝水从大气中吸收了各种盐类物质,例如氯离子等。
当冷凝水附着在金属或材料表面上时,这些盐类物质可能引发腐蚀反应。
3. 氧化还原反应:冷凝时,气体中的一些物质与金属或材料表面发生氧化还原反应,产生的物质可能对物体表面造成腐蚀。
4. 温度影响:冷凝导致了物体表面温度的降低,一些物质在低温下可能更容易与金属或材料发生反应,加速腐蚀的发生。
四、如何防止冷凝引起的腐蚀1. 温度控制:通过控制物体表面温度,使其不低于周围环境的饱和温度,可以减少冷凝水的生成。
2. 加温保护:对于一些容易冷凝的物体,可以施加加温措施以保持表面温度较高,避免冷凝水的形成。
3. 表面处理:通过给金属或材料表面进行相应的处理,例如喷涂防腐涂层,可以减少冷凝水与金属表面的接触,减少腐蚀的发生。
4. 控制湿度:保持室内空气的湿度在合适范围内,可以减少冷凝水的生成,从而降低腐蚀的风险。
五、结论冷凝可能会导致物体的腐蚀,特别是在酸性冷凝、盐度较高以及温度较低的情况下更为明显。
为了防止冷凝带来的腐蚀问题,需要采取相应的措施,例如温度控制、加温保护、表面处理和湿度控制等,以保护物体的表面免受冷凝腐蚀的侵害。
六个蒸汽冷凝水硬度超标的处理措施
六个蒸汽冷凝水硬度超标的处理措施合格的蒸汽冷凝水PH值为中性接近7,硬度和蒸馏水差不多接近0。
高温纯净的蒸汽冷凝水回用到锅炉,能极大改善锅炉运行工况,减少燃料消耗,节省大量的能源,延长炉水浓缩时间,降低排污量,节省大量水资源,节省软化或反渗透操作生产锅炉补水消耗的水、电、盐等运行成本。
但是,锅炉用户经检测蒸汽冷凝水经常出现的三种情况是:蒸汽冷凝水PH值偏低呈酸性;蒸汽冷凝水铁离子超标;蒸汽冷凝水硬度超标。
PH值偏低呈酸性蒸汽冷凝水未经处理直接回用到锅炉,会造成炉水PH值降低,锅炉腐蚀,炉水发红;长时间使用未经处理PH值偏低呈酸性蒸汽冷凝水,会造成炉管均匀变薄,引发锅炉爆管安全事故。
铁离子超标的蒸汽冷凝水未经处理直接回用到锅炉,会造成炉水颜色发红,锅炉出现红色铁锈、铁垢和点蚀;长时间使用未经处理铁离子超标蒸汽冷凝水,会造成垢下腐蚀,引发穿孔泄漏安全事故。
硬度超标的蒸汽冷凝水未经处理直接回用到锅炉,会造成炉水硬度超标,锅炉结垢,锅炉出力不好效率降低,排污量增大,燃料消耗变大增加运行成本;长时间使用未经处理硬度超标蒸汽冷凝水,会造成严重结垢炉管传热速率下降,结垢严重的局部炉管受热蠕涨变形,引发锅炉爆管安全事故。
蒸汽冷凝水PH值偏低呈酸性、蒸汽冷凝水铁离子超标的解决办法先放一放,下次再说。
今天就分享交流如何解决蒸汽冷凝水硬度超标问题。
蒸汽凝结水接近蒸馏水,应该是比较纯净的,没有硬度,造成检测中出现蒸汽冷凝水硬度超标有如下6个原因。
造成检测中出蒸汽冷凝水硬度超标第1个原因——系统有漏。
蒸汽换热系统或凝结水回收系统或管网有漏夹带进来的硬度。
因为蒸汽品质不好,PH值低,腐蚀蒸汽换热系统或凝结水回收系统,导致穿孔泄漏加带硬度进入蒸汽冷凝水中。
解决之道:堵漏或补漏或更换有漏的换热器。
造成检测中出蒸汽冷凝水硬度超标第2个原因——生产工艺。
笔者就遇到一个用户企业,蒸汽加热物料和冷却物料共用一个换热器,只是加热物料时打开蒸汽阀门加热,需要冷却物料时关闭蒸汽阀门打开自来水阀门,用自来水来换热冷却物料,加热和冷却物料切换时,残留换热器的自来水混入蒸汽冷凝水中使硬度超标。
蒸汽冷凝水腐蚀机理
锅炉水汽系统由于其运行工况的性质,很容易受到酸性腐蚀。
特别是凝结水系统。
这是因为给水中的碳酸氢盐进入锅炉后受热分解形成二氧化碳随蒸汽溶入凝结水的缘故。
由于凝结水水质较纯,缓冲性很小,溶有少量的二氧化碳水中的pH就显著的降低,二氧化碳在凝结水中溶解、电离的机理如下:CO2+H2O=H2CO3H2CO3 =H++ HCO3-HCO3-=H++ CO32-这时,虽然碳酸是一种弱酸,但是由于凝结水的水质太纯,无缓冲性,就使得碳酸的酸性得到体现。
例如,在室温时,当纯净的凝结水中溶有1mg/L的二氧化碳时,其pH值就降至5.5。
可见在此工况状态下其酸性。
很早以前,就有研究报告指出,含有游离二氧化碳的水溶液对钢材的侵蚀性比同样pH值的完全电离的强酸溶液(如盐酸)更强。
二氧化碳水溶液对碳钢的侵蚀,经过学者们的不断研究,其腐蚀机理已经比较清楚,其电极反应为:阳极:Fe = Fe2-+2e阴极:2H++ 2e = H2碳钢就在这种状态下被不断腐蚀,特别是在能不断提供二氧化碳的体系中。
碳钢在无氧的二氧化碳溶液中的腐蚀速度是由阴极反应决定的,即氢的释放过程的速度控制着反应速度的快慢。
进一步的研究还发现,决定反应速度和进程的析氢过程是经过两条不同的相互关联又相互独立的途径同时进行的。
一条途径是水中的二氧化碳分子与水分子作用形成碳酸分子,碳酸分子在水溶液中电离产生氢离子,氢离子扩散到金属表面上放电,其历程为:CO2→ H2CO3→ H+→H→H2另一条途径是,水中二氧化碳分子直接向金属表面扩散,吸附在金属表面上,随后与水分子结合形成吸附碳酸分子,接着碳酸分子直接(不需电离过程)还原释放出氢。
历程如下:CO2→ CO2(吸附于金属)→H2CO3→H吸附→H2在这两个过程的不断进程中,碳钢被不断腐蚀。
蒸汽冷凝水由于直接与空气接触,所以在冷凝水中不可避免的溶入氧气等原来蒸汽所没有的气体物质,加上金属表面在微观上是不均匀的,当它与水介质接触时,会形成许多微小的腐蚀电池(简称微电池),在水环境中金属活泼部位成为阳极,不活泼部位成为阴极。
蒸汽冷凝水系统腐蚀问题之分析
冷凝水系统腐蚀原因分析生产实践中,最常见的用蒸汽设备及其冷凝水回收系统工艺流程如图(一):图(一)传统蒸汽用汽及冷凝水回收系统图一般来说,开式蒸汽冷凝水系统碳钢管道的使用寿命只有4-5 年,即使是比较耐腐蚀的铜质设备,实际使用寿命也难以达到设计要求。
蒸汽冷凝水化验结果表明,水中铁离子含量为 0.5~1.5mg/L,铜离子含量为 0.05~0.5mg/L,冷凝水的 pH 值一般为 4~6 左右。
上述现象及水质参数说明蒸汽冷凝水系统中腐蚀问题较为严重,造成系统腐蚀的原因如下:1、氧腐蚀:凝水排放口和大气直接相通,故冷凝水可以吸收大气中的氧气。
冷凝水中氧腐蚀的形式是氧去极化腐蚀,其腐蚀产物随着载体材质的不同而不同。
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(1-1)阴极反应:O2+2H2O+4e→4OH-(1-2)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(1-3)4Fe(OH)2 + 2H2O + O2→ 4Fe(OH)3(1-4)Fe(OH)2+2Fe(OH)3→Fe3O4+4H2O (1-5)以上腐蚀产物中,Fe(OH)2在有氧的条件下是不稳定的,可以转变为α-FeOOH、γ-FeOOH 或 Fe3O4,α-FeOOH的颜色是黄色的,γ-FeOOH的颜色是橙色的,Fe3O4的颜色是黑色的;F e(OH)3是表示三价铁的氢氧化物,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,可以写成 Fe2O3· nH2O 或 Fe2O3,Fe2O3又有α- Fe2O3和γ- Fe2O3之分,α- Fe2O3的颜色是砖红至黑色,γ- Fe2O3的颜色是褐色,受污染的冷凝水的颜色是红褐色,且腐蚀越严重,颜色越深,就是因为冷凝水中含有以上腐蚀产物。
冷凝水系统中铜质材料,在有溶解氧的存在下,产生以下氧化反应过程:2Cu+O2=2CuO (1-6)一般情况下,铜氧化产生的氧化铜(CuO)为致密氧化膜,可以阻止氧化反应的进一步进行,但在酸性环境中,氧化膜溶解脱落:CuO+2H+=Cu2++H2O (1-7)铜的氧化反应和酸性溶解作用同时存在,最终造成铜质材料被腐蚀。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
蒸汽冷凝水酸性原因 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
1蒸汽冷凝水受污染的原因
冷凝水受铁离子污染的主要原因是,蒸汽冷凝水系统和冷凝水回收金属管道发生了腐蚀,而腐蚀的主要原因是蒸汽中所含有的Ο2和СΟ2
(1)? ?氧腐蚀
由于锅炉给水不除氧或出氧不合格(除氧未达到104℃),给水中的溶解氧进入锅炉,在高温锅水中部分随着蒸汽一起蒸发出来(部分与锅炉金属发生了反映)进入蒸汽中,又伴随着蒸汽冷凝,溶解到蒸汽冷凝水中,如果蒸汽冷凝水回收系统不密闭(开式回收或被加热介质进入),空气中的溶解氧也会溶解到冷凝水中,因此,蒸汽冷凝水中含有一定量的溶解氧会对管道和回收系统的金属表面进行腐蚀。
Ο2+Fе+Н2Ο→Fе(ΟН)2
Ο2+ Fе(ΟН)2+Н2Ο→Fе(ΟН)3
Fе(ΟН)2 +Fе(ΟН)3→Fе3Ο4+Н2Ο
(2)? ?游离二氧化碳造成的腐蚀
冷凝水中的二氧化碳主要来源于锅炉的补给水或碳酸盐阻垢剂。
这是由于天然水中含有大量碳酸氢盐,多数工业锅炉为了防止结垢常常加入过量的碳酸钠,在高温的锅水中碳酸氢盐和碳酸盐受热分解,释放出游离的二氧化碳,并随着蒸汽进入冷凝水中。
НСΟ3-→СΟ2↑+Н2Ο+СΟ32-
СΟ32-+Н2Ο→СΟ2↑+ΟН-
СΟ2气体被蒸汽携带,会使蒸汽冷凝水或湿蒸汽显弱酸性,水中СΟ2虽然只显弱酸性,但由于蒸汽一般都比较纯净,冷凝成水后缓冲性很小,少量溶有1mgСΟ2时,水的ΡН值便可由降至左右。
水中的СΟ2可使水产生Н+,而Н+与溶解氧同是腐蚀电池中阴极去极化剂,大大加速了阳极金属的腐蚀。
СΟ2使金属发生酸腐蚀,又使其发生电化学腐蚀。
因此,冷凝水中的СΟ2具有较强的腐蚀性,特别是在有氧的存在下。
СΟ2+Н2Ο→НСΟ3-+ΟН-
在冷凝水系统中,同时含有Ο2和СΟ2,将会明显地加速管道和泵的金属腐蚀,促使冷凝水中的含铁量迅速增高,直接将受污染的蒸汽冷凝水作为锅炉补水,(冷凝水中若不含有Ο2和СΟ2冷凝水不会污染),会造成锅炉给水系统及锅炉本体腐蚀,冷凝水中携带的Fе3+及腐蚀产物同样会引起锅炉腐蚀和在锅炉内积聚堆积,因此不经过处理的受污染的蒸汽冷凝水是不能直接作为锅炉补给水的。
2蒸汽冷凝水作为锅炉补给水的水质防范措施
为了防止冷凝水中铁含量增高而引起锅炉结垢和腐蚀,可以采用下列几种处理措施。
(1)? ? 从提高锅炉补水品质入手,减少蒸汽中Ο2和СΟ2的含量,从而防止冷凝水对回收管道和回收系统的腐蚀来保证冷凝水中的铁含量,达到锅炉给水标准。
要减少锅炉给水中的溶解氧含量必须搞好锅炉给水的除氧处理。
目前对≥6t/h的锅炉,一般有除氧器,应该尽可能投入运行,同时补充投加化学除氧剂处理。
对小型直流式,贯流式燃油燃汽锅炉,可以直接投加化学除氧剂处理;对≤4t/h的锅炉可以不进行除氧处理。
要减少蒸汽中的二氧化碳,必须降低锅炉给水中碳酸盐碱度。
对于原水碱度较高的应采取降低碱度处理,对于原水碱度较低的,在采取软化处理时,不宜加碳酸钠而应加适量的磷酸三钠来消除给水残余硬度和提高锅水碱度,必要时还可以设脱碳器除二氧化碳。
(要增加补水分析项目)
(2)? ? ? ? 、冷凝水采用闭式回收,彻底消除外界空气中的氧和二氧化碳进入回收系统。
(3)? ? ? ? 、杜绝用热设备泄漏,防止被加热介质进入回收系统。
3蒸汽冷凝水作为锅炉补给水的水质补救措施
(1)铁离子的处理办法
含高铁离子类型蒸汽冷凝回水的水质处理,要考虑铁离子腐蚀和在锅内沉积问题。
给水必须预先进行除铁处理。
目前除铁处理常用的方法有曝气法,氯氧化法,接触催化法,铁细菌除铁法和离子交换法等。
对冷凝回水处理应该考虑设备简单,便于操作和处理效果和成本。
采用曝气法和接触催化法相结合的处理方法比较合适:
曝气除铁的原理:冷凝水中的铁主要以Fе2+形式存在,Fе2+不稳定,与氧作用极易形成胶体的氢氧化铁Fе(ΟН)3,其反映如下:
4Fе(ΟН)2+Ο2 +2Н2Ο→4Fе(ΟН)3↓
在ΡН值=―时,Fе(ΟН)3呈胶体凝聚物,很容易过滤除去。
推荐采用锰砂除铁过滤器既起催化除铁作用,又起机械过滤作用,防止回水系统腐蚀产物和物料进入锅炉给水里。
锰砂除铁过率器可采用一床六室设备,连续运行周期长,自耗水量小,运行费用低,年补充锰砂≯3%。
出水总铁≤L。
(2)、ΡН值处理办法
采用冷凝回水作为补给水的锅炉,维持锅水的碱度、pH值在水质标准上限附近范围内运行是防止锅炉腐蚀的关键之一。
锅炉在高碱度、高pH值下运行,一方面可以防止腐蚀和结垢,另一方面可以缓冲冷凝水pH值的波动影响。
锅水碱度、pH值的调节可以通过加NaOH来处理。
(3)、硬度的处理办法
对于冷凝回水若含有一定的硬度的处理,一般应根据硬度的大小,处理费用多少来确定处理方式。
由于冷凝温度很高一般不采用离子交换处理,如果总硬度≥L,可以通过投加复合阻垢剂进行锅内处理。
采用锅内加药处理,也可采用磷酸三钠与聚羧酸类,有机磷酸盐类阻垢分散复合阻垢处理,磷酸三钠与聚羧酸类,有机磷酸盐阻垢剂的配方为:1:3——3:1(摩尔比).
4结束语
回收蒸汽冷凝水作为锅炉给水,不仅节水,节能,经济效益也非常显着;还可以减少补给水软化处理时的排废和凝结水排废对环境的污染,降低水质处理费用;只要做好冷凝水回收水质处理准备。
做到防范和补救相结合,才能充分发挥回收利用蒸汽冷凝水的效益。
这对于我们这样严重缺水,能源缺乏,生态环境脆弱的国家,从长远利益来考虑,其节水,节约能源和保护环境的社会效益,甚至可能要超过直接得到的经济效益.。