锅炉软化水处理复合再生剂的研制及应用研究

尹宗杰

摘 要：本文论述了一种锅炉软化水处理复合再生剂的作用原理、检验方法及使用效果，证明其对于保证锅炉安全运行、促进节能降耗具有重要意义。

关键词：锅炉软化水处理；复合再生剂；应用研究

中图分类号： TK2 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）24-241-3

0 引言

节约能源是我国实现可持续发展战略的重要组成部分，已是我国一项基本国策[1]。广东地区水质具有硬度低、氯离子含量低、但碱度高的特点，锅炉即使在不添加碱性物质的情况下，锅水因蒸发浓缩导致的碱度超标和过量排污非常普遍，同时存在锅炉回水质量不高，不利于回收利用的问题，对工业锅炉节能降耗和安全使用产生了不利的影响[2-4]。工业锅炉冷凝水回收利用是提高锅炉热效率、降低能耗的重要途径之一[5-8]。

1 复合再生剂

锅炉软化水处理复合再生剂是由我单位主持的国家质检总局科研项目“复合再生剂在工业锅炉节能和水质调节技术研究”研制的科研成果。锅炉软化水处理复合再生剂是在传统钠盐再生剂中添加铵盐，对软化器进行再生。软化水中盐类由原来的单一钠盐改变为铵盐和钠盐两种成分，铵盐分解的酸可以中和钠盐分解的碱，降低锅水碱度，防止碱性腐蚀和苛性脆化。铵盐分解的NH3带入蒸汽中，可以中和蒸汽中的CO2，防止用汽设备和冷凝水系统的金属腐蚀，确保锅炉及热力系统的安全运行。

由于水质硬度低、氯离子含量低、但碱度高，采用西江水作为锅炉水源的锅炉即使在锅炉不添加碱性物质的情况下， 锅炉锅水因蒸发浓缩导致的碱度超标和过量排污非常普遍。根据不同水质碱度不同的情况，复合再生剂分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。其中，Ⅰ级主要适用于：锅水碱度长期在22mmol/L以上；锅水相对碱度大于或者接近0.2；生产回水含铁量超标不能完全回收利用的。Ⅱ级主要适用于：锅水碱度在18mmol/L～22mmol/L之间，且 pH值接近12；生产回水量小于2吨/小时。Ⅲ级主要适用于：锅水碱度、pH符合GB/T 1576-2008《工业锅炉水质》要求，无异常状况；无生产回水；漂染企业采用的软化水处理设备再生。

2 检验方法

2.1 试剂及仪器

① 钠标准溶液（C=1000mg/L）：从钢铁研究总院购买浓度为1000mg/L的钠标准溶液（GSBG62004-90）。

②钠标准溶液（C=100mg/L）： 取2.1.1钠标准溶液，稀释10倍，用容量瓶定容。

③铵标准溶液（C=5000mg/L） ：取26.7500g优级纯NH4Cl，移入1000mL容量瓶中，用二级水定容。

④铵标准溶液（C=500mg/L）：取2.1.3铵标准溶液，稀释10倍用容量瓶定容。

⑤奥利龙Orion 4-Star多参数测定仪（配奥利龙 Orion 8611BNWP高钠电极）。

⑥奥利龙Orion 4-Star多参数测定仪（配奥立龙Orion 9512 HPBNWP高性能氨气敏电极）。

2.2 钠离子的测定

取50g复合再生剂移入1000mL容量瓶中，则按照Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，钠离子浓度范围为12.50g/L～18.00g/L。稀释20倍后，钠离子浓度范围为625mg/L～900mg/L。

使用奥利龙Orion 4-Star多参数测定仪，用二异丙胺调节溶液pH为9～10，对各溶液中钠离子含量进行测定。分别取3.1.1和3.1.2钠标准溶液100ml，分别加入8滴二异丙胺，调节溶液pH为9～10标定高钠电极。配制不同浓度钠溶液，进行测定，结果表1。

由表1可以看出，以水为溶剂测定不同浓度下的钠溶液，读数十分稳定。

2.3 铵离子的测定

取50g复合再生剂移入1000mL容量瓶中，则按照Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，铵离子浓度范围为500mg/L～5000mg/L。由于浓度较大，测试不准，稀释10倍后测定。配制铵标准溶液50 mg/L～500mg/L，标定铵气敏电极。用ISA离子强度调节剂调节溶液pH为9～10，对溶液中铵离子含量进行测定。配制不同浓度铵溶液，进行测定，结果表2。

由表2可以看出，测量低浓度铵溶液过程中，读数相对比较稳定，误差在5%以内，满足检验要求。

2.4 复合再生剂的测定

分别配制不同级别的复合再生剂，分别取2.5000g移入1000ml容量瓶中，用2.1.1、2.1.2钠标准溶液标定高钠电极，测定钠离子和铵离子含量，结果见表3。

由表3可知，采用高钠电极法测复合再生剂中钠离子含量，采用氨气敏电极法测量复合再生剂中铵离子含量，结果均满足检验要求。

3 应用研究

广州某酒店2台贯流锅炉（LSS3-1.25-Y，Q）应用复合再生剂节能减排节水情况。

该单位锅炉每天运行18小时，一用一备，每台锅炉每天燃气消耗约2400m3，锅炉补给水采用全自动软化水处理方式，每两天再生一次，每次再生消耗工业盐25Kg，每月消耗再生剂约400Kg。

3.1 使用复合再生剂前，该单位采用工业盐为再生剂时，锅炉运行情况

①锅水碱度超标，采用表面排污和底部排污向结合的方式，排污率为13%左右；

②回水因无法解决含铁量超标，没有回收利用；

③水处理设备周期制水量约60m3；

④因锅炉排污量过大，锅水热量浪费严重，燃气、水量消耗较大。

3.2 使用复合再生剂再生后，锅炉运行状况得到了显著改善

①复合再生剂使用3天后，锅水碱度降低明显、回水含铁量降低，均在GB/T 1576《工业锅炉水质》要求范围内；

②使用7天后，锅水碱度开始稳定，给水、回水含铁量

≤0.15mg/L，不需采用表面排污，排污降低到4.8%，水质稳定。

③使用30天后，锅炉水质稳定，因生产回水被利用，水处理设备制水周期延长为3天再生一次，再生次数减少，再生剂使用量降低到每月约280kg。

④因生产回水回收利用、排污量降低，锅水热量消耗也大幅度减少，通过检查该单位锅炉使用记录，该单位补充水减少了15%，天然气消耗量减少了4.5%。

3.3 节水、节能、减排状况分析（每月按照30天计算）

① 节水状况

每天减少排污水量（13%-4.8%）×3t/h×18h=4.4t；

回水回收利用，每天减少补充水量15%×3t/h×18h=8.1t

每月节水量（4.4t+8.1t）×30=375t

②节能状况

天然气消耗量每天减少4.5%×2400m3=108m3，每月节约燃气3240m3。

③减排状况

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

按照锅水磷酸根含量20mg/L（国家标准GB/T1576-2008《工业锅炉水质》要求，磷酸根含量为10～30 mg/L）计算：

每月减少氯离子排放量（400kg-280kg）×61%=73.2kg

4 总结

复合再生剂实现了实际生产应用，在广东省内多个地区，560多家企业使用的工业锅炉上得到了应用。通过使用工业锅炉软化复合再生剂，可以确保工业锅炉冷凝水最大程度回收利用，防止腐蚀，同时降低锅水碱度，减少锅炉排污，降低锅炉能耗，促进工业锅炉的安全、经济、节能、环保运行。

参 考 文 献

[1] 王毓.工业锅炉锅内水质处理方法的现状和发展[J]. 锅炉制造，2008（5）：42-46.

[2] 王保卫，瞿玉华.浅谈锅炉水垢与燃料消耗[J].工业锅炉，1996（1）：46-49.

[3] 李玉英，胡卫朋.加强水质监测以促进工业锅炉节能与安全[J].化学工程与装备，2011（2）：173-174.

[4] 樊玲芳，谢礼志.水垢厚度对工业锅炉受热面壁温的影响[J].湖北科技学院学报，2013，33（12）：21-22.

[5] 李茂东，吴从容.工业锅炉锅内水处理药剂现状与发展[J].工业水处理，2004，24（5）：5-9.

[6] 吴卓玲，等.锅炉集中供热系统冷凝水处理技术研究与应用[J].中国环境监测，1999，4.

[7] 刑春良，等，密闭式高温冷凝水回收技术[J].中氮肥，200l，3.

[8] 白净，中和胺在热力厂节水节能中的应用[J].工业水处理，2000，7.