废热锅炉中 磷酸盐反应机理及控制方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com炼油与化工20REFININGANDCHEMICALINDUSTRY第22卷废热锅炉中磷酸盐反应机理及控制方法王福宝，周振起，杨贵林(大庆石化公司化工二厂，黑龙江大庆163714)摘要：分析了造气装置废热锅炉补加药剂磷酸盐在锅炉水中的反应机理，提出补加药剂方法。指出了补加药剂的技术控制指标，为解决废热锅炉中水质难于控制和锅炉腐蚀的问题、提高锅炉水质合格率、延长废热锅炉的使用寿命提供了可借鉴的经验。关键词：废热锅炉；磷酸盐；溶解度；排污量中图分类号：TK22文献

2、标识码：B文章编号：1671—4962(2011)01—0020—03大庆石化公司造气装置废热锅炉是通过盘管化磷酸石)，少量的Mg则与炉水中的SiO32-生成蛇加热冷凝液，冷却气化炉产生的高温合成气，同时纹石，反应方程式：管程的高温合成气和壳程的锅炉水进行换热，产10Ca2+6PO,3-+2OH一—ca，。(OH)(PO)生4．8MPa饱和蒸汽，供造气装置使用。3Mg+2SIO3：-+2OH一+H20_3MgO·2SiO2"2HzOi近年来，国内外同类生产装置对废热锅炉的生成的碱性磷酸钙(Ca。

3、(oii)：(po))和蛇纹平稳运行和延长其使用寿命进行研究，结果均不石(MgO·2SiO·2HO)属难溶化合物，在炉水中呈理想。该装置技术人员针对自产蒸汽质量和锅炉分散、松软状水渣，随锅炉排污而除去。水质管理规定的双重要求，总结锅炉运行管理经由于碱性磷酸钙溶度积很小，所以炉水只要验，对锅炉水药剂一磷酸盐与炉水中的成分反应维持一定量的PO43时，就可以使炉水中的ca浓度的反应机理进行分析，并针对磷酸盐反应特性提降至最低，进而使炉水中的Ca“、SO,2-和SiO32-浓度出合理的锅炉药剂加注方法，

4、提高了锅炉水质合的乘积达不到CaSO和CaSiO，的溶度积，从而防止格率，降低了废热锅炉腐蚀速率，延长了其使用寿硫酸钙或硅酸钙水垢的生成。命。1．3磷酸盐加入量1磷酸盐反应机理磷酸盐与水中的Ca和Mg的化学反应比较1．1磷酸盐指标复杂，其加药量难以用公式计算，在实际应用中，废热锅炉属于中压锅炉。对于中压锅炉，通磷酸盐的加入量是根据炉水所控制的PO43-指标、常采用磷酸三钠(Na，PO·12HO)对炉水进行处炉水容积及排污量进行估算，然后通过实验确定。111理，磷酸三钠的指标见表1。G】：×言×(

5、w×L+28．5H×w)表1磷酸三钠的主要经济技术指标111丽1×吉×志(28H×Q+P×L)式中G一锅炉启动时需投加的Na，PO量，kg；G2一锅炉运行时需投加的Na，PO量，kg；卜锅炉水中应维持的P0浓度，rag／L；日一锅炉给水硬度，mmol／L；一锅炉水系统容积，Ill；p一锅炉给水量，t／h；P一_锅炉排污量，t／h；￡一工业用磷酸三钠(Na，PO·12H：O)纯度。1．2磷酸盐反应机理2磷酸盐控制方法炉水中加入磷酸盐溶液，在碱性的条件下，使锅炉水中加入磷酸盐可以防止锅炉结垢，但磷酸

6、根(PO)维持在一定的浓度范围内，水中的会增加炉水的含盐量，从而影响所产蒸汽质量，加ca便与PO43-发生反应，生成碱性磷酸钙(又称水快锅炉腐蚀，甚至给蒸汽用户造成影响，因此在采学兔兔www.xuetutu.com2011年第1期王福宝，等．废热锅炉中磷酸盐反应机理及控制方法21用磷酸盐处理锅炉水质时需采取措施。2．2．3磷酸盐水垢若炉水中含铁量较高，有生成2．1硬度控制磷酸铁水垢的危险，磷酸盐铁垢与锅炉水中磷酸锅炉给水的残余硬度不能大于5~rnol／L否则根和游离NaOH的关系见图2。会在炉水

7、中生成大量水渣，增加炉水悬浮固形物，增加了排污率，严重时会影响蒸汽质量。-、当压力0．8MPa、给水钙(CaCO)硬度20mg／L、●g给水磷酸根离子浓度2mg／L、给水量l5t／h、系统水量5m、排污量0．75时，水硬度增加时，炉水中011磷酸根浓度的变化情况见图1。12350O图2磷酸盐铁垢与锅炉水中po~3-和游离NaOH关系由图2可见，磷酸盐铁垢的析出量很大程度上受到锅炉水中游离NaOH浓度的影响，但同时也可看出，当磷酸根浓度超过90mg／L时，随着磷酸根浓度的继续增加，磷酸盐铁垢析出量

8、也随之增大。2．2．4盐类“暂时消失”现象在高压锅炉中产生Na，PO隐藏现象，在高温(>200oC)时，NaPO在图1硬度与磷酸根浓度关系水中的溶解度出现负溶解系数，即随着温度的升由图1可见，在硬度增大的情况下，随时间的高，溶解度急剧降低，在锅炉运行时磷酸盐加药正延长，锅炉水中的P043-浓度将逐渐下降，说明生渣常，但当锅炉负荷提高时，炉水中的磷酸根明显降量增加。低；当锅炉负荷降低时，炉水中的磷酸根又会重新2．2加注适量升高，发生盐类的“暂时消失”现象。这就是由于炉水中应控制过剩磷酸根浓度。磷酸