燃烧电厂冲灰闭路循环系统的处理工艺及防垢机理研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:limiao912
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本文综述了目前国内燃煤电厂闭路循环系统的结垢现状及其危害,阐述了结垢的机理及影响因素。通过一系列的工艺研究,得到防止输灰管和回水管结垢的综合治理方法,其工艺流程为:通过X-荧光光谱(XRF)和X-射线衍射(XRD)对干灰进行分析;采用搅拌实验研究干灰中游离氧化钙(fCaO)的溶解行为;通过管前预结晶、絮凝沉降去除灰水中钙硬度;通过向絮凝沉降上清液中通入CO2模拟电厂炉烟处理进行纯碱再生研究及进行回水冲灰实验;向回水中添加腐植酸钠(HAS)、聚丙烯酸(PAA)作为阻垢溶垢剂。本文还通过扫描电子显微镜(SEM)、XRD等现代分析仪器进行垢相分析,研究HAS、PAA阻垢、溶垢机理。实验结果表明:   (1)灰水比(质量比)对灰水的化学成分有很大影响。灰水比减小,pH、碱度和Ca2+浓度降低。   (2)搅拌能够加速粉煤灰中可溶性物质的溶解,这种加速效应在搅拌20min后不再明显。灰水比为1:20,最佳搅拌速率为800r/min:灰水比为1:10,搅拌速率1200r/min,此时水中pH、碱度、电导率和Ca2+浓度均达到最大值。   (3)灰水比分别为1:10和1:20时,向搅拌后混合液中加入Na2CO3,使Na2CO3与Ca2+浓度摩尔比为0.8:1,搅拌30min可将混合液Ca2+浓度降至15mg·L-1以下。   (4)灰水比分别为1:10和1:20时,向经过Na2CO3处理后的灰水中投加聚丙烯酰胺(PAM)进行混凝沉降,PAM的最佳用量为0.5 mg·L-1,此时Ca2+、碱度均达到最小值。   (5)在密闭容器中向混凝上清液中通CO26min可以使碱性物质全部转化为HCO3-,并溶入大量CO2,采用此水作为回水再溶灰可达到与投加Na2CO3相似的效果。并且多次回水吸收CO2气体后再冲灰不影响冲灰效果。   (6)经过上述一系列的搅拌试验、投加Na2CO3管前预结晶、絮凝沉降等处理,回水中Ca2+浓度已经降至很低,但碱度仍然很高(灰水比为1:20时高达800 mg·L-1),易吸收空气中CO2导致结垢,因此需向其中投加阻垢剂来抑止回水结垢。   (7)HAS的阻垢效果虽然不如PAA好,但由于HAS阻垢后形成的CaCO3垢是呈絮凝状悬浮在水中的软垢,易随水冲出,且HAS具有耐一定硬度和碱度的特性,适合在回水水质中使用。   (8)相同实验条件下HAS溶垢能力明显优于PAA,pH对阻垢剂的溶垢效果有一定的影响。pH增高,溶垢率下降。   (9)HAS和PAA的阻垢溶垢机理明显不同。HAS的阻垢机理为羧基的络合增溶、凝聚与分散作用,溶垢机理为羧基的络合增溶和使CaCO3垢发生不破坏晶型的剥蚀性溶解。PAA的阻垢和溶垢机理均是使CaCO3垢发生晶格畸变。
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