Chuong 6 Che do nuoc lo hoi va phuong phap thu hoisach

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.43 MB, 14 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Chương 6

CHẾ ĐỘ NƯỚC CỦA LÒ HƠI &

CÁC PHƯƠNG PHÁP THU NHẬN

HƠI SẠCH

6.1. Đặc tính của nước

 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nước nồi hơi

1. Các tạp chất trong nước:

- Những chất không tan (cả vô cơ và hữu cơ) làm cho nước bị đục.
Những hạt có kích thước dưới 0,0001 mm hầu như không lắng đọng lại
được mà lơ lửng trong nước gọi là những hạt keo (huyền phù).

- Những chất hòa tan trong nước: thường bị phân hủy thành ion, chủ
yếu là Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO

3-, SO42-, Cl-,…

- Khí hồ tan.

-> Tạp chất ở dạng nào cũng có ảnh hưởng xấu đến hiệu quả vận hành và
tuổi thọ của nồi hơi.

Nước ngưng

Hơi sử dụng

Xả đáy
Nồi hơi

Nước cấp

Bôm

Nước bổ sung

Bồn chứa
Nguồn nước Hệ thống xử lý nước

2. Các chỉ tiêu về chất lượng nước:

Trong cơng nghệ lị hơi, thường chú ý các chỉ tiêu sau:

A. Độ pH: (chỉ tiêu nồng độ H+trong nước)

Là một trong những chỉ tiêu quan trọng, biểu thị tính chất acid hoặc
tính chất kiềm của nước.

Trong nước nguyên chất ở 22 oC, nồng độ các ion H+= OH-= 10-7

g/lit. Ta định nghĩa độ pH: pH = -lg[H]

Như vậy nước trung hịa có độ pH = -lg[10-7] = +7

Dựa theo độ pH, thường phân nước ra các loại:

Độ pH < 5,5 là nước có tính acid mạnh, pH = 5,5 ÷ 6,5 có acid yếu, pH
= 6,5 ÷ 7,5 là nước trung tính, pH = 7,5 ÷ 8,5 có tính kiềm yếu, pH > 8,5 có
tính kiềm mạnh.

Tùy thuộc vào độ pH của nước mà các acid lẫn trong nước có cấp
phân ly khác nhau. Thí dụ đối với nước có độ kiềm yếu, pH = 8,3 ÷8,4,
trong nước chứa chủ yếu là các ion HCO3-mà những liên kết với nó như

canxi và magiê bicacbonat là những liên kết dễ hồ tan trong nước, khó
đóng cáu. Cịn đối với nước có độ kiềm mạnh, pH > 12, chứa chủ yếu là
ion cacbonat CO32-mà những liên kết với nó như canxi và magiê cacbonat

lại rất khó hồ tan, dễ tách ra và tạo thành cáu cặn.

4
B. Độ cứng:

Là chỉ tiêu hết sức quan trọng, nó biểu thị tổng nồng độ các ion Ca+ và
Mg+ có trong nước và cũng là khả năng bám cáu cặn trên bề mặt truyền nhiệt,
thường đo bằng độ cứng Đức hoặc độ cứng miligam đương lượng.

Độ cứng Đức: 1 oH = 10 mg CaO/lit

Độ cứng miligam đương lượng: 1 mgdl/lit tương đương với 20,04 mg 
Ca2+/lit hoặc 12,16 Mg+2/lit.

Ở nhiều nước, cịn dùng các đơn vị cứng khác nhau, thí dụ ở Pháp, ở Anh,
ở Mỹ.

Dựa theo độ cứng, có thể chia nước thành các loại:
- Nước mềm có độ cứng bằng 4 ÷ 8 oH;

- Nước bình thường có độ cứng bằng 8 ÷ 16 oH;

- Nước cứng có độ cứng bằng 16 ÷ 30 oH.

Độ cứng tạm thời + độ cứng vĩnh cữu = độ cứng toàn phần

Độ cứng tạm thời là độ cứng gồm Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, v.v…, có thể

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

5
1
0,0702
0,1
0,560
0,01898
Độ Mỹ
14,285
1
1,4285
0,7984
0,28483
Độ Anh
10,0
0,7015
1

0,5603
0,19982
Độ Pháp
17,847
1,2521
1,7843
1
0,35663
Độ Đức
50,045
3,511
5,005
2,804
1
mgđl/l
Độ Mỹ
Độ Anh
Độ pháp
Độ Đức
Mgđl/l
Đơn vị
Độ cứng

Tính đổi đơn vị độ cứng

Độ Đức: 1 độ tương đương 10 mg caO/ 1 lít nước
Độ pháp: 1 độ tương đương 10 mgCaCO3/ 1 lít nước
Độ Anh: 1 độ tương đương 10 mgCaCO3/ 0,7 lít nước
Độ Mỹ: 1 độ tương đương 1 mg CaCO3/ 1 lít nước

6
C. Độ kiềm:

Biểu thị tổng hàm lượng (chủ yếu trong nước thiên nhiên) HCO3-,

CO32-, OH-(hydrat) và gốc muối của những acid yếu khác. Tùy theo thành

phần, có thể chia ra thành phần độ kiềm bicacbonat, cacbonat, hydrat,
phosphat, silicat, v.v… Độ kiềm có ảnh hưởng xấu đến chất lượng của hơi
và tuổi thọ của các bề mặt truyền nhiệt.

D. Độ khô kết:

Là tổng hàm lượng các vật chất còn lại sau khi cho nước bay hơi hết,
đơn vị là mg/lit.

Ký hiệu: TDS (Total Dissolved Solids)

6.2. Sự nguy hại của cáu cặn

Cáu cặn bám bên trong nồi hơi làm giảm hệ số truyền nhiệt > nhiệt độ khói thải tăng
-> hiệu suất giảm --> tiêu hao nhiên liệu lớn hơn, cơng suất nồi hơi giảm.

+ Hệ số dẫn nhiệt :

thép >> cáu

Đối với nồi hơi ống lò ống lửa:
+ Mức tiêu hao nhiên liệu tăng

khi bề dày lớp cáu tăng: (xem đồ thị)

+ Công suất nồi hơi giảm khi bề dày
cáu tăng:

Bề dày lớp cáu: cáu= 0.2 ÷ 1 mm
-> Cơng suất giảm : D = 1,5 ÷ 2 %

cáu = 1 ÷ 1,5 mm -> D = 4 ÷ 8 %

caùu= 1,5 ÷ 4 mm -> D = 10 ÷ 16 %

8
Do đóng cáu nên hệ số truyền giảm -> làm nhiệt độ thành kim loại của
các bề mặt tiếp xúc với ống lửa và khói nóng tăng quá sức chịu đựng của
kim loại gây nên sự nứt, phồng, vỡ -> hư hỏng.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

6.3. Ăn mòn kim loại

Là QT phá hủy vật liệu dưới tác dụng của môi trường. Trong nồi hơi xảy ra chủ
yếu là ăn mịn điện hóa học (phản ứng có kèm theo việc sinh ra dịng điện).

* Ăn mòn điện hóa học:

Trên bề mặt kim loại có những pin điện cực nhỏ. Những pin này có thể sinh ra
do thành phần hóa học của kim loại khác nhau, do nồng độ, nhiệt độ các chất điện
phân khác nhau. Thực tế, trên bề mặt đốt nồi hơi có vơ số những pin điện cực nhỏ
như vậy. Trong điều kiện cụ thể của lò hơi, ăn mòn điện hóa học thường thể hiện
dưới các dạng sau.

Ăn mịn kiềmlà dạng ăn mịn khi trong nước lị có nồng độ xút cao. Khi nồng
độ xút nhỏ ( 1 – 3 g/l), trên bề mặt kim loại sẽ tạo ra một màng oxyt khá mỏng và
chắc, có tác dụng làm tăng khả năng chống ăn mòn kim loại. Khi nồng độ xút cao
nhưng nhiệt độ thấp thì ăn mịn cũng ít xảy ra. Nhiệt độ và nồng độ kiềm càng lớn
thì ăn mịn càng xảy ra mạnh.

Ăn mòn mỏilà một dạng hư hỏng đặc biệt của kim loại bề mặt đốt. Nó sinh ra
do tác dụng đồng thời của ăn mịn điện hố học và của các ứng suất nhiệt khi thay
đổi nhiệt độ. Thường xảy ra trên các ống sinh hơi ở chế độ phân lớp không ổn định
tại chỗ nối của đường nước cấp với bao hơi. Dạng ăn mòn này thường gây nên
những kẽ nứt có tính xun ngang tinh thể.

Biện pháp: có thể dùng nước lị có toàn độ kiềm photphat. Làm giảm khả năng

xảy ra q trình ăn mịn và giúp chống đóng cáu trong nồi hơi. 10

* Ăn mòn khi nghỉ

Khi lị ngừng làm việc khơng khí lọt vào làm tăng nồng độ ôxy. Ngay cả khi thải
hết nước thì trên bề mặt kim loại vẫn có những màng ẩm. Những màng ẩm này hoà tan
oxy của KK. Những nguyên nhân này gây nên ăn mòn điện hoá học bởi oxy.

Một điều nguy hiểm nữa là sản phẩm của QT ăn mịn khi nghỉ có tác dụng làm
tăng nhanh QT ăn mòn khi làm việc. Đó là do khi nghỉ có nhiều oxy nên sản phẩm ăn
mòn là sắt ba oxyt Fe2O3. Khi làm việc, trong lị có ít hay khơng có oxy nên sắt ba oxyt
đã chuyển thành sắt bốn oxyt theo phản ứng:

4Fe2O3+ Fe = 3Fe3O4

 Phòng mòn là biện pháp bảo vệ lò khỏi ăn mòn khi nghỉ. Nhiệm vụ: ngăn ngừa
việc lọt KK vào trong lò, giữ cho lò được khơ hay hạn chế độ hịa tan của oxy
trong các màng ẩm. Các phương pháp phịng mịn hay dùng là các PP khơ, ướt, khí.

 Phịng mịn khơ: sấy khơ lị sau khi đã tháo hết nước ra. Đặt vào trong lò những
chất hút ẩm như CaCl2, CaO. Tất cả các van nắp cửa đều được đóng kín.

 Phịng mịn ướt: đổ đầy nước có độ kiềm vào trong lị như xút với nồng độ 1500 –
2000 mg/l hay Na3PO4với nồng độ 5000 mg/l. Chúng sẽ tạo nên những màng oxyt
trên bề mặt kim loại để ngăn ngừa việc oxy hóa tiếp theo.

 Phịng mịn khí: đưa khí (ví dụ Nitơ) vào lị. Khi ấy phần áp suất của oxy giảm đi,
do đó giảm độ hòa tan của oxy trong các màng ẩm.

6.4. Những phương pháp xử lý nước

1. Tầm quan trọng của xử lý nước

• Mục đích:

- Ngăn ngừa việc bám cáu ở trên tất cả các bề mặt đốt.
- Duy trì độ sạch của hơi ở mức cần thiết.

- Ngăn ngừa q trình ăn mịn kim loại bên trong nồi hơi, thiết bị sử dụng
hơi và đường ống dẫn hơi.

B) YÙ nghóa:

- Bảo đảm tuổi thọ của nồi hơi, an tồn cho người sử dụng nồi hơi.
- Giảm tiêu hao nhiên liệu, giữ được cơng suất nồi hơi.

- Giảm chi phí cho việc phải dừng nồi hơi để làm vệ sinh và phá cáu.
-> Tùy theo chất lượng nước ban đầu và yêu cầu của nước cấp mà chọn biện
pháp và mức độ xử lý khác nhau.

C). Tiêu chuẩn về chất lượng nước cấp

Để tránh tác hại của các tạp chất trong nước gây nên đối với

nồi hơi, người ta thường quy định chất lượng nước hoặc độ dày lớp

cáu cặn cho phép.

Đối với nồi nhỏ khỏng 2 T/h, áp suất dưới 16 bar, chiều dày

lớp cáu cặn không được quá 1 mm, áp suất từ 16 ÷ 22 bar không

được quá 0,5 mm.

Đối với nồi hơi lớn hơn, nước cấp phải đạt các tiêu chuẩn sau:

- Độ cứng:

Với nồi hơi ống lò và ống lửa H

o

≤

0,5 mgdl/l.

Với nồi hơi ống nước:

p < 16 bar, H

o

< 0,3 mgdl/l.

p = 16 ÷ 32 bar, H

o

≤

0,2 mgdl/l.

- Lượng ôxy trong nước không vượt quá 0,03 mg/l khi p

≤

32 bar.

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

2. Các biện pháp chống đóng cáu trong nồi hơi

- Xử lý ngồi nồi hơi: hạn chế đến mức tối thiểu các tạp chất trong
nước cấp cho lò hơi, tức là xử lý trước khi đưa vào lò hơi.

- Xử lý trong nồi hơi: biện pháp biến những tạp chất có nhiều khả
năng đóng cáu thành những chất rắn tách ra dưới dạng bùn dễ dàng
thải ra ngoài.

Làm sạch cáu cặn đã bám trên bề mặt truyền nhiệt.

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC:

1. Phương pháp lắng lọc: có tác dụng khử trực tiếp các hạt bùn có

đường kính trên 10-3mm hoặc những hạt keo sau khi đã cho chúng

kết hợp lại với nhau.

2. Phương pháp xử lý bằng hoá chất kết hợp với lắng lọc

* Dùng vôi Ca(OH)2để thực hiện các phản ứng kết tủa. Ví dụ:

Ca(OH)2+ Ca(HCO3)2-> 2 CaCO3 + 2H2O

2Ca(OH)2+ Mg(HCO3)2-> Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O

Ta thấy, dùng vôi chỉ khử được độ cứng cacbonat bằng cách lắng lọc
các kết tủa.

* Dùng xút NaOH quá trình phản ứng xảy ra:

2NaOH + Ca(HCO

3

)

2

-> CaCO

3

+ Na

2

CO

3

+ 2H

2

O

2NaOH + Mg(HCO

3

)

2

-> MgCO

3

+ Na

2

CO

3

+ 2H

2

O

Sơđa NaCO

3

sinh ra có thể tiến hành các phản ứng sau:

Na

2

CO

3

+ CaCl

2

-> CaCO

3

+ 2NaCl

Na

2

CO3 + CaSO

4

-> CaCO

3

+ Na

2

SO

4

Đặc điểm của phương pháp dùng xút là có sinh ra sơđa, nó có

thể làm mềm độ cứng canxi. Lượng sơđa sinh ra vừa đủ là tốt nhất;

nếu thiếu thì bổ sung thêm thành phương pháp xút + sôđa; nếu

thừa ion CO

32-

thì đưa thêm vơi tạo thành phương pháp xút + vơi.

Ngồi các hố chất trên, người ta cịn dùng một số hóa chất

khác như Na

3

PO

4

, BaCO

3

, Ba(OH)

2

, BaAl

2

O

4

, v.v…

15
3. Phương pháp trao đổi cation

Dùng để làm mềm nước, thường áp dụng nhất. Đây là quá trình trao đổi
giữa các cation của các hợp chất hồ tan trong nước có khả năng sinh cáu ở
trong lị với cation của những vật chất nào đó khơng hoà tan trong nước để tạo
nên những chất mới tan trong nước và khơng có khả năng sinh cáu.

Chất cung cấp cation để trao đổi gọi cationit (hay còn gọi là hạt nhựa
cationit), ký hiệu là R (resine). Loại thường dùng nhất là NaR.

Phản ứng trao đổi ion:

2NaR + Ca+2-> CaR
2+ 2 Na+

Giữ lại trong thiết bị hồ tan trong nước

(khơng có khả năng sinh cáu)
Sau một thời gian làm việc thì các Resine mất tác dụng do các cation Na
mất đi -> phải khôi phục trở lại, gọi là hoàn nguyên cationit (regeneration).

Phản ứng hoàn nguyên:

CaR2+ 2NaCl -> 2NaR + CaCl2

(dd NaCl 6 ÷ 15 %)

tan trong nước và được xả 16

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Chu kỳ hoàn nguyên

 Giai đoạn 1 (rửa ngược): Nước vào qua ống trung tâm xuống dưới, sau
đó đi ngược lên trên và xả ra ngồi. Mục đích của giai đoạn này là để xới
các hạt lên tạo điều kiện tiếp xúc bề mặt tốt cho giai đoạn phản ứng hoàn
nguyên (giai đoạn 2).

 Giai đoạn 2 (hoàn nguyên): Ở giai đoạn này nước đi vào từ trên xuống
đồng thời hút nước muối từ bình chứa nước muối vào trong bình để trao đổi

ion theo phản ứng hoàn nguyên.

2NaCl + CaR2-> 2NaR + CaCl2

Các ion Ca2+, Mg2+tạo thành muối Clorua tan trong nước và được xả ra

ngoài khi hoàn nguyên. Nồng độ dung dịch NaCl từ 6 ÷ 15 % tùy thuộc vào
thời gian hồn ngun.

 Giai đoạn 3 (rửa xi): Ở giai đoạn này nước đi vào bình từ trên xuống
xuyên qua hạt nhựa -> vào ống trung tâm -> xả ra ngoài. Đồng thời một
phần nước được điền đầy vào bồn chứa nước muối. Mục đích của giai đoạn
này là để đưa các muối NaCl còn thừa ở giai đoạn hoàn nguyên thải ra
ngoài.

 Sau khi kết thúc giai đoạn rửa xi, bình trao đổi ion trở về trạng thái
làm việc bình thường.

Thay đổi độ cứng của nước trong

một chu kỳ làm việc

Sơ đồ lắp hai bình song song

Các loại cationit

Ngồi NaR cịn dùng HR, NH4R.

Khi dùng cationit natri thì tồn bộ độ cứng đều được khử, có thể đạt đến chỉ
số nhỏ, chỉ cịn khoảng 0,01 ÷0,015 mgdl/l, song độ kiềm và các thành phần
anion khác có trong nước khơng thay đổi.

Khi dùng cationit hydro thì độ cứng và độ kiềm đều được khử nhưng các
anion của muối đã tạo thành acid không lợi cho nồi hơi, do vậy người ta
thường dùng phối hợp hai phương pháp trao đổi cation natri và hydro.

Còn khi trao đổi cation amôn, độ cứng cũng giảm đi rất nhiều, nhưng các
muối amôn tạo thành sẽ bị phân hủy nhiệt khi đưa vào nồi hơi tạo ra NH3.

Việc tạo ra NH3cùng với sự có mặt của ơxy trong nước sẽ ăn mòn các hợp

kim đồng, do vậy thường dùng phối hợp cationit amơn với cationit natri.
Để hồn nguyên các cationit Na thường dùng dung dịch muối NaCl nồng
độ 6 ÷8 %

Với cationit hydro dùng dung dịch H2SO4nồng độ 1 ÷1,5 % hoặc HCl

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Sơ đồ hệ thống xử lý nước nồi hơi

4. Phương pháp xử lý nước bằng trao đổi anion

Cũng tương tự như phương pháp trao đổi cation, ở đây cho

nước cấp đi qua các anionit như RaOH có phản ứng:

2RaOH + H

2

SO

4

-> Ra

2

SO

4

+ H

2

O

RaOH + HCl -> RaCl + H

2

O

Bằng phương pháp này, có thể khử được acid có trong nước

nên thường dùng phối hợp với bình trao đổi cation đã nêu ở

trên.

Ngồi ra, người ta cịn sử dụng các phương pháp xử lý nước

bằng vật lý như phương pháp điện trường, từ trường và siêu

âm v.v… Cơ chế các quá trình xử lý này tuy chưa được lý giải

thật rõ ràng, nhưng hiệu quả là các tạp chất rắn khi đi qua

các thiết bị xử lý bằng vật lý vào trong lò hơi khơng đóng

thành cáu cặn cứng trên các bề mặt truyền nhiệt mà tách ra

dưới dạng keo hoặc bùn có thể xả ra ngồi được.

23
5. Phương pháp xử lý nước trong nồi hơi

Dùng phương pháp hóa học hoặc vật lý làm cho các tạp chất rắn
tách ra dưới dạng bùn rồi xả ra ngoài, hoặc đưa vào những chất tạo
thành một lớp màng bao phủ bảo vệ bề mặt truyền nhiệt.

Phương pháp xử lý nước trong nồi hơi bằng hóa học: đưa vào trong
nồi hơi một số hoá chất như NaOH, Na2CO3, Na3PO4.12H2O hoặc

Na2HPO4.12H2O, v.v…, trong đó natri phosphat được dùng rộng rãi nhất

nên gọi đó là chế độ phosphat hố nước nồi hơi.

Chế độ phosphat hoá nước nồi hơi, chủ yếu có tác dụng đối với Ca,
và trong những điều kiện nhất định cũng có tác dụng với cả cáu Mg.

Để thực hiện phosphat hố nước nồi hơi, có thể dùng sơ đồ tập trung
hay phân tán.

Ở sơ đồ tập trung, dung dịch được đưa vào một điểm nào đó trên
đường nước cấp chung chho các nồi hơi.

Trong sơ đồ phân tán thì dung dịch phosphat được đưa trực tiếp vào
balông của từng nồi hơi. Sơ đồ phân tán được dùng nhiều hơn vì tránh
được hiện tượng đóng cáu cứng Ca(PO4)2trên đường nước cấp, nhất là

khi nước cấp có độ cứng lớn.

Thường dùng bơm định lượng để đưa hoá chất vào nồi hơi.

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

25
6. Phương pháp xử lý nhiệt:

Đây cũng là một phương pháp xử lý bên trong nồi hơi trên nguyên
tắc khử độ cứng bằng cách gia nhiệt.

Nước cấp đưa vào được gia nhiệt đến xấp xỉ nhiệt độ bão hoà. Ở
nhiệt độ này, độ cứng bicacbonat như Ca(HCO3)2và Mg(HCO3)2sẽ bị

nhiệt phân thành CaCO3, Mg(OH)2kết tủa dưới dạng bùn có thể xả ra

ngồi, mặt khác CaSO4và một số liên kết cũng sẽ tách ra một phần

trong bộ phận làm mềm trước khi nước cấp hỗn hợp với nước nồi hơi.
Độ cứng bicacbonat càng lớn thì hiệu quả xử lý nhiệt càng cao, có
thể kết hợp với xử lý hoá học để khử độ cứng khơng cacbonat.

Ưu điểm:

Cấu tạo và vận hành đơn giản, thiết bị làm việc ở trạng thái cân
bằng áp suất nên khơng địi hỏi gì về mặt sức bền, vận hành tự động
không cần hiệu chỉnh mà cũng khơng tốn thêm nhiệt.

Nhược điểm:

Địi hỏi chế độ xả cặn nghiêm ngặt và chỉ có lợi khi độ cứng
bicacbonat, tức độ cứng tạm thời lớn.

26
7. Các phương pháp khác

a) Xử lý nước bằng điện trường

Dịng điện trong cuộn dây đổi chiều vài ngàn lần/giây và tạo ra
một từ trường. Dưới tác dụng của từ trường này các ion mang điện kết hợp
với nhau ngay trong lòng chất lỏng:

Ca+++ 2 HCO

3-- -> Ca(HCO3)2 (1)

Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + CO2 + H2O (2)

[Tinh thể lơ lửng trong nước, khơng mang điện tích, khơng bám
vào thành thiết bị ]

Bọt khí CO2hồ tan trong nước trong QT chảy theo dòng nước tiếp

xúc với lớp cáu cặn cũ CaCO3và làm cho chúng tan ra theo phản ứng:

CO2+ H2O + CaCO3 -> Ca(HCO3)2

(Các ứng dụng thực tế cho thấy sau 3 tháng sử dụng thiết bị, lớp
cáu cặn cũ sẽ bị mềm, một phần bong ra và phần cịn lại có thể vệ sinh rất
dễ dàng).

Ngun lý hoạt động thiết bị chóng đóng cáu

bằng điện

Nhằm mục đích ngăn ngừa và loại trừ cặn bám trong nước. Hoạt động dựa
trên các thanh nam châm vĩnh cữu có từ tính cao. Ảnh hưởng của từ trường
làm thay đổi tính chất vật lý của nước, từ đó ngăn cản sự kết tủa và lắng đọng
của muối canxi, magiê và đổi tính chất vật lý của nước. Thêm vào đó sự tương
tác giữa nước nhiễm từ và các chất lắng đọng sẽ dẫn đến việc hình thành dung
dịch muối khơng bám cứng (và được xả ra ngồi).

* Các ưu điểm của HMS:

- Gọn nhẹ, dễ lắp ráp, sử dụng và bảo dưỡng.
- Tăng hiệu quả của q trình trao đổi nhiệt.
- Khơng dùng điện, khơng dùng hố chất.
- Khơng gây ơ nhiễm mơi trường.
- Thời gian sử dụng lâu.

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

29
Nguyên tắc làm việc: Máy phát tạo

ra các xung điện và được truyền qua dây
cáp đến bộ biến đổi để kích hoạt các dao
động cơ học tại bộ biến đổi, sau đó các
dao động này sẽ được truyền sang nồi
hơi có tác dụng ngăn cản q trình bám
cáu.

c) Thiết bị chống bám cáu cặn bằng siêu âm

Sơ đồ lắp đặt thiết bị “Worker Bee” lên lò hơi 30

6.5. Chế độ xả nước lị

1. Ý nghĩa:

- Khơng cho cáu thứ cấp trở thành cáu sơ cấp (bám cứng).
- Kịp thời xả cáu thứ cấp và bùn lắng dưới đáy nồi ra ngoài.
- Giảm nồng độ các chất (muối) hoà tan trong nước lò.

(TDS: Total dissolved solids).

2. Một số vấn đề liên quan đến hàm lượng TDS:

- Nước trong nồi bốc hơi liên tục làm tăng TDS theo thời gian.
- Khi TDS cao các bọt bẩn sinh ra trên bề mặt nước (sôi
bồng/Foaming). Hơi nước bốc xuyên qua bọt và mang theo chất bẩn
(Carry Over).

- Gây ăn mòn tại ranh giới nước / hơi.

31
3. Cần thiếp phải xả đáy nồi để giảm lượng TDS:

Một số nồi hơi có xả bề mặt để thải các bọt bẩn.
- Nếu xả ít: TDS cao gây tác hại;

- Xả nhiều: mất nhiệt, tiêu hao nhiên liệu tăng, tốn nước cấp.
* Lượng nước xả cần thiết

Gxaû= D*(TDSc) / (TDSL– TDSc)

Ví dụ: D = 5 t/h; (TDS)c= 100 ppm; (TDS)L= 3000 ppm

-> Gxaû= 178 kg/h

p = 6 bar; t = 165 oC

Qxaû= 124.000 kJ/h = 34,5 kW

Lượng dầu tiêu hao thêm khoảng 3,5 l/h.

4. Hai phương pháp xả lò:

Xả tay: định kỳ.

Xả tự động: lấy tín hiệu là TDS hay pH.

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

CHỈ TIÊU NƯỚC CHO NỒI HƠI

(THAM KHẢO)

Kiểu nồi hơi : Ống lò - ống lửa - hộp khói ướt
Nhà chế tạo : RECTERE – ĐH Bách Khoa

A. NƯỚC CẤP :

1. Độ cứng toàn phần  50 g đlg/l hay 2,5mg CaCO3/l
(Tính trung bình hàng tháng)

2. Chỉ tiêu độ pH 7,5 8,5.
3. Hàm lượng dầu  1 mg/l.

4. NH3  1 mg/l.

B. NƯỚC LỊ :

1. Chỉ tiêu pH 9 12.
2. Phosphate ( PO43-) 10 20 mg/l.

3. Cl- 500 mg/l.

4. Toång các chất rắn hòa tan  3000 mg/l.

5. Natri sulphit (Na2SO3) 10 30 mg/l. 34

6.6. Kết luận

1. Nước cấp khơng xử lý: gây cáu cặn, ăn mòn, làm bẩn hơi nước.

2. Các chỉ tiêu chính của nước cấp cho NH cơng nghiệp cần kiểm soát: pH, độ cứng.
3. Phương pháp xử lý nước thường dùng: trao đổi cation + nạp hoá chất vào nồi.
4. Nếu nguồn nước của tạp chất không hồ tan (nước giếng khoan): cần lắng lọc cơ
khí trước khi làm mềm nước.

5. Xả lò đúng cách và đầy đủ là công việc rất quan trọng.
6. Các phương pháp xử lý nước có thể chia theo hai nhóm:

- Xử lý nước trước khi đưa vào lò.

- Xử lý nước trong lò -> tăng lượng nước xả lị
Hoặc: dùng hố chất, hay khơng dùng hố chất.

7. Vận hành thiết bị làm mềm nước đúng kỹ thuật sẽ giảm chi phí vận hành, tiết kiệm
năng lượng.

8. Kịp thời phá cáu cặn khi lớp cáu đóng dày.
9. Triệt để thu hồi nước ngưng về nhà lò.

6.7.

Đ

ộ

s

ạ

ch c

ủa hơi

1. Yêu c

ầ

u v

ề

đ

ộ

s

ạ

ch c

ủa hơi



Đ

ộ

s

ạ

ch c

ủa hơi l

à s

ố

lư

ợ

ng và thành ph

ầ

n c

ủ

a các t

ạ

p

ch

ất như c

ác mu

ố

i và khí (CO

2

) ch

ứa trong hơi

.



Khí CO

2

ở

trong hơi s

ẽ

thú

c đẩ

y quá trì

nh ăn m

ịn

ở

đường hơi

.



Các t

ạ

p ch

ấ

t r

ắ

n có th

ể

đóng l

ạ

i trong

ố

ng b

ộ

quá nhi

ệ

t,

ố

ng d

ẫn hơi v

à cá

nh tuabin hơi

.



Thông s

ố

hơi càng cao thì yêu c

ầu đố

i v

ới độ

s

ạ

ch c

ủ

a

hơi cũng tăng lên

.



Yêu c

ầu cơ bản đố

i v

ớ

i ch

ất lượng hơi l

à duy trì các t

ạ

p

ch

ất không bay hơi ở

m

ức độ

đ

ả

m b

ả

o s

ự

làm vi

ệ

c c

ủ

a

tuabin trong m

ộ

t th

ờ

i gian dài.

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

2. Nguyên nhân làm b

ẩn hơi b

ão hòa



Nguyên nhân cơ bả

n là các gi

ọt nướ

c lò b

ị

cu

ốn theo hơi

.



Nguyên nhân th

ứ

hai là có m

ộ

t s

ố

mu

ố

i (mu

ố

i silic, s

ắ

t,

đồ

ng…) hòa tan trong h

ơi b

ão hòa cao áp.



Đ

ể

đ

ả

m b

ảo độ

s

ạ

ch c

ủa hơi th

ì ph

ả

i là

m sao thu đượ

c

hơi b

ão hịa có đ

ộ

khơ t

ối đa v

à gi

ả

m t

ố

i thi

ế

u n

ồng độ

mu

ố

i

trong hơi

.

Độ ẩ

m c

ủa hơi b

ão hòa ph

ụ

thu

ộ

c vào các y

ế

u t

ố

- Ph

ụ

t

ả

i lò h

ơi

- Chi

ều cao khoang hơi

- Hà

m lượ

ng mu

ố

i c

ủa nướ

c lò

-

Điề

u ki

ệ

n c

ấ

p h

ỗ

n h

ợp hơi nướ

c và

o bao hơi củ

a lò h

ơi

.



S

ự

cu

ốn cơ họ

c các gi

ọ

t

ẩ

m

theo hơi b

ão hòa

Quan h

ệ

gi

ữa độ ẩ

m c

ủa hơi v

à

ph

ụ

t

ả

i lò h

ơi

Quan h

ệ

gi

ữa độ ẩ

m c

ủ

a

hơi v

à chi

ều cao khoang hơi

Quan h

ệ

gi

ữa độ ẩ

m c

ủ

a

hơi v

à hà

m lượ

ng mu

ố

i c

ủ

a

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

Độ

hịa tan c

ủ

a các ch

ất trong hơi c

ó đ

ặc điể

m sau:

- Các ch

ất đượ

c hịa tan có ch

ọ

n l

ọc trong hơi

.

- Kh

ả

năng cho hòa tan c

ủa hơi tăng lên khi tăng

áp su

ấ

t.

Độ

hòa tan c

ủ

a các ch

ất trong hơi b

ão hòa

được đặc trưng

b

ở

i h

ệ

s

ố

phân b

ố

K

:

trong đ

ó:

C

: hà

m lượ

ng c

ủ

a các ch

ấ

t hịa tan trong h

ơi

C

n

: hà

m lượ

ng c

ủ

a các ch

ấ

t

ấy trong nướ

c.



Đ

ộ

hòa tan c

ủ

a các ch

ất trong hơi

%

,

100

n
h
p

C

K



Độ

hòa tan c

ủ

a m

ộ

t s

ố

mu

ố

i và

hydroxit

trong hơi qu

á nhi

ệ

t

ở

30MPa

6.8. Cá

c phương ph

á

p thu được hơi sạ

ch

Để

thu đư

ợc hơi sạ

ch trong các lị h

ơi c

ó bao hơi ta ph

ả

i:

- Gi

ả

m s

ố

lư

ợ

ng các gi

ọt nướ

c lò trong h

ơi

: p

hân ly hơi

.

- Gi

ả

m hà

m lượ

ng các v

ậ

t ch

ấ

t hòa tan trong h

ơi

: r

ửa hơi

,

b

ốc hơi theo cấ

p và x

ả

lò.

1. Phân ly

ẩ

m ra kh

ỏi hơi

M

ục đ

ích là đ

ể

tá

ch đế

n m

ứ

c t

ố

i thi

ể

u nh

ữ

ng h

ạt nướ

c bay

theo hơi

, t

hườ

ng d

ự

a trên các nguyên t

ắ

c sau:

- Gi

ảm động năng củ

a dòng h

ơi ẩm để

nh

ờ

tr

ọ

ng

lượ

ng b

ả

n thân, các h

ạt nướ

c có th

ể

tách ra và rơi tr

ở

l

ạ

i.

- Thay đ

ổ

i chi

ều hướ

ng c

ủ

a dịng h

ơi ẩ

m, t

ạ

o thành

l

ự

c qn tính, l

ực ly tâm để

tách nh

ữ

ng h

ạt nướ

c ra kh

ỏ

i

dòng h

ơi

.

D

ự

a trên các nguyên t

ắ

c trên, ngư

ời ta thườ

ng s

ử

d

ụ

ng

các thi

ế

t b

ị

phân ly sau:

- T

ấ

m ch

ắ

n

- T

ấ

m ch

ắ

n có đ

ụ

c l

ỗ

- C

ử

a ch

ớ

p

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

T

ấ

m ch

ắn đặ

t

ở

ch

ỗ

h

ỗ

n h

ợp hơi nước đi

và

o bao hơi

C

ử

a ch

ớ

p

a. u

ố

n tròn; b. u

ố

n có

góc nh

ọ

n

Xyclon đặt trong bao hơi

a.

Sơ đồ

xyclon; b. b

ố

trí

xyclon trong bao hơi

Xyclon đặ

t ngồ

i bao hơi

1. Ống góp

2. Hỗn hợp hơi nước đi vào xyclon
3. Bộtạo xốy

4. Tấm có khoan lỗ
5. Ống lấy hơi ra

6. Ống thải khơng khí
7. Đường xả
8. Ống nước xuống
9. Nước từ bao hơi đến
10. Chạc chữthập

2. R

ửa hơi

R

ửa hơi l

à làm gi

ả

m hà

m lượ

ng mu

ố

i t

ổ

ng và đ

ặ

c bi

ệ

t

là gi

ả

m SiO

trong hơi.

B

ả

n ch

ấ

t c

ủ

a vi

ệ

c r

ửa hơi l

à cho hơi c

ầ

n làm s

ạ

ch ti

ế

p

xúc v

ớ

i l

ớp nướ

c c

ấ

p hay l

ớp nướ

c c

ủ

a khoang s

ạ

ch.

Cá

c phương ph

á

p cho hơi tiế

p xúc v

ới nướ

c s

ạch như

:

- Phun nư

ớ

c c

ấ

p và

o khoang hơi của bao hơi

.

- Cho các dòng h

ơi nhỏ

đi qua b

ề

m

ặt đượ

c r

ử

a

b

ằng nướ

c c

ấ

p.

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

Bi

ệ

n pháp r

ửa hơi kiể

u khu

ế

ch tán qua

l

ớp nướ

c c

ấ

p



Hi

ệ

u qu

ả

r

ử

a do khu

ế

ch tán ph

ụ

thu

ộ

c ch

ủ

y

ế

u vào 2

y

ế

u t

ố

:

- Hà

m lượ

ng các t

ạ

p ch

ất trong nướ

c r

ử

a;

- H

ệ

s

ố

bay các t

ạ

p ch

ất theo hơi đượ

c r

ử

a.



Hà

m lượ

ng các t

ạ

p ch

ất trong nướ

c r

ử

a ph

ụ

thu

ộ

c vào:

- S

ố

lư

ợ

ng và ch

ất lượng nước đưa v

ào thi

ế

t b

ị

r

ử

a;

- H

ệ

s

ố

bay các ch

ất theo hơi trướ

c khi r

ử

a;

- Hà

m lượ

ng các t

ạ

p ch

ất trong nướ

c lò.

Sơ đồ

thi

ế

t b

ị

r

ửa hơi kiể

u khu

ế

ch tán qua l

ớp nướ

c c

ấ

p

a. Bốtrí thiết bị; b. tấm có khoan lỗ đặt nằm ngang; c. tấm có khoan
lỗvà có máng đặt dưới.

B

ả

n ch

ấ

t c

ủa phương ph

áp b

ốc hơi theo cấ

p là t

ạ

o ra

trong lò 2, 3 hay nhi

ề

u vịng tu

ầ

n hồ

n độ

c l

ậ

p có n

ồng độ

nướ

c lò khác nhau.

Vi

ệ

c b

ốc hơi theo cấ

p s

ẽ

làm gi

ả

m hà

m lượ

ng mu

ố

i

trong nướ

c lò t

ứ

c làm gi

ả

m hà

m lượ

ng mu

ối trong hơi

, do

đ

ó là

m tăng chất lượng hơi

.

B

ốc hơi theo cấ

p c

ũ

ng là bi

ệ

n pháp x

ử

lý hi

ệ

u ch

ỉ

nh

nướ

c trong lò.

3. B

ốc hơi theo cấ

p

1. Bao hơi; 2. ống dẫn hơi ra; 3. ống góp dưới của vịng tuần hồn;
4. ống sinh hơi; 5. ống nước xuống; 6. đường nước cấp; 7. đường

nước xảliên tục từ bao hơi; 8. vách ngăn trong bao hơi.

Sơ đồ

b

ốc hơi hai cấ

p có khoang mu

ố

i

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

53
1. Bao hơi; 2. xyclon đặt ngoài; 3. ống góp dưới của vịng tuần hồn; 4. ống sinh hơi; 5.

ống nước xuống; 6. đường nước cấp; 7. đường nước xảliên tục từxyclon ngoài; 8. ống dẫn

nước từ bao hơi vào xyclon ngoài; 9. đường dẫn hơi từxyclon ngoài vào bao hơi; 10. đường
lấy hơi ra; 11. vách ngăn trong bao hơi.

Chuong 6 Che do nuoc lo hoi va phuong phap thu hoisach

<b>Chương 6</b>

<b>CHẾ ĐỘ NƯỚC CỦA LÒ HƠI & </b>

<b>CÁC PHƯƠNG PHÁP THU NHẬN </b>

<b>HƠI SẠCH</b>

<b>6.1. Đặc tính của nước</b>

<b>Tính đổi đơn vị độ cứng</b>

<b>6.2. Sự nguy hại của cáu cặn</b>

<b>6.3. Ăn mòn kim loại</b>

<b>6.4. Những phương pháp xử lý nước</b>

<b>C). Tiêu chuẩn về chất lượng nước cấp</b>

Để tránh tác hại của các tạp chất trong nước gây nên đối với

nồi hơi, người ta thường quy định chất lượng nước hoặc độ dày lớp

cáu cặn cho phép.

<i>Đối với nồi nhỏ khỏng 2 T/h, áp suất dưới 16 bar, chiều dày </i>

lớp cáu cặn không được quá 1 mm, áp suất từ 16 ÷ 22 bar không

được quá 0,5 mm.

Đối với nồi hơi lớn hơn, nước cấp phải đạt các tiêu chuẩn sau:

- Độ cứng:

Với nồi hơi ống lò và ống lửa H

≤

0,5 mgdl/l.

Với nồi hơi ống nước:

p < 16 bar, H

< 0,3 mgdl/l.

p = 16 ÷ 32 bar, H

≤

0,2 mgdl/l.

- Lượng ôxy trong nước không vượt quá 0,03 mg/l khi p

≤

32 bar.

<b>2. Các biện pháp chống đóng cáu trong nồi hơi</b>

* Dùng xút NaOH quá trình phản ứng xảy ra:

2NaOH + Ca(HCO

)

-> CaCO

+ Na

CO

+ 2H

O

2NaOH + Mg(HCO

)

-> MgCO

+ Na

CO

+ 2H

O

Sơđa NaCO

sinh ra có thể tiến hành các phản ứng sau:

Na

CO

+ CaCl

-> CaCO

+ 2NaCl

Na

CO3 + CaSO

-> CaCO

+ Na

SO

Đặc điểm của phương pháp dùng xút là có sinh ra sơđa, nó có

thể làm mềm độ cứng canxi. Lượng sơđa sinh ra vừa đủ là tốt nhất;

nếu thiếu thì bổ sung thêm thành phương pháp xút + sôđa; nếu

thừa ion CO

<sub>thì đưa thêm vơi tạo thành phương pháp xút + vơi.</sub>

Ngồi các hố chất trên, người ta cịn dùng một số hóa chất

khác như Na

PO

, BaCO

, Ba(OH)

, BaAl

O

, v.v…

<b>Chu kỳ hoàn nguyên</b>

<b>Thay đổi độ cứng của nước trong </b>

<b>một chu kỳ làm việc</b>

<b>Sơ đồ lắp hai bình song song</b>

<b>Các loại cationit</b>

<b>Sơ đồ hệ thống xử lý nước nồi hơi</b>

<b>4. Phương pháp xử lý nước bằng trao đổi anion</b>

Cũng tương tự như phương pháp trao đổi cation, ở đây cho