高效纤维过滤器去除原水中的胶体硅论文

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1、高效纤维过滤器去除原水中的胶体硅论文摘要：上海石化股份有限公司因锅炉给水中胶硅含量较高,致使蒸汽透平机组积垢严重,检修频繁.在炉水预处理系统中安装高效纤维过滤器后,.freelm；GT－501叶片积垢较GT－201薄，厚度为0.8－0.9mm，呈黑褐色。分别从GT－201和GT---501采集垢样，化学分析结果见表1。表1叶片垢样分析结果分析项目垢样分析结果/%水溶物SiO32-3.92.9Cl-0.230.3HCO3-0.490.56PO43-3.801.34SO42-无无酸溶物SiO32-0.2

2、40.59SO42-无无PO43-无无酸不溶物SiO32-8168.2PO43-5.87.6R2O35.87.9总SiO32-85.1471.69为了进一步分析垢样成分，将GT－20叶片上的垢样进行X荧光光谱分析，分析结果SiO2含量为90％，又经过X射线衍射光谱分析，证实该SiO2为无定型结构。蒸汽透平机组叶片上积垢，使裂介气压缩机1a就要开缸检修一次，这成了2＃乙烯实现中石化集团公司提出的2a一检修、3a一检修的重大制约因素，成了影响装置安全、稳定、长周期、满负荷生产的“瓶颈”。2原因分析由以上

3、数据可知，GT－201、GT－501蒸汽透平叶片上的垢主要成份是二氧化硅。硅酸含量较高的蒸汽通过对透平作功，在压力、温度逐渐降低的过程中，在叶片和蒸汽流通叶面上沉积成二氧化硅沉积物。2.1水源水的特点上海石化地处东海之滨的杭州湾，原水取自黄浦江上游的张径河水，原水中SiO2含量比较高。虽然经过水厂进行混凝、澄清和过滤处理，成为低硅水，但硅含量仍在6mg／L以上，最高达到10mg／L左右，胶体硅酸（简称胶硅）含量在0.4mg／L以上，最高达到1mg／L左右。水厂提供的低硅水水质见表2。表2水厂源水硅化

4、合物含量日期全硅/（mg.L-1)溶硅（mg.L-1)胶体硅/（mg.L-1)94.07-198.257.60.6594.07.266.706.280.4294.08.026.656.100.552.2原处理工艺的缺陷由于胶硅粒径较小，为10-9～10-6m，接近离子直径（＜10-9m），太原处理系统中的过滤装置对其根本不发挥作用。在化学水处理过程中，离子交换树脂只能去除水中的可溶性离子，比如可溶性的硅酸盐及其他可溶性盐类在离子交换系统中可以绝大部分地去除。但胶硅一般由单分子的正硅酸聚合而成，在水中

5、比较稳定，离子交换树脂无法与其进行离子交换将其去除。虽然含胶硅的水通过离子交换系统时，胶硅含量会有所降低，但这只是通过树脂的机械过滤及吸附作用将其部分去除（此时会大大加重阴离子交换树脂的负担，使其清洗再生频繁，而且如果再生条件不当，就会使树脂被胶硅污染），而大部分比较顺利地通过阳床、阴床和混床。这部分胶硅无法被硅表测出而进人给水系统，随给水进入锅炉（开工锅炉和废热锅炉）。2.3硅垢的形成2.3.1饱和蒸汽对硅酸的溶解携带在汽包锅炉内，由于水温很高，而且水的pH值较高，所以给水中溶解态的和胶态的硅化合

6、物进人锅内后都成为溶解态的硅化合物。锅炉水中的硅化合物有一部分是溶解态的硅酸盐，另一部分是溶解态的硅酸（如H2SiO3、H2SiO5、H4SiO4等）。从锅炉中送出的饱和蒸汽具有溶解携带效应，蒸汽压力愈高，溶解能力愈大。例如压力为2.94～3.92MPa的饱和蒸汽，有明显溶解硅酸的能力，压力更高的饱和蒸汽对硅酸的溶解能力更大。对于高压和高压以上的锅炉，饱和蒸汽的含硅量主要决定于它对硅酸的溶解携带1。饱和蒸汽中的硅化合物来源于锅炉水，但饱和蒸汽中硅化合物的形态与锅炉水中硅化合物的形态不一致，因为饱和蒸

7、汽对硅化合物的溶解性是不一样的，它主要是溶解硅酸，对硅酸盐的溶解能力很小。而本系统中蒸汽的压力高达11.9MPa，因此，在饱和蒸汽中的硅化合物，绝大部分是H2SiO3、H2Si2O5、H4SiO4等。2.3.2锅炉水pH值对硅酸溶解携带的影响锅炉水中硅化物的形态决定于锅炉水的pH值。在锅炉水中，硅酸与硅酸盐之间处于水解平衡状态：SiO32-+H20←→HSiO3-+OH-HSiO3-+H2O←→HSiO3+OH-由以上的水解平衡可知，当提高锅炉水的pH值时，平衡将向生成硅酸盐的方向移动，使锅炉水中的

8、硅酸减少，因此饱和蒸汽中硅酸的溶解量也随之减少。在实际运行过程中，给水一部分进入水汽车间的开工锅炉，一部分进入乙烯废热锅炉。进人开工锅炉汽包内的炉水，其pH值控制在9～10之间，大部分的硅是以硅酸盐形式存在。而且在汽包内安装有洗硅装置，即使部分硅进人蒸汽池能通过旋风分离器和波纹板等将硅化合物洗涤下来。进人废热锅炉的炉水，尽管与开工锅炉合用1套炉内加药系统，但是由于距离比开工锅炉远得多，加药效果受到很大的影响，造成炉水pH值比较低，长期在6.5－8.0范围内波动，使得炉