关于胶体硅问题的研讨

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1、关于胶体硅问题的研讨 摘  要  20世纪70年代，曾对胶体硅问题进行过大量的研究，但此问题近来在有些电厂重新出现。另外，在新电厂的设计中，时常因为胶体硅含量超过标准，而设置预处理设备。经过研究，认为：原来的胶体硅定义和测定方法存在一些不足之处需要改进。本文对胶体硅的定义、测定方法、发生的原因、检测进行了分析，提出了解决火力发电厂胶体硅问题的方向。1.问题的提出胶体硅问题，在70年代初期，曾进行过大量的研究，提出了测定方法、处理方式以及运行与设计标准，因此，80年代以后，基本上解决了火力发电厂的胶体硅问题。但是，由于对胶体硅的定义不

2、够准确以及测定方法中存在一些问题，因此，造成了下列问题的发生：1）有的电厂，在运行中，有时出现胶体硅的问题，从锅炉补给水中又无法查出胶体硅的来源，此现象时隐时现；2）在新电厂的设计中，有时为了原水胶体硅一项指标比较高，而必须采用混凝—澄清设备或直流凝聚，甚至于出现对井水，为了去除胶体硅而要求采用混凝的情况；3）有的电厂由于胶体硅问题长期无法解决，造成蒸汽品质恶化，影响机组的安全运行。4）为此，我们对火力发电厂出现的胶体硅问题，进行了进一步的研究，现对胶体硅的定义和检测、测定方法，提出一些看法，与水处理工作者共同研讨。2.天然水中粒子

3、的分类2.1宏观分析从宏观上看，水中的粒子可以分为固体颗粒、胶体和溶解的离子三种。2.2天然水中的悬浮颗粒[1]对水中的粒子，按照其粒径的大小，可以进一步细分如下：          名称               粒子直径，m          粗砂砾              >2×10-3          细砂砾              1～2×10-3                粗砂                0.5～1×10-3          中砂                2.5～5×10-4   

4、       细砂                1～2.5×10-4          极细砂              5～10×10-5          泥砂                1～5×10-5          细泥砂              5～10×10-6          黏土                1～5×10-6          细黏土              1～10×10-7          胶状黏土            <1×10-72.3按分散相颗粒大小分类[2]对液体中的

5、分散相颗粒，按粒径的大小可分为：  ⑴粗分散系统（悬浊液、乳状液）粗分散系统包括：粒径大于10-7m的颗粒。其主要特征为：不能通过过滤的方法使颗粒与液体分离。在普通显微镜下可以看见颗粒。  ⑵胶体分散系统（溶胶）胶体分散粒子的粒径在10-9～10-7m之间。其主要特征为：颗粒能通过滤纸，但不能通过半透膜，即不能用过滤方法使颗粒与液体分离；在液体中扩散很慢。在超显微镜下可以分辨。  ⑶分子与离子分子与离子的粒径在10-9m以下。其主要特征为：颗粒能通过滤纸和半透膜，在液体中扩散很快。在超显微镜下是不可见的。2.4  1972年热工所对

6、水中硅化合物的分类[3]⑴呈分子、离子状态的硅酸化合物：这种形态的硅酸化合物，溶解于水中，其微粒大小在1纳米以下，呈真实溶液，在某些条件发生变化时，较易转变形态。天然水中溶有这种硅酸化合物，是因为天然水中与硅酸盐岩石接触的结果。硅酸是很弱的酸，其溶解度又极小，故它很容易从硅酸盐中被其他酸（即使很弱的碳酸）排代出来，从而导致天然水溶解有分子、离子状态的硅酸化合物。溶解在水中最简单的硅酸化合物是正硅酸。正硅酸H4SiO4（SiO2+2H2O）与钼酸盐发生如下反应生成硅钼黄：H4SiO4+3Mo4O132-+6H+--H4Si（Mo3O1

7、0）4过去的试验方法（火力发电厂水汽实验方法1964年）所测得的就是这种硅酸化合物，它可以通过强碱性离子交换树脂去除。⑵呈不安定的胶体硅：这种形态的硅酸化合物，其微粒大小变动于1μm～1nm之间，呈胶体分散体系。它自身不能沉降，能通过滤纸，但不能透过半透膜。在某些条件发生变化时，也较易转变形态。天然水中胶体硅的来源，是因为在水的pH发生变化是，其中的游离硅酸含量增加，并发生聚合反应，形成双分子、三分子聚合物，最后转变为不溶解的多分子聚合物的结果。天然水中的胶体硅，往往随着条件的变化而变化。例如，当天然水中含二氧化碳较多pH值和温度较

8、低时，原来溶解的硅酸便会析出，并进一步聚合成胶体多硅酸；当水的pH值和温度较高时，这种胶体硅酸化合物又会转变为真实溶液，实验结果说明，在高压和超高压锅炉条件下，水中的胶体硅，基本上转为呈真实溶液的硅酸化合物。胶体硅酸有些与钼酸反应缓慢