脫硫阻垢劑最常見(jiàn)的應(yīng)用是在脫硫塔系統(tǒng)里面使用,脫爐的煙氣脫硫系統(tǒng)投入運(yùn)行以后,就存在著脫硫塔板、以及噴嘴結(jié)垢問(wèn)題,塔板結(jié)垢造成運(yùn)行阻力增大,噴嘴結(jié)垢噴淋不均勻陰力增加,脫硫效率下降,運(yùn)行周期縮短,一般間隔兩個(gè)月就需要停止脫硫系統(tǒng)運(yùn)行,用幾天的時(shí)間清理塔板,給企業(yè)的環(huán)保工作造成很大壓力,并造成檢修費(fèi)用的增加。
通過(guò)化驗(yàn)分板發(fā)現(xiàn),垢樣的主要成份為硫酸鹽和硅酸鹽。這是因?yàn)樗泻写罅康腃a2+、Mg2+等離子,而煙氣中又含有大量的二氧化硫、二氧化碳和粉塵,當(dāng)煙氣與水逆流相遇, 在塔板上劇烈混合, 充分接觸時(shí),就會(huì)生成硫酸鈣和少量碳酸鈣。由于硫酸鈣和碳酸鈣在高溫水中的溶解度很低,極易析出沉淀。煙氣中的灰塵,為硫酸鈣和碳酸鈣的析出提供了晶核,加快了硫酸鈣和碳酸鈣的沉積速度; 而硫酸鈣和碳酸鈣的沉積物又吸附了大量的粉塵。沉積物和粉塵相互依賴(lài),牢固的附著在塔板、噴嘴上,造成塔板以及噴嘴結(jié)垢,堵塞噴嘴以及塔板。
(1)增加成垢化合物的溶解度
藥劑中的有機(jī)酸和聚電解質(zhì)溶于水后發(fā)生電離,生成帶負(fù)電荷的分子鏈,這些帶負(fù)電荷的分子鏈能與Ca2+、Mg2+等金屬離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物,從而提高了CaSO4晶粒析出時(shí)的過(guò)飽和度,也就是說(shuō)增加了CaSO4在水中的溶解度。另外,由于有機(jī)膦酸能吸附在CaSO4晶?;钚栽鲩L(zhǎng)點(diǎn)上,使其畸變,即相對(duì)于不加藥劑的水平來(lái)說(shuō),形成的晶粒要細(xì)小得多。從顆粒分散度對(duì)溶解度影響角度看,晶粒細(xì)小也就意味著CaSO4溶解度奕大,因此提高了CaSO4析出的過(guò)飽和度。
(2)晶格畸變論
硫酸鈣垢是結(jié)晶體,它的成長(zhǎng)是按照嚴(yán)格的順序,由帶正電荷的Ca2+與帶負(fù)電荷的SO42-相撞才能彼此結(jié)合,一定的方向成長(zhǎng)。在水中加入有機(jī)酸時(shí),它們會(huì)吸附到硫酸鈣晶體的活性增長(zhǎng)點(diǎn)上與Ca2+螯合,抑制了晶格向的方向成長(zhǎng),因此使晶格歪曲,銀難長(zhǎng)大。也就是說(shuō)晶體被有機(jī)膦酸表面活劑的分子所包圍而失去活性,這也是產(chǎn)生臨界值效應(yīng)的機(jī)理。另外,部分吸附在晶體上的化合物隨著晶體增長(zhǎng)被卷入晶格中,使CaSO4晶格發(fā)生位錯(cuò),在垢層中形成一些空
洞,分子與分子之間的相互作用減小,使硬垢變軟。這可能是由于有機(jī)膦酸相對(duì)分子質(zhì)量較小,它吸附在CaSO4晶?;钚栽鲩L(zhǎng)點(diǎn)上干擾了晶粒向一定方向成長(zhǎng),因而產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。
(3)靜電斥力作用
因?yàn)榫垭娊赓|(zhì)在水中電離成陰離子后有強(qiáng)烈的物理吸附和化學(xué)吸附性,它會(huì)吸附到CaSO4小晶體粒子、粉塵、泥砂等雜質(zhì)的粒子上,改變了粒子的表面的電荷分布,使粒子表面形成了一個(gè)雙電層。靜電斥力阻礙了CaSO4小晶體間碰撞形成大晶體,也阻礙了和金屬傳熱面的碰撞形成垢層。這種作用除阻礙成垢小晶體間碰撞而抑制了垢層生長(zhǎng)以外,還有兩個(gè)由此而來(lái)的作用:一是減少了晶核數(shù)量,因此降低了CaSO4結(jié)晶的速度; 二是使原來(lái)要成垢的CaSO4晶體維持在非常小的顆粒范圍內(nèi),從而提高了顆粒的溶解性能
本品為淡黃色粘稠液體, 與水可任意比例混溶,耐高溫,不易水解,抗氧化性能強(qiáng)。它的突出特點(diǎn)是,適用于高硬度、高堿、高溫、高硫酸根、高濁度的循環(huán)冷卻水,以及對(duì)脫硫循環(huán)水中的硫酸鈣,碳酸鈣、碳酸鎂和硫酸鋇、硅酸鈣、硅酸鎂等在高濁度下,具有良好的阻垢分散作用,特別在酸、堿性溶液中,仍具有較好的阻垢分散效果。有效的解決了脫硫塔運(yùn)行2~3月截至幾十天就要停車(chē)除垢清洗的弊端,避免了由于停車(chē)所造成不應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。 防止結(jié)垢作用源于它們的吸附、晶格畸變、電離、抗表面的吸附作用。
一、由于表面活性的吸附, 使垢表面的正常聚結(jié)狀態(tài)受到干擾(晶格畸變), 抑制或部分抑制了垢晶體的繼續(xù)長(zhǎng)大, 使成垢離子處于飽和狀態(tài)或形成松散的垢被水流帶走;
二、由于在垢表面吸附, 形成擴(kuò)散雙電層, 使垢表面帶電, 抑制了垢晶體間聚結(jié), 導(dǎo)致垢晶體以分散狀態(tài)存在于溶液中. 由于導(dǎo)致晶格畸變和形成擴(kuò)散雙電層所需表面活性劑的量很小, 因此少量能防止遠(yuǎn)大于化學(xué)計(jì)量的垢離子的析出.
三、藥劑在金屬表面的吸附還能延緩金屬的腐蝕, 所以兼具緩蝕、防垢性能.
本品適用于該法以及鈉堿法脫硫漿液循環(huán)水(脫硫漿液) ,預(yù)防脫硫塔塔壁、噴嘴、塔板以及管道等結(jié)生污垢的優(yōu)良阻垢分散劑。使用時(shí)在循環(huán)泵的入口處加入,初次加入量按照保有水量計(jì)算,由模擬實(shí)驗(yàn)決定最佳加入量為50~500mg/L,正常運(yùn)行中按照每小時(shí)的補(bǔ)充水量,定量加入即可,一般用藥量為50~500mg/L。