一种去除电厂冲灰水中碳酸钙结垢物质的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种发电厂冲灰水系统中常见的碳酸钙垢结垢物质消除的装置和方法，属于水处理技术领域。
背景技术
水力除灰是我国燃煤电厂最常用的除灰方式,其工作方式是将燃烧后的粉煤灰用水稀释, 再用灰浆泵送往储灰场中, 灰和水分离后, 用泵将水输回灰场区冲灰, 形成闭路循环。冲灰水闭路循环系统可分为灰浆段和回水段。在灰浆段往往伴随着输灰管的结垢问题, 而在回水段则存在回水管的结垢问题。输灰管结垢的厚度, 一般每年可达20~30 mm, 甚至更厚。结垢的管道, 内径变小, 流通面积缩小, 管内流动阻力增大, 直接后果是电耗增加, 同时泵出力减小, 灰浆不能通畅排出, 影响生产。灰场中的灰水通过灰水泵及回水管道输回厂内再利用, 由于灰水泵及回水管会结垢, 产生水泵叶轮卡死, 管道流通面积减少, 甚至造成锅炉下部用于冲灰冲渣的冲洗管及激流喷嘴堵塞。因此, 水力输灰管和灰水回水管的结垢是燃煤电厂冲灰水闭路循环系统急需解决的主要问题。
灰管防垢除垢方法主要分为化学与物理两大方法。化学方法是较早研究与运用的, 主要有加酸法、炉烟处理法和加阻垢剂、分散剂法等。加酸法操作简单、效果明显, 但由于灰水量大、耗酸多, 费用甚巨。炉烟处理法是利用炉烟以废治废。将炉烟通入灰水以降低灰水pH 值, 达到防止灰管结垢的目的。这种方法的缺点是处理效果波动大, 难以适应煤种的变化, 且耗电量大, 腐蚀问题较突出, 维护工作量大；此外, 还要求灰管距离不能太长等。而物理方法有人工或机械除垢和采用静电、超声波、磁化除垢等。
本发明结合机械除垢以及化学防垢两种方法的特征制备出一种去除电厂中冲灰水中碳酸钙结垢物质的装置与方法，能够有效抑制输灰管道中碳酸钙垢的形成。通过涡流反应器使灰水与碳酸钠充分混合可有效降低灰水中Ca2+的浓度，防止CaCO3灰垢在灰管中形成。在进入输灰管之前添加HEDP阻垢剂，由于HEDP的高效阻垢性能，以及其在低温条件下不分解的特性，使得其不仅可以防止碳酸钙在输灰管中的形成，亦能有效的解决在回水管道中垢的形成。
发明内容
本发明的目的在于结合机械除垢和化学除垢两种方法，降低输灰管道中碳酸钙垢的生成。通过涡流反应器使灰水与碳酸钠充分混合可有效降低灰水中Ca2+的浓度，防止CaCO3灰垢在灰管中形成。在进入输灰管之前添加HEDP阻垢剂，由于HEDP的高效阻垢性能，以及其在低温条件下不分解的特性，使得其不仅可以防止碳酸钙在输灰管中的形成，亦能有效的解决在回水管道中垢的形成。
为实现上述目的，本发明的装置主要包括：第一涡流混合沉淀室、第二涡流混合沉淀室、喷嘴、喉管、斜管、沉淀区、碳酸钠储罐、HEDP加药罐、工控机以及计量阀。
工控机通过喷嘴和喉管与第一、第二涡流混合沉淀室相连接，同时与碳酸钙储罐和HEDP加药罐相连接。工控机能够将一定流量的灰浆以及相应定量的碳酸钙送入第一、第二涡流混合沉淀室，碳酸钙溶液与灰浆在经由喷嘴4喷入喉管中的过程中进行快速的混合。灰浆的流量由工控机控制，碳酸钙溶液的含量由碳酸钙储罐提供。灰浆中的钙离子会与碳酸根离子在第一、第二沉淀室充分混合发生反应产生碳酸钙沉淀，即Ca2++CO32-→CaCO3。反应后的灰浆进入斜管沉淀区进行浆水分离，分离后的沉淀物由涡流器底部排出进入灰浆池。
本发明为一种去除电厂冲灰水中碳酸钙结垢物质的装置与方法，利用涡流混合沉淀室使得灰浆中的钙离子会与碳酸根离子发生反应Ca2++CO32-→CaCO3生成CaCO3沉淀，并将沉淀物与浆水在斜管沉淀区进行浆水分离，分离后的沉淀物经由涡流反应器底部排出进入灰浆池。
本发明采用涡流反应器技术改造施工简单, 安装方便, 而且反应器寿命长, 对于水质、水温等各种指标变化反应不敏感即其适应能力强。使用涡流反应器能使沉淀反应的效率增大，能最大程度的消除灰浆中的钙离子。
附图说明
图1是本发明的涡流反应装置结垢示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
经由水力除灰之后的灰浆经由工控机10控制，控制一定的流量进入涡流反应器中。
工控机通过检测涡流反应器出口水质的碱度来控制碳酸钠储罐8进行定量的加药处理。
与碳酸钠混合之后的灰浆经由喷嘴4喷入喉管5，碳酸钠溶液在喉管5中与灰浆进行快速的混合。
经喉管5的灰浆进入第一涡流混合沉淀室1和第二涡流混合沉淀室2、3进行碳酸根与灰浆中的钙离子的充分反应沉淀。
第二涡流混合沉淀室的浆水混合物通过斜管沉淀区6、7，进行浆水分离。
分离后的沉淀物质经由涡流反应器底部排出进入灰浆池，由排浆泵输入输灰管送去灰场。
涡流反应器的出水口设置HEDP加药罐9，工控机可根据冲灰水硬度值来控制加药罐。