脫硫阻垢劑最常見的應用是在脫硫塔系統(tǒng)里面使用,脫爐的煙氣脫硫系統(tǒng)投入運行以后,就存在著脫硫塔板、以及噴嘴結(jié)垢問題,塔板結(jié)垢造成運行阻力增大,噴嘴結(jié)垢噴淋不均勻陰力增加,脫硫效率下降,運行周期縮短,一般間隔兩個月就需要停止脫硫系統(tǒng)運行,用幾天的時間清理塔板,給企業(yè)的環(huán)保工作造成很大壓力,并造成檢修費用的增加。
通過化驗分板發(fā)現(xiàn),垢樣的主要成份為硫酸鹽和硅酸鹽。這是因為水中含有大量的Ca2+、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,當煙氣與水逆流相遇, 在塔板上劇烈混合, 充分接觸時,就會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,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
藥劑中的有機酸和聚電解質(zhì)溶于水后發(fā)生電離,生成帶負電荷的分子鏈,這些帶負電荷的分子鏈能與Ca2+、Mg2+等金屬離子形成穩(wěn)定絡合物,從而提高了CaSO4晶粒析出時的過飽和度,也就是說增加了CaSO4在水中的溶解度。另外,由于有機膦酸能吸附在CaSO4晶?;钚栽鲩L點上,使其畸變,即相對于不加藥劑的水平來說,形成的晶粒要細小得多。從顆粒分散度對溶解度影響角度看,晶粒細小也就意味著CaSO4溶解度奕大,因此提高了CaSO4析出的過飽和度。
(2)晶格畸變論
硫酸鈣垢是結(jié)晶體,它的成長是按照嚴格的順序,由帶正電荷的Ca2+與帶負電荷的SO42-相撞才能彼此結(jié)合,一定的方向成長。在水中加入有機酸時,它們會吸附到硫酸鈣晶體的活性增長點上與Ca2+螯合,抑制了晶格向的方向成長,因此使晶格歪曲,銀難長大。也就是說晶體被有機膦酸表面活劑的分子所包圍而失去活性,這也是產(chǎn)生臨界值效應的機理。另外,部分吸附在晶體上的化合物隨著晶體增長被卷入晶格中,使CaSO4晶格發(fā)生位錯,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。這可能是由于有機膦酸相對分子質(zhì)量較小,它吸附在CaSO4晶粒活性增長點上干擾了晶粒向一定方向成長,因而產(chǎn)生嚴重畸變。
(3)靜電斥力作用
因為聚電解質(zhì)在水中電離成陰離子后有強烈的物理吸附和化學吸附性,它會吸附到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以外,還有兩個由此而來的作用: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。它的突出特點是,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行2~3月截至幾十天就要停車除垢清洗的弊端,避免了由于停車所造成不應有的經(jīng)濟損失和負面影響。 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, 形成擴散雙電層, 使垢表面帶電, 抑制了垢晶體間聚結(jié), 導致垢晶體以分散狀態(tài)存在于溶液中. 由于導致晶格畸變和形成擴散雙電層所需表面活性劑的量很小, 因此少量能防止遠大于化學計量的垢離子的析出.
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。使用時在循環(huán)泵的入口處加入,初次加入量按照保有水量計算,由模擬實驗決定最佳加入量為50~500mg/L,正常運行中按照每小時的補充水量,定量加入即可,一般用藥量為50~500mg/L。