什么是锅炉水的磷酸盐处理？

原标题：什么是锅炉水的磷酸盐处理？

锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，是锅炉安全管理的一个十分重要的环节，水质的好坏对锅炉安全运行、能源消耗及锅炉使用寿命有很大影响。锅炉水的水质关系到机组的安全、经济运行，锅炉水采用适当的处理方案，可以保证汽水品质，延长锅炉的清洗周期和使用寿命。加药处理又直接关系到锅炉水处理的效果。本文对磷酸盐在锅炉水处理中的应用分析。

加入磷酸盐的目的是为了防止生成钙垢，因为钙是水中最主要的生垢物质。当炉水中含有足够的PO43-浓度时，在一定的PH值条件下，Ca2+会与PO43-会生成碱式磷酸钙，其反应式如下：

10Ca2++6PO43-+2OH-=Ca10(PO4)6(OH)2

碱式磷酸钙在锅炉中不会生成水垢，而是呈水渣状，可随炉水排污排出炉外。炉水内添加磷酸盐是一种补救性的、预防性的措施，以防止在脱盐处理过程中漏出的钙离子产生危害。显然，根本性的措施应是提高给水脱盐处理的质量，尽量杜绝（实际上难免有微量Ca2+漏过）生垢物质漏入脱盐精制水，因为即使生成水渣，过多的水渣也会影响蒸汽的质量。

磷酸盐的加入量决定于炉水中生垢物质的浓度。由于脱盐水质量高，漏入的Ca2+浓度极微，所以磷酸盐的加入量很少。炉水中过多的磷酸盐不仅无益，而且有害，因为过量的磷酸盐不仅造成化学药品的浪费，而且使炉水中的总含盐量增加。总盐量增加可能造成锅炉炉管的积盐，还可能在废锅中产生大量汽泡而导致蒸汽带水，蒸汽含盐量增加，蒸汽质量下降。此外，由于PO43-浓度过高，可能与炉水中微量Mg2+发生反应，而生成磷酸镁沉淀，其反应式如下：

3Mg2++2PO43=Mg3(PO4)2↓

Mg3(PO4)2在高温水中的溶解度很小，可能粘附在炉管内而形成二次水垢。

目前，国内大型化工厂炉水中PO43-浓度的控制范围一般为2～10PPm。有人认为，这个控制指标偏高，理由是大型厂水处理质量高，生垢物质极微，并有人做过降低磷酸盐浓度指标的试验，效果很好。国外有的厂规定PO43-浓度控制在0.5～5PPm称为低磷酸盐处理。

如果加入的磷酸盐全部为磷酸三钠（Na3PO4），则存在一个缺陷。因为Na3PO4是一种容易在高温炉管上生成易熔附着物的钠盐，沉淀在较高温度的炉管管壁上，并析出游离氢氧化钠。其沉淀析出反应如下：Na3PO4+0.15H2O=Na2.35H0.15PO4↓+0.15NaOH

磷酸三钠发生沉淀析出反应时，在炉管管壁边界层内液相中会出现游离氢氧化钠。当含有游离氢氧化钠的炉水在管壁处高度浓缩时，会使炉管管壁产生碱性腐蚀。为了防止炉水对管壁的碱性腐蚀，对上述单纯采用磷酸三钠处理炉水的传统方法进行了改革，产生并逐步完善了一种新的磷酸盐处理方法，称为“协调PH-磷酸盐处理”法。该法的特点是在添加磷酸钠的同时，按照适当的配比添加磷酸氢二钠（Na2HPO4），使得炉水中即有足量的PO43-浓度，又不至出现游离氢氧化钠。磷酸氢二钠可与氢氧化钠发生反应而使游离氢氧化钠消失：Na2HPO4+NaOH=Na3PO4+H2O从而避免了炉管管壁的碱性腐蚀。为了保证炉水有适宜的PH值，加入的磷酸氢二钠和磷酸三钠必须控制在一定的配比范围内。通常是以炉水中Na+和PO43-的摩尔比来确定上述配比的。经验证明Na+/PO43-摩尔比的最适宜范围为2.2～2.85。当分析结果Na+/PO43-比值接近或大于是2.85时，应添加适量的磷酸氢二钠；当Na+/PO43-比值接近2.2时，则应添加适量的氢氧化钠，使炉水中PO43-的浓度基本稳定。