上周有網友微信問我：經檢測我們廠蒸汽冷凝水PH值為5.94，是什麼原因造成蒸汽冷凝水呈酸性？檢修時發現部分設備存在嚴重腐蝕，蒸汽冷凝水放置一段時間後顏色呈現桔紅色，目前因為蒸汽冷凝水不達標，不能回用到鍋爐而向外排放，浪費了大量的能源和水資源，這種情況下怎麼解決蒸汽冷凝水達標安全回用到鍋爐？
我回覆：蒸汽冷凝水接近蒸餾水，PH值為中性接近7；造成蒸汽冷凝水呈酸性原因大部分是因為蒸汽冷凝水中溶解了CO2，CO2溶解於水形成弱碳酸，由於蒸汽冷凝水非常純淨緩衝性差，少量的CO2溶解於水時，水的ΡН值便可由7.0降至5.5左右；高溫的酸性蒸汽冷凝水能迅速對鍋爐系統管網及設備造成腐蝕，所以酸性蒸汽冷凝水不能回用到鍋爐。因為腐蝕造成蒸汽冷凝水中鐵離子超標，不顯色的二價鐵離子被氧化成三價鐵離子後，隨著三價鐵離子的濃度增大蒸汽冷凝水顏色依次呈現黃色、粉紅、桔紅、紅色，深紅、醬油色變化，這也是有些新安裝的鍋爐蒸汽管網4-5年就有被腐蝕、穿孔、洩漏的原因。
讓蒸汽冷凝水呈酸性的CO2的兩個來源
讓蒸汽冷凝水呈酸性的CO2的兩個來源之一——碳酸氫鹽或碳酸鹽阻垢劑。有的鍋爐給水不達標，含有易分解的碳酸氫鹽；多數工業鍋爐為了防止結垢常常加入過量的碳酸鈉作為阻垢劑，在高溫的鍋水中碳酸氫鹽和碳酸鹽受熱分解，都會釋放出遊離的二氧化碳，並隨著蒸汽進入換熱系統和冷凝水管網中，二氧化碳融入水或水蒸氣形成碳酸腐蝕。
НСΟ3-→СΟ2↑+Н2Ο+СΟ32-
СΟ32-+Н2Ο→СΟ2↑+ΟН- СΟ2
讓蒸汽冷凝水呈酸性的CO2的兩個來源之二——空氣中的二氧化碳。當鍋爐用氣系統和凝結水回收系統間斷運行時，系統設備及管路內壓力有時會下降，這時空氣中的氧和二氧化碳會倒流進入系統，空氣中含有約21％的氧氣和約4％的二氧化碳，在高溫潮溼環境下，金屬氧腐蝕快速產生，冷凝水緩衝性差，而二氧化碳的存在使冷凝水的PH降低，二氧化碳溶於水成為弱碳酸加速了氧化腐蝕。之所以在開式回收蒸汽冷凝水系統，碳鋼管道的使用壽命只有4－5年，即每隔4－5年就需要更換冷凝水管線，就是這個原因。
酸性蒸汽冷凝水回用到鍋爐的危害
高溫的酸性蒸汽冷凝水能迅速對鍋爐系統管網及設備造成腐蝕。水中的СΟ2可使水產生Н+，而Н+與溶解氧同是腐蝕電池中陰極去極化劑，大大加速了陽極金屬的腐蝕。 СΟ2使金屬發生酸腐蝕，又使其發生電化學腐蝕。因此，冷凝水中的СΟ2具有較強的腐蝕性，特別是在有氧的存在下，金屬腐蝕尤為迅速。在蒸汽冷凝水系統中，同時含有Ο2和СΟ2，將會明顯地加速蒸汽冷凝水管網和設備的金屬腐蝕，促使冷凝水中的含鐵離子量迅速增高。
СΟ2+Н2Ο→НСΟ3-+ΟН-
O2+Fe+H2O→Fe（OH）2
O2+ Fe（OH）2 +H2O→Fe（OH）3
Fe（OH）2+ Fe（OH）3→Fe3O4 +H2O
按照國標GB1576-2001《工業鍋爐水質》要求，鐵離子含量超過0.3mg/L的水不允許進入鍋爐使用。三價鐵離子是鍋爐內部氧腐蝕的催化劑，不僅會加快鍋爐內的氧腐蝕發生，而且會形成的氧化鐵水垢，同時也會產生垢下腐蝕，氧化鐵水垢讓爐管的傳熱效率大幅降低，傳熱效率降幅有400-500倍之多，氧化鐵水垢不僅會縮短鍋爐的使用壽命，大量聚集在爐管內的氧化鐵水垢還會引起爆管危險，對鍋爐安全運行形成較大的隱患。
解決蒸汽冷凝水酸性的六個措施
解決蒸汽冷凝水酸性的六個措施之一——提高鍋爐補水品質。提高鍋爐給水品質，降低鍋爐給水中碳酸氫鹽鹼度，對於原水鹼度較高的應採取降低鹼度處理，減少帶入易分解的碳酸氫鹽，防止碳酸氫鹽分解釋放出СΟ2氣體。
解決蒸汽冷凝水酸性的六個措施之二——減少碳酸鈉鹽使用。減少鍋爐給水硬度成分，對於原水鹼度較低的，在採取軟化處理時，不宜加碳酸鈉而應加適量的磷酸三鈉來消除給水殘餘硬度和提高鍋水鹼度，減少為防止結垢加入的碳酸鈉鹽的使用量，防止在高溫的鍋水中碳酸鹽受熱分解，釋放出遊離的二氧化碳，並隨著蒸汽進入冷凝水中。
解決蒸汽冷凝水酸性的六個措施之三——蒸汽冷凝水採用閉式回收。冷凝水採用閉式回收，徹底消除外界空氣中的氧和二氧化碳進入回收系統。
解決蒸汽冷凝水酸性也可以使用ΡН值處理辦法，採用蒸汽冷凝回水作為補給水的鍋爐，維持鍋水的鹼度、pH值在水質標準上限附近範圍內運行是防止鍋爐腐蝕的關鍵之一。鍋爐在高鹼度、高pH值下運行，一方面可以防止腐蝕和結垢，另一方面可以緩衝冷凝水pH值的波動影響。
解決蒸汽冷凝水酸性的六個措施之四——加NaOH來處理。鍋水鹼度、pH值的調節可以通過加NaOH來處理。一般情況下不建議加氫氧化鈉，因為脫鹽水調整PH值加氫氧化鈉會造成水中鹼度增大，氫氧化鈉是強電解質，電導率增長比較大；氫氧化鈉又是強鹼，調節水的PH穩定性較差，鍋爐中加入強鹼，鍋爐會發生鹼性腐蝕，對碳鋼形成鹼脆，影響鍋爐的安全運行，所以要嚴格控制其濃度和量。
解決蒸汽冷凝水酸性的六個措施之五——加氨的方式來調整PH值。氨水是最常用的PH調節劑，採用氨水作為PH調節劑有很多優點，最主要是氨是弱鹼性，投加的氨濃度一般都很小、成本價格低廉，當pH值大於8時氨能將水中二氧化碳完全中和，生成NH4HCO3。
NH3+H2O==NH4OH(可逆）
NH4OH+CO2==NH4HCO3(可逆）
NH4OH+NH4HCO3==（NH4)2CO3+H2O(可逆）
特別指出加氨的方式來調整PH值需要注意的是：氨水有一定的腐蝕作用，又易揮發出氨氣， 液氨的儲存和使用是一個危險源；氨水調節PH值保持時間不長；當給水中加入氨量過大時，在溶解氧的參與下，對銅的腐蝕比較強，銅質金屬換熱器及儀表附件設備易發生腐蝕。
解決蒸汽冷凝水酸性的六個措施之六——添加BF-31T蒸汽冷凝水保護劑。針對因為鍋爐酸性蒸汽冷凝水回收設備及管網系統的氧腐蝕和弱碳酸腐蝕， 通常採用添加BF-31T凝結水系統保護技術，投加北京化工大學專利產品BF-31T凝結水系統保護劑，來阻止腐蝕的發生。BF－31T凝結水系統保護劑具有最·佳氣液相比，加入系統後，會在金屬表面形成具有吸附及憎水作用的單分子層保護膜，該膜的分子間隙比CO2 ， O2 的截面小，可以防止系統氧腐蝕和弱碳酸腐蝕的發生，從而既保證蒸汽冷凝水鐵離子濃度達到國標GB1576-2001《工業鍋爐水質》要求，又保護了鍋爐用汽系統和冷凝水回收系統的設備或管網不再腐蝕、穿孔、洩露，真正實現了標本兼治。
BF-31T凝結水系統保護劑為鹼性乳狀液體，主要成分：成膜胺、中和胺等。BF-31T凝結水系統保護劑中的中和胺為鹼性，既可以中和蒸汽凝結水中碳酸又為在線監測水中藥劑濃度提供依據。使用BF-31T凝結水系統保護劑，BF－31T 凝結水保護劑2003年獲中國鍋爐水處理協會正式註冊證書；BF－31T 凝結水保護劑產品為科技部創新基金項目「零排汙蒸汽發生技術」專利技術中的核心技術產品，2007年獲國家發明二等獎；2010年BF－31T 凝結水保護劑被中國特種設備檢測研究院推薦，列入第一批高耗能特種設備節能技術與產品推薦目錄。
北京化工大學 北京化新通達清洗技術有限公司 北京安運通源節能環保科技有限公司 顏輝 經理 歡迎交流！關於鍋爐蒸汽凝結水除鐵離子技術、鍋爐及供熱系統高效防腐阻垢技術、鍋爐水處理及水質自動監測控制系統等等，蒸汽冷凝水除鐵離子回用鍋爐——節能與節水並行，效率和效益同增。鍋爐蒸汽凝結水鐵離子超標——蒸汽冷凝水酸性的二個原因及六種處理措施。
蒸汽冷凝水相當於蒸餾水，蒸汽冷凝水的品質遠遠高於軟化水接近純水。冷凝水中含有的熱量可達蒸汽總熱能的20%--30%，利用蒸汽冷凝水較高的回水溫度，每提高6℃鍋爐給水溫度就可節約1％燃料。回收含有熱能的高品質蒸汽冷凝水作為鍋爐給水，不僅節約大量的水資源，改善鍋爐工況，還能提高鍋爐給水溫度，節省大量的燃料；而且還可以減少鍋爐排汙，減少補給水軟化處理時的廢水排放和凝結水排廢對環境的汙染，降低水質處理費用，實現經濟效益與節能環保社會效益雙贏。
蒸汽冷凝水酸性的二個原因及六種處理措施（顏輝）