关于胶体硅问题的研讨

电厂水处理技术学术交流会   2003.09 重庆
韩隶传   李荣荣   国电热工研究院（陕西西安710032）    
摘   要   20世纪70年代，曾对胶体硅问题进行过大量的研究，但此问题近来在有些电厂重新出现。另外，在新电厂的设计中，时常因为胶体硅含量超过标准，而设置预处理设备。经过研究，认为：原来的胶体硅定义和测定方法存在一些不足之处需要改进。本文对胶体硅的定义、测定方法、发生的原因、检测进行了分析，提出了解决火力发电厂胶体硅问题的方向。

1. 问题的提出
胶体硅问题，在70年代初期，曾进行过大量的研究，提出了测定方法、处理方式以及运行与设计标准，因此，80年代以后，基本上解决了火力发电厂的胶体硅问题。但是，由于对胶体硅的定义不够准确以及测定方法中存在一些问题，因此，造成了下列问题的发生：
1） 有的电厂，在运行中，有时出现胶体硅的问题，从锅炉补给水中又无法查出胶体硅的来源，此现象时隐时现；
2） 在新电厂的设计中，有时为了原水胶体硅一项指标比较高，而必须采用混凝—澄清设备或直流凝聚，甚至于出现对井水，为了去除胶体硅而要求采用混凝的情况；
3） 有的电厂由于胶体硅问题长期无法解决，造成蒸汽品质恶化，影响机组的安全运行。
4） 为此，我们对火力发电厂出现的胶体硅问题，进行了进一步的研究，现对胶体硅的定义和检测、测定方法，提出一些看法，与水处理工作者共同研讨。

2. 天然水中粒子的分类
2.1 宏观分析
从宏观上看，水中的粒子可以分为固体颗粒、胶体和溶解的离子三种。
2.2 天然水中的悬浮颗粒[1]
对水中的粒子，按照其粒径的大小，可以进一步细分如下：
                   名称                             粒子直径，m
                   粗砂砾                           >2×10^-3
                   细砂砾                           1～2×10^-3
                               粗砂                               0.5～1×10^-3
                   中砂                               2.5～5×10^-4
                   细砂                               1～2.5×10^-4
                   极细砂                           5～10×10^-5
                   泥砂                               1～5×10^-5
                   细泥砂                           5～10×10^-6
                   黏土                               1～5×10^-6
                   细黏土                           1～10×10^-7
                   胶状黏土                       <1×10^-7
2.3 按分散相颗粒大小分类[2]
对液体中的分散相颗粒，按粒径的大小可分为：
   ⑴粗分散系统（悬浊液、乳状液）
粗分散系统包括：粒径大于10^-7 m的颗粒。其主要特征为：不能通过过滤的方法使颗粒与液体分离。在普通显微镜下可以看见颗粒。
   ⑵胶体分散系统（溶胶）
胶体分散粒子的粒径在10^-9～10^-7 m之间。其主要特征为：颗粒能通过滤纸，但不能通过半透膜，即不能用过滤方法使颗粒与液体分离；在液体中扩散很慢。在超显微镜下可以分辨。
   ⑶分子与离子
分子与离子的粒径在10^-9 m以下。其主要特征为：颗粒能通过滤纸和半透膜，在液体中扩散很快。在超显微镜下是不可见的。
2.4   1972年热工所对水中硅化合物的分类[3]
⑴呈分子、离子状态的硅酸化合物：
这种形态的硅酸化合物，溶解于水中，其微粒大小在1纳米以下，呈真实溶液，在某些条件发生变化时，较易转变形态。
天然水中溶有这种硅酸化合物，是因为天然水中与硅酸盐岩石接触的结果。硅酸是很弱的酸，其溶解度又极小，故它很容易从硅酸盐中被其他酸（即使很弱的碳酸）排代出来，从而导致天然水溶解有分子、离子状态的硅酸化合物。
溶解在水中最简单的硅酸化合物是正硅酸。正硅酸H₄SiO₄（SiO₂+2H₂O）与钼酸盐发生如下反应生成硅钼黄：
H₄SiO₄+3Mo₄O₁₃^2- +6H⁺ -- H₄Si（Mo₃O₁₀）₄
过去的试验方法（火力发电厂水汽实验方法1964年）所测得的就是

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