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简谈膜技术谈电厂化学水处理中膜技术运用

最后更新时间:2024-02-17 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:14457 浏览:59830
论文导读:入到水汽循环系统中就会造成热力设备出现腐蚀、结垢、积盐等,在影响电力设备安全运行的同时,还大大降低了运行的经济性,无形中增大了检修的工作量以及相应的运行成本。在我国许多电厂,反渗透(RO)技术已获得了较为广泛的应用,而另一方面电除盐(EDI)技术作为一种新型的膜分离技术,其与反渗透技术同属于膜技术,但二者的工作机理
摘要:在电厂的热力发电系统中,水品质的好坏将会直接影响到电厂发电设备运行是否安全经济。如果是没有净化处理过的水,其中含有较多的杂质,则在这些杂质进入到水汽循环系统中就会造成热力设备出现腐蚀、结垢、积盐等,在影响电力设备安全运行的同时,还大大降低了运行的经济性,无形中增大了检修的工作量以及相应的运行成本。在我国许多电厂,反渗透(RO)技术已获得了较为广泛的应用,而另一方面电除盐( EDI)技术作为一种新型的膜分离技术,其与反渗透技术同属于膜技术,但二者的工作机理却不尽相同。本文简要介绍了膜分离技术,着重探讨了其中的反渗透+电除盐的应用,以期能够为解决传统离子交换中处理工艺酸碱废液问题提出一些建设性的意见。
关键词:电厂;化学水处理;膜技术

在电厂的热力发电系统中,水品质的好坏将会直接影响到电厂发电设备运行是否安全经济。如果是没有净化处理过的水,其中含有较多的杂质,则在这些杂质进入到水汽循环系统中就会造成热力设备出现腐蚀、结垢、积盐等,在影响电力设备安全运行的同时,还大大降低了运行的经济性,无形中增大了检修的工作量以及相应的运行成本。为此,能够选择一个较为合适的化学水处理工艺就在此显得至关重要,既可以保证在热力系统中所需要的各类水质指标,又能够顺应其高效低耗环保的运行要求。在电力系统中,水处理工艺相对较多,通常是先采用机械过滤的方法将水中悬浮物及各种胶体类的杂质去除,然后再采用软化的方式去除水的硬度,比如采用混床、阳床、电渗析、阴床、反渗透等去除水中离子,同时,在这些工艺方法中,我们均使用了离子交换树脂,为此就会存在用酸碱再生离子交换树脂让它性能再恢复。为此,在整个的生产过程中,既会排放出酸碱化学污染废液,又无法进行连续的生产,劳动强度高,操作和维护复杂,设备占地面积大,制水成本高。同时,水的品质会严重依赖树脂再生操作者的技术熟练性,而另外一个关键点是排放酸碱废液与时下越来越高的环保要求不符。传统制水工艺典型操作如下:
原水→预处理→阳阴床一级除盐→混床除盐→锅炉补给水。

一、膜分离技术

近些年来,快速发展的膜分离技术给纯水的制备增添了一种新的解决方案。膜分离技术是众多相关技术的统称,利用一些特殊制造的多孔材料,选择性地将水和水中杂质进行区别分离。在锅炉补给水制备工艺中,我们可以采用反渗透替代阳阴床一级除盐,用 EDI替代混床离子交换的方式,流程为:原水→预处理→反渗透 (RO)→电除盐 (EDI)→锅炉补给水。
膜分离技术定义
膜分离技术指的是通过外力的推动,将有选择透过性的特制薄膜作为一个选择障碍层,让混合物中的某些组分容易透过而其他组分难透过被截留,实现分离、提纯、浓缩的作用。膜壁上充满着各类小孔,根据孔径的大小可细分为:反渗透膜(0.0001-0.005μm)、纳滤膜(0.001-0.005μm)、超滤膜(0.001-0.1μm)、微滤膜(0.1-1μm)、电渗析膜等。膜分离技术包括反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)、微滤(MF)和电除盐(EDI)等技术。
全膜分离技术
在现在的电厂水处理中,锅炉补给所使用的水已逐步使用全膜分离技术,俗称三膜处理工艺(UF-RO-EDI)。通过此种处理,其出水水质可实现阴、阳混床出水水质,而无需酸碱再生,没有废液的排放,自动化的程度相对较高。
超滤(UF)
超滤膜是一种在压力的作用下,除去水中的各类颗粒、胶体和分子量相对较大的活性膜。其靠压力进行驱动,属于多孔膜上的机械截留方式,分离范围是大分子物质、胶体、病毒等。

4、反渗透技术

反渗透技术是种先进的节能膜分离技术。在大于溶液渗透压作用下,依据细菌、离子等杂质无法透过半透膜的原理从而实现这些物质和水的分离。反渗透膜是高分子材料经特殊工艺制作而成的半透膜,只允许透过水分子,不允许溶质通过。反渗透装置中的一个主要部件是膜元件,其将导流层、半透膜、隔网膜按一定顺序粘合,卷制于排孔中心管上。原水经加压从元件一端进入隔网层,一部分水及少量盐类经半透膜到导流层,顺导流网通道经中心管壁微孔流入中心排出,进而成为淡水。剩余的水及大部分的菌类、溶质等经隔网层从膜元件另一端排出成浓缩水。
介于反渗透膜膜孔径非常小源于:论文格式排版{#GetFullDoma论文导读:对数的单元组成。单个单元内都有两种不同的室:待除盐淡水室和杂质离子收集的浓水室。淡水室使用混合均匀的阳、阴离子的交换树脂填满,这些树脂在两个膜之间:只可以通过阳离子的阳离子交换膜以及只可以透过阴离子的阴离子交换膜。树脂床利用加在室两端的直流电进行连续的再生,电压使进水中的水分子分解成H+及OH-,这些离子受
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,可以有效地将水中的溶解盐、微生物、胶体、有机物等去除,有出水水质好、无污染、能耗低、操作简便、工艺简单等优点。但是,另一方面反渗透产水还无法满足中高压锅炉对于用水的要求,还需作进一步的除盐工作。

5、电除盐(EDI)技术

电除盐技术依靠电场作用,将水中的无机离子除去,这是一种近些年来出现的新型纯水制备技术。将传统的离子交换技术和电渗析技术有机结合,既克服了离子交换工作不连续、需消耗酸碱再生等的不足,又很好的弥补了电渗析无法深度脱盐的缺点,其出水水质可以有效的满足锅炉用水对硬度、电阻率和硅的要求。
EDI膜堆由夹在两电极间一定对数的单元组成。单个单元内都有两种不同的室:待除盐淡水室和杂质离子收集的浓水室。淡水室使用混合均匀的阳、阴离子的交换树脂填满,这些树脂在两个膜之间:只可以通过阳离子的阳离子交换膜以及只可以透过阴离子的阴离子交换膜。树脂床利用加在室两端的直流电进行连续的再生,电压使进水中的水分子分解成 H+及 OH-,这些离子受电极吸引,穿过阳、阴离子交换树脂向所对应膜迁移。这些离子经交换膜进入浓室,H+和 OH-结合成水,而对于此类的H+和 OH-的产生及迁移,则是树脂连续再生的机理。一旦进水中的Na+及 Cl等离子吸附到相应离子交换树脂上,就会像普通混床内离子交换反应,置换出 H+及 OH-。离子交换树脂内的杂质离子如果也参与到H+及OH-向交换膜方向迁移,它们将连续穿过树脂到透过交换膜进入浓水室。杂质离子因相邻隔室交换膜阻挡而无法向对应电极方向迁移,这些杂质离子最终集中到浓水室,可将含有杂质离子的浓水排出膜堆。

6、膜分离技术特点

膜分离技术有以下优点:①膜分离设备紧凑,运动部件少,结构简单,易于操作、维修,易自动控制。②性能稳定、产水品质高且可连续生产。③可在常温下进行分离操作,安全,无酸碱排放,无污染。④膜分离耗能低,效率高,设备体积小,占地少。

二、电厂化学水处理中膜技术的应用

1、膜技术的应用a

神华准格尔能源有限责任公司矸电公司的装机容量是2×330MW,循环流化床机组,在设计锅炉的补给水系统时,其设计规模是供水量2×70m3/h。产水的水质要求需要符合循环流化床锅炉的给水规范:SiO2<20μg/L,电导率<0.2μs/cm,硬度≈0。此水处理系统使用的是预处理+反渗透+电除盐的处理工艺,控制系统的设计是自动控制,其中,包括预处理、EDI系统、RO和相关机泵均是使用的PLC程序进行控制,通过CRT站进行集中监控。系统原水采用的是当黄河水。
工艺流程是“预处理+超滤+反渗透”的流程:原水箱→清水泵→多介质过滤器→超滤装置→反渗透装置→中间水箱→中间水泵→阴阳床→除盐水箱→除盐水泵。
为了能够有效地滤除原水中的各类机械杂质,预处理系统更多的是采用多介质过滤器,以此来保证超滤装置的进水浊度在2mg/L以下。超滤装置目的是除去进水中的各类有机物,以此来保证反渗透装置的进水COD小于2mg/L。采用钠离子交换器,控制好反渗透及电除盐装置最终的进水硬度,以此来保证反渗透和电除盐装置在运行时的安全稳定。