蒸汽冷凝回水中除鐵的實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用.doc

蒸汽冷凝結(jié)回水中除鐵的實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用蒸汽冷凝結(jié)回水中除鐵的實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用 摘要摘要 蒸汽冷凝結(jié)回水因鐵含量偏高而不能直接應(yīng)用 本文通過使用過濾器 對(duì)多種過濾填料進(jìn)行 實(shí)驗(yàn) 取得成功 指標(biāo)滿足 工業(yè)鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 中的使用要求 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 蒸汽冷凝水 過濾 鐵離子 中石化潤(rùn)滑油北京分公司 2 臺(tái) 20t h 的蒸汽鍋爐 生產(chǎn) 0 5 0 6Mpa 的飽和蒸汽 用 于潤(rùn)滑油生產(chǎn)過程中基礎(chǔ)油 添加劑 油灌及附屬管路系統(tǒng)的加熱和保溫 鍋爐的補(bǔ)充水為 軟化水和冷凝回水 兩路水在除氧器內(nèi)混合后進(jìn)入鍋爐 由于隨著生產(chǎn)量的不斷提高 生產(chǎn) 設(shè)備不斷擴(kuò)大 蒸汽耗量也逐年增加 從生產(chǎn)裝置 罐區(qū)等回收到鍋爐房的蒸汽冷凝水總量 也不斷攀升 但因含鐵量偏高 而一直不能直接用著鍋爐用水 只能在夏季做除渣 除塵用 水 冬季做采暖系統(tǒng)補(bǔ)水和除渣除塵水 冷凝水的潛熱量白白浪費(fèi) 1 1 改造前現(xiàn)狀概況改造前現(xiàn)狀概況 1 1 蒸汽消耗量 表 1 蒸汽消耗量 冬天夏天 蒸汽消耗量 噸 月 冷凝水量 噸 月 蒸汽消耗量 噸 月 冷凝水量 噸 月 1290040002100650 1 2 蒸汽冷凝水純凈分析 蒸汽總回水外觀呈黑褐色 且拌有一定量的鐵銹雜質(zhì) 初步分析為蒸汽系統(tǒng)中的 CO2 溶于冷凝水中形成 H2CO3 對(duì)金屬材料腐蝕 腐蝕層剝落造成的 水樣分析見表 2 表 2 蒸汽冷凝水化學(xué)分析表 項(xiàng)目PH 值鐵離子濃度 mg L 硬度 mmol L 濁度 度 色度 度 雜質(zhì)顆粒度 分析值5 4 6 00 76 3 1750 0 0 04 10 35 15 40 肉眼可視 標(biāo)準(zhǔn) 0 30 01 0 05 10 25無可視顆粒 1 3 初步處理 采用傳統(tǒng)的化學(xué)藥劑法提高蒸汽管網(wǎng)中的冷凝水 PH 值 通過在蒸汽出口投加皮膜胺和 揮發(fā)性氨的方式 在回水管線內(nèi)成膜或提高回水的 PH 值 來阻斷腐蝕的發(fā)生 提高回水品 質(zhì)和達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn) 在采用化學(xué)處理法后 水的品質(zhì)有較大改善 顯著降低了蒸汽管網(wǎng)的 腐蝕 1 4 存在問題 由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)加熱油罐多達(dá) 110 余個(gè) 分為幾個(gè)區(qū)域 工藝管路高低錯(cuò)落 操作工況復(fù) 雜 且工藝要求一些罐的蒸汽供應(yīng)時(shí)用時(shí)停 停用的加熱盤管及附屬管線水放空 與滲入的 空氣接觸再次腐蝕 使得化學(xué)處理在該段停止 再次起用該段系統(tǒng)時(shí) 腐蝕的銹渣進(jìn)入總回 水箱 導(dǎo)致系統(tǒng)水的鐵離子經(jīng)常在 0 1 3 0 mg L 之間波動(dòng) 達(dá)不到預(yù)想的處理效果 2 2 處理技術(shù)選用處理技術(shù)選用 2 1 冷凝水的特點(diǎn) 因潤(rùn)滑油生產(chǎn)的工藝條件決定 回收冷凝水呈以下特點(diǎn) 1 冷凝水溫度比較高 80 100 2 流量波動(dòng)大 3 壓力不穩(wěn)定 在 0 0 05MPa 左右波動(dòng) 4 水夾雜著蒸汽 多數(shù)時(shí)間冷凝水呈汽水兩相混合態(tài) 5 鐵離子濃度隨著工藝變化 用汽負(fù)荷波動(dòng)而波動(dòng) 2 2 過濾設(shè)備技術(shù)要求 1 對(duì)冷凝水的鐵離子有較高的脫出率 應(yīng)能適應(yīng)較寬的鐵含量的動(dòng)態(tài)變化 2 過濾器應(yīng)能在流量和壓力波動(dòng)的狀態(tài)下正常運(yùn)行 效果穩(wěn)定 3 過濾后 冷凝水品質(zhì)應(yīng)符合鍋爐補(bǔ)水要求 4 過濾裝置的投資和運(yùn)行成本低 5 占地面積要小 操作 維護(hù)應(yīng)方便 2 3 市場(chǎng)調(diào)研情況 通過對(duì)除鐵過濾器生產(chǎn)廠家和用戶的考察 目前大多數(shù)除鐵過濾器采用錳砂或石英砂等 作為濾料 適合于處理地下水 難以找到符合我們要求的處理設(shè)備 且現(xiàn)市場(chǎng)上的設(shè)備存在 以下幾個(gè)問題 1 反洗用水量大 由于過濾過程中 容易發(fā)生板結(jié) 使過濾效果下降 為此 為加強(qiáng) 反洗效果 在現(xiàn)場(chǎng)往往配置一個(gè)大容積水箱和一臺(tái)壓力較高的水泵 反洗用水量占過濾水量 的 5 10 不僅使處理水的效率下降而且使耗電量增加 2 過濾水硬度回升 含鐵的冷凝水經(jīng)過錳砂或石英砂濾料的過濾器 符合除鐵要求 但是濾料中含的其他礦物質(zhì) 鈣 鎂 硅等 在溫度高的狀況會(huì)滲入冷凝水 導(dǎo)致冷凝水二 次污染 使回水硬度回升 3 溫度問題 由于冷凝水的溫度高 導(dǎo)致工況特性比較復(fù)雜 因此 到目前還沒有成 熟的專門用于高溫蒸汽冷凝水的除鐵過濾器 有些用戶采用 除鐵過濾器 鈉型樹脂處理設(shè) 備 的處理方式 這種組合方式只是將過濾器滲入的硬度去除 并沒有解決反洗水量大 水 資源浪費(fèi)問題 由于需要配置專用水箱和水泵 使得設(shè)備費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用都較高 沒有解決 好過濾裝置運(yùn)行和節(jié)能之間的矛盾 2 4 新型節(jié)能除鐵過濾器的選用 根據(jù)我生產(chǎn)裝置的特性 選用耗水量小 耗電量小 設(shè)備體積小 反沖洗時(shí)間少且運(yùn)行 周期長(zhǎng)的脈沖式氣水復(fù)合反沖洗系統(tǒng) 處理量為型號(hào)為 3m3 3 h 但所用填料有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn) 選型 2 5 工藝流程 見圖 1 圖 1 工藝流程圖 3 3 過濾填料選用實(shí)驗(yàn)過濾填料選用實(shí)驗(yàn) 3 13 1 錳砂填料 按設(shè)計(jì)方案 一次除銹過濾采用錳砂 使用過程中發(fā)現(xiàn)除鐵效果極佳 但因錳砂中含有 部分硅酸鹽 在冷凝水中析出鈣 鎂離子 導(dǎo)致處理后的冷凝水硬度超標(biāo) 無法直接使用 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 3 表 3 蒸汽冷凝水化學(xué)分析表 項(xiàng)目PH 值鐵離子濃度 mg L 硬度 mmol L 濁度 度 色度 度 雜質(zhì)顆粒度 分析值 3 23 2 高溫?zé)Y(jié)陶瓷顆粒填料 采用高溫?zé)Y(jié)陶瓷顆粒作為一次除銹過濾填料 更換填料后 冷凝水硬度穩(wěn)定 但除鐵 效果不好 待陶瓷顆粒一段時(shí)間形成完整水膜后 進(jìn)行了水質(zhì)化驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)除鐵效果仍無法滿 足標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 4 表 4 蒸汽冷凝水化學(xué)分析表 項(xiàng)目PH 值鐵離子濃度 mg L 硬度 mmol L 濁度 度 色度 度 雜質(zhì)顆粒度 分析值 3 3 高溫?zé)Y(jié)陶瓷小顆粒填料 經(jīng)分析除鐵效果不好是由于陶瓷顆粒較大 盡管形成了水膜 但鐵銹仍能通過 再次使 用重新制作的小顆粒填料實(shí)驗(yàn) 試驗(yàn)運(yùn)行兩個(gè)月 回收高溫冷凝水 4000 余噸 在 3000 噸時(shí) 反沖洗一次消耗約 3 噸軟化水 時(shí)間 20 分鐘左右 整套裝置工作穩(wěn)定可靠 操作 維護(hù)方 便 過濾水質(zhì)良好 節(jié)能效果明顯 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 5 樣品外觀見圖 2 除氧器 軟化水箱 除鐵器 液位計(jì) 集水箱 軟化水 來水 排污 氣 泵 氣閥 表 5 蒸汽冷凝水化學(xué)分析表 項(xiàng)目PH 值鐵離子濃度 mg L 硬度 mmol L 濁度 度 色度 度 雜質(zhì)顆粒度 分析值0 02 0 30 00 0 05 1 1清亮透明 圖 2 處理前后水樣對(duì)比圖 4 4 經(jīng)濟(jì)效益分析經(jīng)濟(jì)效益分析 由于用汽量隨著生產(chǎn)要求和季節(jié)變化波動(dòng) 因此 按試驗(yàn)運(yùn)行 2005 年 10 月至 2006 年 6 月期間數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)見表 6 表 6 經(jīng)濟(jì)效益數(shù)據(jù)分析表 項(xiàng)目目前回收情況 回收冷凝水量 t 8000 水費(fèi) 軟水處理費(fèi) 元 t 6 7 每年節(jié)約水費(fèi) 元 年 53600 冷凝水平均溫度 80 自來水年平均溫度 20 回收凝集水熱焓 KJ kg 80 20 4 1868 251 回收熱量 MJ 年 2008000 煤的熱值 MJ kg 25 鍋爐運(yùn)行熱效率60 每年節(jié)煤 t 年 134 煤價(jià) 元 t 440 節(jié)約燃料費(fèi) 元 58901 年減排 CO2 t 134 0 50 44 12 245 年減排 SO2 t 可燃 S 含量按 0 5 記 134 0 005 64 32 13 4 說明 冷凝水的節(jié)能價(jià)值不僅表現(xiàn)為自來水 水處理 高溫冷凝水焓等 還包括降低了 鍋爐連續(xù)排污率所節(jié)省的熱量和軟化