淺析鍋爐補給水處理方式

1、淺析關于鍋爐補給水處理方式 給排水科學與工程概論課程論文 姓 名： 鄭東昊 班 級： 給排水1401班 學 號： 2014002523 時 間： 2015.5 淺析關于鍋爐補給水處理方式鄭東昊太原理工大學環(huán)境科學與工程學院給排水1401班 摘要：工業(yè)鍋爐用水一般為自來水和地下水，在經過鍋爐加熱后很容易產生水垢，還會對鍋爐內壁產生腐蝕，嚴重危害鍋爐的正常使用。因此鍋爐補給水的處理就顯的尤其重要。在此我就對現(xiàn)階段比較主流的一些鍋爐補給水處理方式進行一下討論關鍵詞：超濾，反滲透，全膜，淺除鹽，鍋爐。引言：目前，隨著能源緊張、原材料價格大幅度提高、水資源匱乏等問題的日益突出，反滲透脫鹽，超濾法等技術以

2、其能耗低、無污染、適應性強、便于操作、運行費用低 等顯著特點，在鍋爐補給水方面占據愈來愈重要的地位。1.超濾法超濾是利用一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的 物質 ，而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為 3×l0 1×10 的物質。當被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小于 300 - - 500的溶質透過膜，而大于膜孔的微 粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化 。也就是說，當水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去 。同時可去除大量的有機物等。 工

3、藝流程 試驗采用4組件并聯(lián)系統(tǒng)，產水量2 m3h。為防止工業(yè)水管路中夾帶大顆粒劃傷膜表面，在超濾組件前設置 20 pm聚丙烯蜂房式濾芯過濾器。超 濾膜失效后用 5鹽酸還原，可反復使用。試驗設 計了獨立的反洗系統(tǒng)，可使膜的清洗控制更加靈活 方便，保持超濾膜的透水量相對穩(wěn)定。濃水可以部 分或全部循環(huán)使用，以提高水的利用率。操作壓力試驗通過從 007016 MPa之 間 10個壓力 參數(shù)下超濾膜透水量的測定，表明隨著操作壓力的增加 ，透水量基本呈線性增大，這表明壓力是超濾過程的主要動力。試驗還測定了不同操作壓力下，透水量隨時聞 的變化規(guī)律。可以看出：透水量 的 衰減速率隨著操作壓力的提高而增大，這表

4、明操作 壓力的提高將加劇濃差極化，在膜表面累積的高分子及膠體物質將形成所謂的第二動態(tài)膜。即凝膠層，嚴重影響水流狀態(tài)和增加水分子及低分子量物質的 透過阻力，致使外界增加的壓力與所產生的阻力相平衡,導致透水量急劇下降，因此超濾宜在盡可能低 的操作壓力下工作。濃水流量試驗表明，濃水流量過低時，透水量的衰減明顯 加劇。這是因為濃水流量過低時，由于水流狀態(tài)趨 向層流，造成膜表面凝膠層增厚，濃差極化現(xiàn)象更加 嚴重 ，使水分子和低分子量物質透過膜的阻力增大導致透水量明顯下降。因而濃水流量不宜過低，要 提高水的利用率可以通過濃水回流來實現(xiàn)。運行水溫 試驗表明，溫度是影響超濾透水量的主要因素， 透水量對溫度的變

5、化非常敏感，水溫升高一方面降低了料液的粘度，使水流狀態(tài) 得到改善，另一方面加速了分子的運動，使水分子和 低分子量物質更易透過膜。 隨著水溫的升高，透水量隨時間的衰減趨勢也逐漸平緩。在25時，可保持在一個相對穩(wěn)定的水平上，即該條件下凝膠層基本處于動態(tài)平衡，因而在膜的許可溫度范圍內宜盡可能提高運行水溫。由此可見超濾與傳統(tǒng)的預處理工藝相比，系統(tǒng)簡單、操作方便、占地小、投資省、且水質極優(yōu)，可滿足各類 反滲透裝置的進水要求。合理地選擇運行條件和清洗工藝，可完全控 制超濾的濃差極化問題，使此預處理方法更可靠。超濾對水中的有機物和各類膠體均具有良 好的去除特性，因而可以考慮擴大到凝結水精處理 及離子交換除鹽

6、系統(tǒng)的預處理中。2.反滲透法鍋爐水處理設備技術的發(fā)展與對水質的要求緊密相關 、我國在解放初期 動力部門以小型低壓鍋爐為主相應地采用 順流再生固定床 用沸石作交換劑就能滿足鍋爐對水質的要求 隨著動力部 門采用高壓和超高壓鍋爐 ，xCtl,給水的水質要 求更高 ，促使鍋爐水處理設備得到迅速發(fā)展 先后研制和生產出逆流再生固定床 、浮動床、雙層床 、雙室床 混床 電滲 析和反滲透等一些鍋爐水處理設備 這些水處理設備是保證鍋爐補給水水質的重要組成部分之一 隨著現(xiàn)代社會經濟的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染日趨嚴重 地表水及地下水都受到了不同程度的污染，含鹽量普遍較高另外，目前我國淡水資源嚴重缺乏 ，火力發(fā)電廠都應努力

7、壓縮工業(yè)用水的實際用水量而工業(yè)用水量的大幅度減少是建立在 提高水的循環(huán)利用率，廢水處理利用的基礎上的將電廠循環(huán)水系統(tǒng)的排水作為鍋爐補給水水源是較好的節(jié)水途徑 但循 環(huán)水排污廢水的含鹽量往往 比循環(huán)補充水的含鹽量高 出 2倍左右 將含鹽量較高的水作為鍋爐補充水 若仍單純利用傳統(tǒng) 的離子交換法，則需要大量的酸堿再生藥劑 ，這樣用于每年購買酸堿原材料 的費用是相當可觀 的而且大量的酸堿廢水污 染環(huán)境 ，且再生頻繁 、程序繁多，操作管理極不方便 因此 ，單純的離子交換除鹽 已不能滿足目前工業(yè)迅猛發(fā)展的需求 目前 ，我們較多地采用反滲透技術與離子交換設備相結合的聯(lián)合除鹽方法 反滲透的原理： 反滲透是一種

8、新興的膜分離技術它的主要原理是在足夠 的壓力(大于滲透壓 )作用下 利用一種用特殊材料和方法加工制成具有半透膜性能的薄膜 的截留作用 ，迫使溶液中的溶劑和溶質分離 從而達到脫鹽 、凈化和濃縮的 目的 反滲透的特點：反滲透具有脫鹽率高 (一般在 97以上 )，對原水水質的變化適應 力強，在分離溶質時沒有相的轉換 ，設備簡單，便于操作管理，占地 面積小出水水質穩(wěn)定以及制水成本低等顯著特點四、反滲透在熱電廠鍋爐補給水處理 中的應用 自六十年代制成有工業(yè)價值 的反滲透膜 以來，反滲透技術得到了迅速發(fā)展1971年開始有工業(yè)性反滲透裝置在 電廠投入運行目前利用反滲透技術進行水處理的工藝已遍及美國，日本 、

9、法國，意大利等國家1979年 自天津大港發(fā)電廠引進 美國杜邦公司的反滲透裝置 以來 ，在我國寶山鋼鐵總廠自備熱電廠 天津軍糧城電廠 、滄州發(fā)電廠 ，鄭州熱電廠等相繼在鍋爐補給水處理中采用了反滲透與離子交換相結合的聯(lián)合水處理工藝，經多年的運行證明 效果良好在 目前水資源普遍被污染、水質惡化以及淡水資源嚴重缺乏而以循環(huán)水排污廢水作為電廠鍋爐補給水水源以節(jié)約水資源，減少廢水排放量的情況下 ，反滲透是鍋爐補給水處理的相對效果優(yōu)良的方案。因而其在電廠鍋爐補給水處 理 中應用也較廣泛 。3.全膜法全膜法水處理包括超濾、反滲透及電去離子(EDI)等工藝。改造完成后 ，因無廢酸堿排放,可減少廢水排放對環(huán)境的污

10、染 。另外 ，全膜法水處理 系統(tǒng)按 珠江水水質設計，允許水源最高含鹽量為 9 500 mgL，全年均可使用珠江水制水 ，因此每年可減少購自來水量 150萬t以上?？紤]到水質可能進一步惡化及海水倒灌現(xiàn)象日趨嚴重，系統(tǒng) 按最差水質指標進行設計,允許水源最高含鹽量為9500 mgL。 珠江水經混凝沉淀 、過濾預處理后進人清水池 ，水池的水經清水泵升壓進入全膜法水處理系統(tǒng) ，工藝流程如下 ：清水池一清水泵一 自清洗過濾器一超濾裝置一超濾水箱一反滲透增壓泵一保安過濾器一一級高壓 泵一一級反滲透裝置一除二氧化碳器一中間水池一二級高壓泵一二級反滲透裝置一二級反滲透產品水箱一 EDI給水泵一EDI保安過濾器一

11、EDI裝 置一除鹽水 箱一除鹽水 泵一發(fā)電機組 。全膜法水處理是一種先進的水處理技術 ，水源適用范圍廣 ，且工藝簡單，容易實現(xiàn)自動控制。 (2)全膜水處理系統(tǒng)占地面積小 ，將傳統(tǒng) 離子交換水處理工藝改造為全膜法水處理工藝 ，容易實現(xiàn)原址擴容 ，而且改造不會影響生產的連續(xù)性 。 全膜水處理工藝不用酸堿再生樹脂 ，因而無廢酸堿排放 。生成的濃水可與循環(huán)冷卻水排水混合后 一 起排放 ，不會污染水域環(huán)境 。 對于沿海某些電廠 ，全膜水處理工藝運行成本低于傳統(tǒng)離子交換 ，經濟可行。應用全膜法水處理技術是水處理行業(yè)發(fā)展趨勢淺除鹽法：4.淺 除鹽法淺除鹽是指通過離子交換樹脂把水中所含鹽量部分的去除 。淺 除

12、鹽技術通常是通過在原有水處理系統(tǒng)的基礎上增加弱酸性陽離子交換樹脂或弱堿性陰離子交換樹脂 ，現(xiàn)以弱酸性陽離子交換樹脂為例進行說明 。 目前得到推廣使用的弱酸樹脂主要是丙烯酸型 ，由于其活性基團主要是羧酸(一 COOH)故亦稱羧酸樹脂 ，表示為RCOOH。弱 酸樹脂主要與水中碳酸鹽硬 度起交換反應 ： 2RCOOH+Ca(HCO3)2_÷ (RCOO)2Ca+2H2CO3 2RCOOH+Mg(HCO3)2 (RCOO)2Mg+2H2CO3 反應 中產生的 H CO，是弱酸 ，容易分解為CO， 逸去 ：水中的 Ca 和 Mg2 離子被樹脂吸附，這樣就實現(xiàn)了水中堿的去除 ，也 實現(xiàn) 了這部

13、分鹽 的去 除 。該工藝流程操作簡便 ，運行費用低 去除率高 ，而且不會出現(xiàn)污 泥膨脹現(xiàn)象 。 該工藝具有明顯的技術經濟優(yōu)勢 ，有效的減少了污泥產出量 降低了運行成本 。由于該工程沒有設置消泡除渣設施 在調試及運行期間曾出現(xiàn)有泥塊上浮，泡沫溢出現(xiàn)象 。 因此 ，建議在今后設計 SBR工藝處理類似廢水時應考慮消泡除渣措施 。結束語 本文的結論只是在目前國內水處理技術水平的基礎上得出的并非一成不變隨著現(xiàn)代化水處理技術的飛速發(fā)展，各種水處理設備將在實際應用中不斷克服缺點，更新改造用于各種床型的離子交換設備以及用于電滲析反滲透的膜的性能 也會越來越好所以。今后的設計中，還需根據實際情況，綜合考慮。進行

14、技術經濟比較后擇優(yōu)選定水處理設備。 參考文獻：1精通模金定安，溫龍鍋爐燃燒設備M西安：西安交通大學出 版杜1990 2何慨鐾蕁煤粉燃燒器設計廈運行M北京：機械工業(yè)出版杜 1987 3馮逸仙 ，楊世純反滲透處理工程M北京 ：中國電力出版社 ， 20004射立紅 電廠水處理及水工況經濟性優(yōu)化設計西北電力技 術 ，2001，5楊文軍何新玲 采用反滲透一混床系統(tǒng)進行鍋爐補給水處理熱力發(fā)電，2001 6王方反滲透一電去離子脫鹽系統(tǒng)工業(yè)水處理 ，2001 7胡愛民，王政斌鍋爐補給水處理系統(tǒng)采用反滲透技術的經濟性分析U1內蒙古電力技術，20018 吳靖適 用于仿真培訓系統(tǒng)的流體網絡的動態(tài)時仿真方法 J熱力發(fā)電，1999，(4) 9 謝茂 清 ，朱 文 ，任 挺 進熱工流體網絡的自動建模算 法 J清華大學學報 ，1997，37(6) 10 于榮生 ，商建強流體網絡仿真模型及其自動生成軟件 J華北 電力大學學報