核心技術
電力化學行業一直是工業用水大戶,由于鍋爐在高溫高壓條件下工作,熱力設備的結垢、腐蝕、積鹽對設備的安全運行造成嚴重隱患,因此在能源及工業用高壓鍋爐領域,對水質的要求一直很高。
EDI超純水設備在電廠中的應用主要為電廠鍋爐補給水。以EDI為關鍵設備的水處理系統能夠脫除水中的各種雜質滿足鍋爐用水需求,使鍋爐能夠安全、經濟、可靠而穩定運行以及產出合格的蒸汽和熱水。
根據《火力發電廠化學設計技術規程》(DL/T5068-2006)中規定,對EDI超純水設備的進水水質要求:水溫5~40℃,pH值5~9,SiO2≤0.5mg/l,游離余氯Cl2≤0.05mg/l,鐵(Fe)≤0.01mg/l,錳(Mn)≤0.01mg/l,總有機碳(mg/l)≤0.5TOC,硬度(以CaCO3計)≤1mg/l,電導率小于40μs/cm。關于鍋爐補給水的電導率小于0.2mS/cm、SiO2質量濃度小于20mg/L。
基本上鍋爐的補給水可以按以下流程來做:
原水—預處理—一級處理—二級處理—除氧器—加藥—進鍋爐
原水分幾個情況:
1)為地表水,預處理可為混凝沉淀
2)為自來水,預處理可為活性炭或多介質過濾器(亦或超濾)
3)為中水,預處理可為混凝+活性炭過濾
一級處理和二級處理一般以RO+EDI、RO+RO、RO+混床、RO+附床。這些技術已經比較常見了。
電力行業EDI超純水設備工藝:
近年來,全膜法作為水處理的一種前沿技術,將微濾、超濾、反滲透和電去離子(EDI)等4種膜分離技術聯合應用于工業水處理,稱之為全膜水處理技術。全膜工藝的最大優點是環境污染少、勞動強度低和易于實現制水全過程的自動化。目前“全膜法”在電廠應用越來越多。
電廠根據原水水質的特點及機組對水汽品質的要求,鍋爐補給水處理系統按“全膜法”工藝,在原水水質條件較好、處理水量較少時,此方案無論從基建投資還是運行投資都較節省,且離子交換樹脂不需使用酸堿再生,節約大量酸堿和清洗用水,降低勞動強度,對環境沒有污染。EDI出水電導基本在0.05~0.06μs/cm之間,出水水質穩定。
由于電力行業用水要控制水中的溶解氣體(O2 ),后處理通常增加除氧裝置,以滿足鍋爐補給水的要求。
方案一:(工藝流程圖應做一下效果)
采用兩級反滲透方式,其流程如下:
原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→第一級反滲透 →PH調節→中間水箱→第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)→純化水箱→純水泵→微孔過濾器→除氧裝置→用水點
方案二:
采用EDI方式,其流程如下:
原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→一級反滲透或雙級反滲透→中間水箱→中間水泵→EDI系統→微孔過濾器→除氧裝置→用水點
預處理系統:雙介質過濾器或超濾裝置,主要去除水中的顆粒、膠體、懸浮物、大分子有機物、濁度等,使出水滿足反滲透的進水條件(主要有濁度和SDI值兩個指標)。
除鹽系統包括一、二級反滲透和EDI。一級反滲透作為預脫鹽裝置,脫除水中大部分的溶解鹽類、顆粒、硬度、活性硅,二級反滲透和EDI作為精脫鹽裝置,進一步脫除水中微量的溶解鹽類、硬度、活性硅,使整個系統的出水水質達到超高壓亞臨界鍋爐的補水水質要求。
EDI產水電導率穩定在0.06mS/cm以下,滿足鍋爐補給水的要求(<0.2mS/cm)
硅是鍋爐補給水的一項重要指標,膜法除鹽系統各單元對硅均有較高的脫除率。一級反滲透脫硅率達到99%左右,而二級反滲透進水的硅含量較低(84ppb),其對硅的脫除率也相對較低,約86%,而EDI對硅的脫除率約為83%。系統產水硅含量在0.003mg/L(3ppb)左右。
方案三:
原水→原水池→原水泵→換熱器→管道混合器→多介質過濾器→活性炭過濾器→保安過濾器→高壓泵→反滲透→中間水箱→中間水泵→電去離子( EDI)→除鹽水箱。
補給水系統由預處理系統、RO預除鹽系統、EDI精除鹽系統組成,如圖所示。
預處理系統包括原水箱、生水泵、板式換熱器、多介質過濾器、活性炭過濾器等,用以除去原水中的懸浮物、膠體等;RO系統包括保安過濾器、高壓泵、反滲透膜和中間水箱,能脫除原水中97%的含鹽量;EDI系統包括中間水泵、電除鹽設備、除鹽水箱等。
產水電阻率一直穩定在5~12.15MΩ•cm之間,操作非常簡單,操作人員只需在計算機前即可完成全部操作。
方案四:
原水采用循環排污水(或河水)→加熱器→[生水箱]→多介質過濾器→盤式過濾器 →SFP超濾裝置→[清水箱]→一級反滲透裝置→除碳器→[中間水箱]→二級反滲透裝置→[淡水箱]→EDI裝置→[除鹽水箱]
循環水排污水濁度10~20NTU,CODMn約10ppm,電導率1600mS/cm,全硅2.6-8.6ppm。經“預過濾-超濾-反滲透”后作為循環水補水,部分經EDI處理后作為鍋爐補給水;產水二氧化硅含量:1.2-5mg/L(電阻率14~16 MΩ•cm),產水滿足高壓鍋爐補給水要求。