高纯酸碱在电厂水处理工艺中的应用
任清洁, 刘明杰, 孙 伟
(华电蒲城发电有限责任公司,陕西蒲城 715501)
[摘 要] 蒲城发电有限责任公司采用高纯酸碱替代工业酸碱用于离子交换树脂的再生,取得良好效果。
运行实践表明,该方法不但使水处理设备出水质量明显改善,提高了热力设备运行的安全性,而且可延长
树脂的使用寿命,减少再生成本和排污量,经济效益和环境效益显著。
[关键词] 电厂;水处理系统,离子交换树脂;高纯酸碱;树脂再生
[中图分类号] TM621. 8 [文献标识码]B [文章编号]1002 3364 (2006) 03 0059 03
用高纯酸碱替代工业酸碱对离子交换树脂进行再
生,不但可延长水处理设备运行周期,降低酸碱单耗,
减少废水排放量,而且可降低电力企业水处理成本。
通过试验,归纳和总结了高纯酸碱在华电蒲城发电有
限责任公司(以下简称蒲电) 水处理系统方面的运用结
果,分析了再生剂质量对水处理系统出水品质、运行周
期、运行费用等的影响,为高纯酸碱在电厂水处理工艺
中的应用提供了经验。
1 系统简介及存在问题
蒲电水处理系统分为锅炉补给水处理和凝结水精
处理两部分[1 ] 。前者采用一级除盐(单元制) + 混床(3
台) ,其中一级除盐系统为强阳床+ 弱阴床+ 强阴床,
共3 套,单套设计最大出力为100 t/ h ,运行周期17 h 。
凝结水精处理方式为氢床+ 高速混床,共4 套。系统
设计最大出力为1 000 t/ h ,其中单台高速混床设计最
大运行出力为330 t/ h ,运行周期200 h (制水量60 000
t) 。
蒲电水处理系统采用工业酸碱再生过程中存在以
下问题:再生效果差,周期制水量达不到设计标准;树
脂污染严重;出水水质不良;混床出水p H 值低(仅为
5. 8～6. 1) ,致使水处理系统腐蚀严重;杂质在系统沉
积严重,经常造成系统堵塞,威胁系统的安全运行;高
速混床在运行后期氯离子泄漏严重[2 ] 。
2 高纯酸碱的应用
为了解决以上问题,将高纯酸碱作为工业酸碱的
替代品应用于蒲电水处理系统。实践表明,不但系统
存在的问题得以解决,而且经济效益和社会效益显著。
2. 1 工业酸碱与高纯酸碱质量对比
工业酸碱与高纯酸碱质量对比见表1 、表2 。由表
可见,高纯酸碱的质量明显优于工业酸碱。
表1 工业盐酸和高纯盐酸质量对比%
项目盐酸铁硫酸盐砷
工业盐酸> 31 < 0. 01 < 0. 007 < 0. 0001
高纯盐酸> 31 0. 000 02 < 0. 003 < 0. 000 5
表2 工业烧碱和高纯烧碱(隔膜法2 级) 质量对比 %
项目NaOH 氯化钠碳酸钠三氧化二铁
工业烧碱> 30 < 5. 0 < 0. 8 < 0. 01
高纯烧碱> 31 < 0. 1 < 0. 1 < 0. 001
2. 2 高纯酸碱在锅炉补给水除盐系统的应用
按照设计参数[3 ] ,强阳床进口水质与混床出水水
质指标要求见表3 、表4 。
表3 强阳床进口水质
硬度
/ mmol·L - 1
碱度
/ mmol·L - 1
Cl -
/ mg·L - 1
Na + + K+
/ g·L - 1
SO2 -
4
/ mg·L - 1
3. 0 1. 0 100 0. 125 199. 8
表4 混床出水水质指标
硬度
/μmol·L - 1
电导率
/μS·cm - 1
二氧化硅
/μg·L - 1
Na +
/μg·L - 1
≈0 ≤0. 2 ≤20 ≤5
用高纯酸碱替代工业酸碱须按原规程要求重新进
行调整试验。试验发现,采用高纯酸碱再生一级除盐
设备及混床后,其出水质量得到大幅度改善,具体数据
见表5 、表6 及图1～图3 。
表5 除盐系统采用两种酸碱再生各床出水水质对比
再生剂
强阳床(周期平均)
Na + /μg·L - 1 酸度/ mmol·L - 1 Na + /μg·L - 1
工业酸碱356. 5 6. 9 365. 6
高纯酸碱120. 6 6. 9 180. 4
再生剂
强阴床(周期平均)
SiO2/μg·L - 1 电导率/μS·cm- 1
工业酸碱26. 4 4. 5
高纯酸碱14. 4 3. 5
再生剂
混床(周期平均)
电导率
/μS·cm- 1
Na +
/μg·L - 1
SiO2
/μg·L - 1 p H 值
工业酸碱0. 066 7 4. 6 4. 2 5. 86
高纯酸碱0. 066 7 1. 5 1. 6 6. 44
表6 采用两种酸碱再生经济指标对比
项目周期制
水量/ t
酸耗
/ g·mol - 1
碱耗
/ g·mol - 1
自用水
率/ %
普通酸碱再生1 500 55 65 7. 0
高纯酸碱再生2 000 46 48 6. 5
图1 强阳床出水钠离子浓度对比
图2 强阴床出水电导率对比
图3 强阴床出水二氧化硅浓度对比
从表5 和图1～图3 可以看出,采用高纯酸碱再
生后钠离子浓度下降2 倍,二氧化硅浓度、电导率大幅
度下降,混床出水p H 值大幅度上升,解决了困扰蒲电
除盐水出水p H 值低的问题。
从表6 可以看出:采用高纯酸碱再生后酸碱耗量
明显下降。系列平均周期制水量增加500 t ,通过一
年多运行,除盐各系列周期制水量有加大的趋势,其
中有一系列达到2 500 t 。此外,树脂颜色明显改变,
树脂污染程度大幅度降低,因而树脂交换容量得到
恢复。原采用普通酸碱再生时投床初期和运行末
期,强阴床出水出现硬度,而采用高纯酸碱再生后再
未出现硬度。
2. 3 高纯酸碱在凝结水精处理系统的应用
采用高纯酸碱对蒲电1 号精处理系统C 床树脂进
行再生,结果见表7 。由表7 可见,采用高纯酸碱再生
后,出水质量明显提高,二氧化硅、钠离子、氯离子浓度
大幅度下降,而且精处理高速混床周期制水量由原来
的6 万t 提高到20 万t 。
表7 精处理系统采用两种酸碱再生出水水质比较
项目Na +
/μg·L - 1
SiO2
/μg·L - 1
电导率
/μS·cm - 1
Cl -
/μg·L - 1
周期制
水量/ t
工业酸碱4. 5 5 0. 098 19. 0 6. 0 ×104
高纯酸碱2. 6 2. 8 0. 086 3. 8 20 ×104
2. 4 注意事项
(1) 再生液的浓度不宜太高,一般在2 %左右为
宜;
(2) 流速应控制适当,需根据设备运行状况经调
整而确定。
3 效益分析
采用高纯酸碱作为再生剂后,不但使水处理设备
的出水质量大幅度提高,而且具有良好的经济效益和
社会效益。其直接经济效益见表8 。间接效益分析如
下。
(1) 安全效益 采用高纯酸碱为再生剂后混床出
水p H 值得以提高,减轻了除盐水系统的腐蚀;高速混
床出水氯离子大幅降低,减缓了热力系统腐蚀速度,故
安全效益得到提高。
(2) 延长树脂使用寿命 高纯酸含铁量低,对树
脂污染程度较低;又由于再生次数少,可大大减小树脂
的磨损率。
(3) 减少再生设备维护量 采用高纯酸碱后,无
杂质在管路沉积,且因再生次数少,设备检修次数大大
降低。
表8 高纯酸碱再生树脂直接经济效益万元
项 目年成本年节约金额
工业酸77. 0
高纯酸73. 8 3. 2
工业碱89. 5
高纯碱84. 0 5. 5
工业酸碱再生消耗除盐水费37. 0
高纯酸碱再生消耗除盐水费32. 6 4. 4
减少排污费0. 14
总节约资金13. 24
4 结 论
蒲电的运行实践表明,用高纯酸碱再生离子交换
树脂具有以下优点: (1) 再生剂纯度高,可减少树脂污
染,提高树脂的利用率; (2) 延长离子交换除盐设备的
运行周期,降低酸碱单耗; (3) 减少离子交换树脂的再
生次数,降低树脂的磨损率; (4) 减少废水排放量,可
收到良好的环境效益; (5) 降低水处理系统运行费用;
(6) 提高水处理系统的出水品质,可为热力设备长期
安全可靠运行奠定良好的基础; (7) 减少杂质在系统
的沉积,降低系统维护工作量。
[参 考 文 献]
[1 ] 蒲城电厂一期工程最终修正初步设计说明书, 60
F114ICA 0404[ Z] . 西北电力设计院,1990.
[2 ] 李海燕. 蒲城电厂凝结水精处理高速混床漏氯查定总结
报告[ R] . 西北电力试验研究院,2002.
[3 ] 蒲城电厂一期工程施工图设计总说明, 60 F114IS
H0101 21[ Z] . 西北电力设计院,1992.
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3 结 语
(1) 综合监控系统同时具备对泵站设备的远方监
视和控制操作、视频信号的远距离传输和远方监视,以
及远方监控的防火、防盗报警等多项功能,很好地实现
了对泵站的无人值守远程监控。
(2) 监控中心与泵站间使用光缆采用工业以太网
通讯模式,现场数据采集和控制用PLC 与所有监控计
算机实现实时数据通讯,使监控系统实现了多机并列
冗余运行,可靠性高。
(3) 使用MPEG4 视频压缩标准,并将视频信号转
换为数字信号,使用2 芯光缆远距离传输,网络带宽
100 Mb/ s ,充分保证了视频图像的实时远距离传输和
再现。
(4) 软件设计具有人性化,贴近实际生产流程和
操作习惯,使用操作简单。
(5) 运行实践表明,系统可以准确地监视和可靠地
控制回收水泵站设备的运行,有效地防止人员的误操
作和设备启停控制操作的盲目性,减少设备启停次数,
提高设备的使用寿命和回收水系统运行的可靠性及经
济性,具有一定的使用和推广价值。 |
