高純酸堿在電廠水處理工藝中的應(yīng)用
[摘 要] 蒲城發(fā)電有限責(zé)任公司采用高純酸堿替代工業(yè)酸堿用于離子交換樹脂的再生,取得良好效果。運行實踐表明,該方法不但使水處理設(shè)備出水質(zhì)量明顯改善,提高了熱力設(shè)備運行的安全性,而且可延長樹脂的使用壽命,減少再生成本和排污量,經(jīng)濟效益和環(huán)境效益顯著。
[關(guān)鍵詞] 電廠;水處理系統(tǒng),離子交換樹脂;高純酸堿;樹脂再生
用高純酸堿替代工業(yè)酸堿對離子交換樹脂進(jìn)行再生,不但可延長水處理設(shè)備運行周期,降低酸堿單耗, 減少廢水排放量,而且可降低電力企業(yè)水處理成本。通過試驗,歸納和總結(jié)了高純酸堿在華電蒲城發(fā)電有限責(zé)任公司(以下簡稱蒲電) 水處理系統(tǒng)方面的運用結(jié)果,分析了再生劑質(zhì)量對水處理系統(tǒng)出水品質(zhì)、運行周期、運行費用等的影響,為高純酸堿在電廠水處理工藝中的應(yīng)用提供了經(jīng)驗。
1 系統(tǒng)簡介及存在問題
蒲電水處理系統(tǒng)分為鍋爐補給水處理和凝結(jié)水精處理兩部分[1 ] 。前者采用一級除鹽(單元制) + 混床(3 臺) ,其中一級除鹽系統(tǒng)為強陽床+ 弱陰床+ 強陰床, 共3 套,單套設(shè)計最大出力為100 t/ h ,運行周期17 h 。凝結(jié)水精處理方式為氫床+ 高速混床,共4 套。系統(tǒng)設(shè)計最大出力為1 000 t/ h ,其中單臺高速混床設(shè)計最大運行出力為330 t/ h ,運行周期200 h (制水量60 000 t) 。
蒲電水處理系統(tǒng)采用工業(yè)酸堿再生過程中存在以下問題:再生效果差,周期制水量達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn);樹脂污染嚴(yán)重;出水水質(zhì)不良;混床出水p H 值低(僅為 5. 8～6. 1) ,致使水處理系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重;雜質(zhì)在系統(tǒng)沉積嚴(yán)重,經(jīng)常造成系統(tǒng)堵塞,威脅系統(tǒng)的安全運行;高速混床在運行后期氯離子泄漏嚴(yán)重[2 ] 。
2 高純酸堿的應(yīng)用
為了解決以上問題,將高純酸堿作為工業(yè)酸堿的替代品應(yīng)用于蒲電水處理系統(tǒng)。實踐表明,不但系統(tǒng)存在的問題得以解決,而且經(jīng)濟效益和社會效益顯著。
2. 1 工業(yè)酸堿與高純酸堿質(zhì)量對比
工業(yè)酸堿與高純酸堿質(zhì)量對比見表1 、表2 。由表可見,高純酸堿的質(zhì)量明顯優(yōu)于工業(yè)酸堿。
| 表1 工業(yè)鹽酸和高純鹽酸質(zhì)量對比 % |
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| 表2 工業(yè)燒堿和高純燒堿(隔膜法2 級) 質(zhì)量對比 % |
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2. 2 高純酸堿在鍋爐補給水除鹽系統(tǒng)的應(yīng)用
按照設(shè)計參數(shù)[3 ] ,強陽床進(jìn)口水質(zhì)與混床出水水質(zhì)指標(biāo)要求見表3 、表4 。
| 表3 強陽床進(jìn)口水質(zhì) |
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| 表4 混床出水水質(zhì)指標(biāo) |
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用高純酸堿替代工業(yè)酸堿須按原規(guī)程要求重新進(jìn)行調(diào)整試驗。試驗發(fā)現(xiàn),采用高純酸堿再生一級除鹽設(shè)備及混床后,其出水質(zhì)量得到大幅度改善,具體數(shù)據(jù)見表5 、表6 及圖1～圖3 。
| 表5 除鹽系統(tǒng)采用兩種酸堿再生各床出水水質(zhì)對比 |
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| 表6 采用兩種酸堿再生經(jīng)濟指標(biāo)對比 |
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| 圖1 強陽床出水鈉離子濃度對比 |
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| 圖2 強陰床出水電導(dǎo)率對比 |
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| 圖3 強陰床出水二氧化硅濃度對比 |
從表5 和圖1～圖3 可以看出,采用高純酸堿再生后鈉離子濃度下降2 倍,二氧化硅濃度、電導(dǎo)率大幅度下降,混床出水p H 值大幅度上升,解決了困擾蒲電除鹽水出水p H 值低的問題。
從表6 可以看出:采用高純酸堿再生后酸堿耗量明顯下降。系列平均周期制水量增加500 t ,通過一年多運行,除鹽各系列周期制水量有加大的趨勢,其中有一系列達(dá)到2 500 t 。此外,樹脂顏色明顯改變, 樹脂污染程度大幅度降低,因而樹脂交換容量得到恢復(fù)。原采用普通酸堿再生時投床初期和運行末期,強陰床出水出現(xiàn)硬度,而采用高純酸堿再生后再未出現(xiàn)硬度。
2. 3 高純酸堿在凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的應(yīng)用
采用高純酸堿對蒲電1 號精處理系統(tǒng)C 床樹脂進(jìn)行再生,結(jié)果見表7 。由表7 可見,采用高純酸堿再生后,出水質(zhì)量明顯提高,二氧化硅、鈉離子、氯離子濃度大幅度下降,而且精處理高速混床周期制水量由原來的6 萬t 提高到20 萬t 。
| 表7 精處理系統(tǒng)采用兩種酸堿再生出水水質(zhì)比較 |
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2. 4 注意事項
(1) 再生液的濃度不宜太高,一般在2 %左右為宜;
(2) 流速應(yīng)控制適當(dāng),需根據(jù)設(shè)備運行狀況經(jīng)調(diào)整而確定。
3 效益分析
采用高純酸堿作為再生劑后,不但使水處理設(shè)備的出水質(zhì)量大幅度提高,而且具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。其直接經(jīng)濟效益見表8 。間接效益分析如下。
(1) 安全效益 采用高純酸堿為再生劑后混床出水p H 值得以提高,減輕了除鹽水系統(tǒng)的腐蝕;高速混床出水氯離子大幅降低,減緩了熱力系統(tǒng)腐蝕速度,故安全效益得到提高。
(2) 延長樹脂使用壽命 高純酸含鐵量低,對樹脂污染程度較低;又由于再生次數(shù)少,可大大減小樹脂的磨損率。
(3) 減少再生設(shè)備維護(hù)量 采用高純酸堿后,無雜質(zhì)在管路沉積,且因再生次數(shù)少,設(shè)備檢修次數(shù)大大降低。
表8 高純酸堿再生樹脂直接經(jīng)濟效益萬元
4 結(jié) 論
蒲電的運行實踐表明,用高純酸堿再生離子交換樹脂具有以下優(yōu)點: (1) 再生劑純度高,可減少樹脂污染,提高樹脂的利用率; (2) 延長離子交換除鹽設(shè)備的運行周期,降低酸堿單耗; (3) 減少離子交換樹脂的再生次數(shù),降低樹脂的磨損率; (4) 減少廢水排放量,可收到良好的環(huán)境效益; (5) 降低水處理系統(tǒng)運行費用; (6) 提高水處理系統(tǒng)的出水品質(zhì),可為熱力設(shè)備長期安全可靠運行奠定良好的基礎(chǔ); (7) 減少雜質(zhì)在系統(tǒng)的沉積,降低系統(tǒng)維護(hù)工作量。
[參 考 文 獻(xiàn)]
[1 ] 蒲城電廠一期工程最終修正初步設(shè)計說明書, 60 F114ICA 0404[ Z] . 西北電力設(shè)計院,1990.
[2 ] 李海燕. 蒲城電廠凝結(jié)水精處理高速混床漏氯查定總結(jié)報告[ R] . 西北電力試驗研究院,2002.
[3 ] 蒲城電廠一期工程施工圖設(shè)計總說明, 60 F114IS H0101 21[ Z] . 西北電力設(shè)計院,1992.
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