فناوری اسمز معکوس (RO) در تصفیه آب نیروگاهی
فرآیند تصفیه آب شیمیایی نیروگاه
سیستم تصفیه آب شیمیایی نیروگاه I. ضرورت تصفیه آب شیمیایی از استاندارد کیفیت تامین آب مشهود است. هدایت الکتریکی (US/cm)، سیلیس (μg/L)، PH (25 ℃ ℃)، دی اکسید کربن (μg/L) استاندارد ≤30
کیفیت پایین آب، به ویژه یون های کلسیم، منیزیم، سدیم و سیلیکات بیش از حد استاندارد، خطرات زیر را برای تجهیزات حرارتی ایجاد می کند: 1. پوسته پوسته شدن تجهیزات حرارتی: اگر کیفیت آب داخل دیگ یا سایر مبدل های حرارتی ضعیف باشد، پس از مدتی در طول عملیات، برخی از اتصالات جامد بر روی سطح گرمایش در تماس با آب ایجاد می شود. این پدیده پوسته پوسته شدن نامیده می شود و به این پیوست های جامد مقیاس می گویند. از آنجا که رسانایی حرارتی رسوب صدها برابر بدتر از فلز است و این رسوب ها به راحتی در لوله دیگ با بار حرارتی بالا ایجاد می شوند، بنابراین رسوب برای دیگ (یا مبدل حرارتی) بسیار مضر است. می تواند دمای دیواره لوله فلزی در قسمت مقیاس را خیلی زیاد کند، استحکام فلز را کاهش دهد، به طوری که تحت تأثیر فشار در لوله، تغییر شکل موضعی لوله، برآمدگی و حتی ایجاد شود. حوادث جدی مانند انفجار لوله رسوب گذاری نه تنها عملکرد ایمن را به خطر می اندازد، بلکه اقتصاد نیروگاه ها را نیز بسیار کاهش می دهد. به عنوان مثال، هنگامی که مقیاس ضخامت 1 میلی متر در اکونومایزر دیگ یک نیروگاه حرارتی وجود دارد، مصرف سوخت 1.5٪ تا 2.0٪ بیشتر از اصلی است. بنابراین، جلوگیری یا کاهش موثر پوسته پوسته شدن، مزایای اقتصادی زیادی به همراه خواهد داشت. علاوه بر این، کیفیت آب آب در گردش ضعیف است و پوسته پوسته شدن در کندانسور توربین بخار منجر به کاهش درجه خلاء کندانسور و در نتیجه کاهش راندمان حرارتی و خروجی توربین بخار می شود. پوسته شدن سوپرهیتر باعث می شود دمای بخار به مقدار طراحی نرسد که باعث کاهش اقتصاد کل سیستم حرارتی می شود. پس از مقیاس بندی تجهیزات حرارتی، کار تمیز کردن باید به موقع انجام شود که باعث خاموش شدن تجهیزات و کاهش ساعت استفاده سالانه از تجهیزات می شود. علاوه بر این، حجم کار و هزینه نگهداری باید افزایش یابد.
2. خوردگی تجهیزات حرارتی و سیستم آن: فلز تجهیزات حرارتی در نیروگاه اغلب با آب در تماس است. اگر کیفیت آب ضعیف باشد باعث خوردگی فلز می شود، مانند خط لوله آبرسانی، ذخیره زغال سنگ، اواپراتور، بخاری، سوپرهیتر و لوله تبادل حرارت کندانسور توربین بخار به دلیل کیفیت پایین آب دچار خوردگی می شود. خوردگی نه تنها عمر مفید خود تجهیزات را کوتاه می کند، بلکه باعث خسارات اقتصادی نیز می شود. علاوه بر این، محصول خوردگی به داخل آب منتقل می‌شود که ناخالصی‌های موجود در آب را افزایش می‌دهد و در نتیجه فرآیند پوسته‌گیری روی سطح گرمایش بار حرارتی بالا را تشدید می‌کند و جرم‌گیری باعث تسریع خوردگی پوسته پوسته شدن لوله کوره می‌شود. این چرخه معیوب می تواند به سرعت منجر به ترکیدن لوله و حوادث دیگر شود.
3. تجمع نمک در قسمت گردشی سوپرهیتر و توربین بخار: کیفیت پایین آب نیز باعث حل شدن بخار و حمل ناخالصی ها (عمدتا یون های Na+ و HSi03-) می شود، این ناخالصی ها در قسمت گردش بخار رسوب می کنند، مانند سوپرهیتر و توربین بخار، این پدیده را تجمع نمک می نامند. تجمع نمک در لوله سوپرهیتر می تواند باعث گرم شدن بیش از حد دیواره لوله فلزی یا حتی ترکیدن آن شود. دریچه به دلیل تجمع نمک به صورت شل بسته خواهد شد و تجمع نمک در توربین بخار خروجی و کارایی توربین بخار را به شدت کاهش می دهد. حتی مقدار کمی از تجمع نمک مقاومت گردش بخار را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، به طوری که خروجی توربین بخار کاهش می یابد. هنگامی که انباشت نمک توربین بخار جدی باشد، بار یاتاقان رانش را نیز افزایش می دهد و جداکننده را خم می کند و منجر به خاموش شدن تصادف می شود.
به طور خلاصه، سختی بالای تامین آب، نشان می دهد که محتوای یون های کلسیم و منیزیم زیاد است، به راحتی باعث ایجاد دیگ بخار در هر سطح گرمایش، پوسته پوسته شدن درام و دیواره لوله و خوردگی، نور بر هدایت گرما می شود، علت سنگین لوله دیگ بخار ترکیدن، ناخالصی های آب توسط بخار به سوپرهیتر و توربین بخار منتقل می شود، باعث تجمع نمک در قسمت جریان بخار می شود و باعث آسیب بیشتر می شود. مقدار PH یک شاخص برای قضاوت در مورد اسیدیته و قلیایی بودن کیفیت آب است، مقدار PH =-l0g (غلظت یون هیدروژن در محلول، mol/L). محتوای هر دو H+ و OH- در آب خالص 1x10-7mol/L است، بنابراین PH=7 است. اگر اسید در آب حل شود، مانند اسید هیدروکلریک، غلظت HCI افزایش می یابد، غلظت H+ بیشتر می شود، مقدار PH کوچکتر، PH 7 است. کیفیت آب قلیایی آب تیمار شده با روش شیمیایی (تبادل یونی) قلیایی ضعیفی را نشان می دهد (PH = 8.8~9.2). آب اسیدی ضعیف برای فلزات خورنده است. استفاده از آب قلیایی ضعیف این مزیت را دارد که سطح فولاد و مس را غیرفعال می کند، به طوری که به راحتی خورده نمی شود و از تشکیل رسوب آهن و رسوب مس روی سطح دیگ و مبدل حرارتی جلوگیری می کند.
فرآیند تصفیه آب
فرآیند تصفیه آب به دو جزء اصلی تقسیم می شود، بخش اول فرآیند نرم شدن فیزیکی آب، بخش دوم فرآیند نمک زدایی شیمیایی است. فرآیند آب نرم شده فیزیکی: آب خام (همچنین به عنوان آب خام شناخته می شود) از شبکه آبرسانی کارخانه، از طریق فیلتر شنی کوارتز، فیلتر کربن فعال برای حذف ذرات جامد و ناخالصی های معلق در آب خام، به نام آب شفاف. سپس آب شفاف شده توسط دستگاه اسمز معکوس خارج می شود تا بیشتر یون های کلسیم و منیزیم حذف شده و تبدیل به آب نرم شده شود. فرآیند نمک زدایی شیمیایی: آب نرم از طریق دستگاه حذف کربن، دی اکسید کربن موجود در آب را حذف کنید (به طور دقیق گفته می شود HC03-) و سپس از طریق بستر مخلوط، کلسیم، منیزیم، سدیم، سیلیکات و سایر یون های مضر را حذف کنید. در آب، تبدیل به نمک‌زدایی می‌شود، یعنی آب تامین کننده دیگ، در مخزن آب نمک‌زدایی ذخیره می‌شود و سپس پمپ نمک‌زدایی به هواگیر و در نهایت درام دیگ از طریق پمپ تغذیه می‌رود.
فناوری اسمز معکوس در تصفیه آب نیروگاهی
اسمز معکوس عمدتاً به استفاده از فناوری جداسازی غشایی برای تصفیه آب اشاره دارد که دارای ویژگی های نرخ نمک زدایی بالا، کاربرد قوی و حفاظت از محیط زیست است و به طور گسترده در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار گرفته است. هسته اصلی کاربرد فناوری اسمز معکوس در غشای اسمز معکوس نهفته است که از نوعی ماده پلیمری ساخته شده و دارای فیلم نیمه تراوا انتخابی است. تحت تأثیر فشار خارجی، آب موجود در محلول می تواند یک پدیده نفوذ انتخابی با برخی از اجزا تشکیل دهد و سپس به هدف خالص سازی، جداسازی و غلظت پی ببرد. استفاده از فن آوری اسمز معکوس در تصفیه آب نیروگاه ها می تواند نتایج بهتری داشته باشد و صرفه جویی در منابع آب و حفظ محیط زیست را محقق سازد. این مقاله ابتدا اصل و ویژگی‌های فناوری غشای اسمز معکوس را بیان می‌کند، سپس کاربرد عملی فناوری اسمز معکوس را در تصفیه آب نیروگاه مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌دهد و در نهایت موارد کاربردی مورد توجه فناوری اسمز معکوس را مورد بحث قرار می‌دهد.
اصل اسمز معکوس
اسمز معکوس استفاده از فشار کافی برای ورود حلال به محلول از طریق غشای اسمز معکوس است و سپس جدا می شود، جهت مخالف جهت اسمز است، باید برای جداسازی، خالص سازی و تغلیظ محلول با فشار بالاتر استفاده شود. نسبت به روش اسمز معکوس از آنجایی که اندازه منافذ غشای اسمز معکوس بسیار کوچک است، کاربرد آن می تواند در حذف نمک های محلول و کلوئیدها، باکتری ها، ویروس ها و برخی مواد آلی در آب بسیار خوب باشد. مهمترین هدف جداسازی غشای اسمز معکوس یون موجود در محلول است و حذف موثر نمک در آب بدون استفاده از هیچ ماده شیمیایی امکان پذیر است و میزان حذف نمک می تواند به بیش از 98 درصد برسد.
ویژگی های فناوری اسمز معکوس
فن آوری اسمز معکوس استفاده از اصل اسمز معکوس برای دستیابی به تصفیه و غلظت محلول است، دارای ویژگی های جداسازی دینگ بزرگ است و دارای ویژگی های زیر است: (1) درجه اتوماسیون ارائه شده توسط فناوری اسمز معکوس بالاتر است و مصرف انرژی تولید شده توسط آن در روش های مختلف کمتر است. دلیل اصلی این است که نیروی محرکه اعمال شده در فرآیند تصفیه آب، فشار آب است. در شرایط دمای اتاق و عدم تغییر فاز، می توان جداسازی حلال و املاح را دوست داشت، از دست دادن اجزای فعال بسیار کم است و برای جداسازی و غلظت مواد حساس به حرارت بسیار مناسب است. در مقایسه با روش جداسازی تغییر فاز، مصرف انرژی کمتر است. ② نیازی به اقدامات بازسازی نیست، زیرا فرآیند درمان یک واکنش فیزیکی است، روی مواد شیمیایی اعمال نمی شود، محصول آلوده نمی شود. (3) خواص غشاء اسمز معکوس و پایداری آن، در فرآیند کاربرد تغییرات فاز ظاهر نمی شود، در شرایط دمای معمولی انجام می شود و سرعت حذف ناخالصی ها بسیار بالا است. (4) تجهیزات اسمز معکوس می توانند کاربرد انواع آب خام را درک کنند، ساختار کلی تجهیزات نسبتاً ساده است، و عملیات راحت تر و سازگارتر است، مقیاس پردازش دارای انعطاف پذیری خاصی است، و آیا عملیات مداوم یا عملیات متناوب می تواند باشد. ⑤ می تواند به منافع اقتصادی بهتری دست یابد. هزینه سیستم اسمز معکوس در حال کار بسیار کم است و سرمایه گذاری در زمان کوتاهی قابل بازیابی است.
کاربرد عملی فناوری اسمز معکوس در تصفیه آب نیروگاهی
1. بازیافت و استفاده از فاضلاب خنک کننده در گردش آب خنک کننده در گردش مورد استفاده در نیروگاه های حرارتی حدود 70 درصد از کل آب مصرفی نیروگاه ها را تشکیل می دهد، بنابراین بازیافت و استفاده از آن اهمیت عملی بسیار مهمی دارد که می تواند صرفه جویی در مصرف محدود را محقق کند. منابع آبی. در سال‌های اخیر، الزامات ملی برای حفاظت از محیط زیست به تدریج در حال افزایش است و تعیین شاخص‌های مرتبط برای تخلیه فاضلاب سخت‌تر و سخت‌تر می‌شود که منجر به افزایش چشمگیر هزینه نیروگاه‌ها در فرآیند تصفیه فاضلاب می‌شود. استفاده از فناوری اسمز معکوس می تواند استفاده مجدد از فاضلاب را محقق کند. همراه با عملکرد واقعی تجهیزات مختلف در نیروگاه، آب حاصل از فناوری اسمز معکوس را می توان در آب مکمل آب خنک کننده در گردش استفاده کرد و دارای ویژگی های ایمنی و قابلیت اطمینان است. پس از استفاده از فناوری اسمز معکوس، کیفیت آب در گردش آب به میزان قابل توجهی بهبود یافته، کدورت بسیار کاهش یافته و مکمل آب نیز به میزان قابل توجهی کاهش یافته است. با این حال، در حال حاضر، فناوری اسمز معکوس هزینه زیادی برای تصفیه آب ایجاد می کند و سرمایه گذاری سرمایه به طور قابل توجهی بیشتر از روش تصفیه آب از بدنه آب طبیعی است. با این حال، از آنجایی که می تواند به طور همزمان فاضلاب را تصفیه کند، می توان سرمایه گذاری هزینه های زیست محیطی را کاهش داد و منابع آب نیز صرفه جویی خاصی را تشکیل می دهد، بنابراین هزینه جامع آشکارتر است. به درجه بالایی از وحدت منافع اقتصادی، منافع اجتماعی و مزایای زیست محیطی دست یافت.
2. تصفیه مایع ضایعات ترشی دیگ بخار بر اساس تحقیق آزمایش شبیه سازی در مورد تصفیه مایع ضایعات ترشی در نیروگاه، نویسنده به مقایسه و تحلیل اثر تصفیه غشای کامپوزیت کم فشار، غشای استات سلولز و غشای آب دریا با استفاده از معکوس می پردازد. فن آوری اسمز و حالت گردش، و سپس به نتایج زیر می رسد: در بین سه غشای اسمز معکوس، غشای آب دریا بهترین عملکرد را دارد. بنابراین، مناسب ترین برای تصفیه اسمز معکوس مایع ضایعات ترشی دیگ، غشای آب دریا است، کاربرد تصفیه روش گردش است. با استفاده از فناوری اسمز معکوس در تصفیه مایع ضایعات ترشی دیگ بخار در نیروگاه می توان به نتایج بسیار خوبی دست یافت و به هدف مورد انتظار دست یافت. بهترین راه برای مقابله با مایع زائد اسید سیتریک در دیگ این است: پس از اینکه مایع زائد اسید سیتریک ابتدا توسط اسمز معکوس تغلیظ شد، می توان آن را تخلیه یا بازیافت کرد. پس از حذف آهن، با اسپری خشک می شود و سپس بازیافت نمک سیترات سدیم محقق می شود. استفاده از فن آوری تصفیه می تواند به خوبی آلودگی محیطی ناشی از مایع ضایعات اسیدشویی در دیگ را برطرف کند و مزایای اجتماعی و اقتصادی بسیار خوبی دارد. 3. تصفیه جامع فاضلاب تصفیه جامع فاضلاب در نیروگاه ها یک پروژه سیستماتیک است که عمدتاً شامل دو بخش مهم بازیافت و تصفیه فاضلاب است. فن آوری اسمز معکوس در فرآیند تصفیه فاضلاب استفاده می شود و فاضلاب خانگی بازیافت شده، آب تغلیظ شده، فاضلاب اسیدی و قلیایی و آب شستشوی سایت و غیره. آب مخلوط آنها اساساً اسیدی است. پس از تصفیه اسید ضعیف، می توان به تصفیه اسمز معکوس پی برد و منبع آب پس از این درمان را می توان به طور مستقیم اعمال کرد. استفاده از این روش نه تنها تقاضای آب میدان الکتریکی را کاهش می دهد، بلکه برای بازیافت منابع آب در نیروگاه بسیار مفید است و سپس شرکت را قادر می سازد تا به توسعه پایدار دست یابد.
اقدامات احتیاطی برای استفاده از فناوری اسمز معکوس
انتخاب دستگاه هنگام انتخاب غشای اسمز معکوس اصلی، ویژگی های کیفیت آب ورودی باید در نظر گرفته شود. هنگامی که در تصفیه فاضلاب استفاده می شود، باید از غشای ضد آلودگی استفاده شود یا از برخی اقدامات تصفیه آلودگی دیگر استفاده شود. دمای آب طراحی شده تأثیر زیادی بر عملکرد آب دارد. مقدار آب عنصر غشایی باید به گونه ای تنظیم شود که اطمینان حاصل شود که بازده آب می تواند به مقدار طراحی شده در هنگام کار در محیط طراحی شده با کمترین دمای آب برسد. هنگامی که یک دستگاه تصفیه آب اسمز معکوس معمولی برای استفاده طراحی شده است، حداکثر فشار ورودی برای عملکرد اولیه بدنه اسمز معکوس باید کمتر از 1.5 مگاپاسکال باشد. در طراحی و کاربرد دستگاه اسمز معکوس برای نمک زدایی آب دریا، حداکثر فشار ورودی ارائه شده توسط عملیات اولیه بدنه اسمز معکوس کمتر از 6.9 مگاپاسکال است. سرعت فیلتراسیون طراحی شده برای عنصر فیلتر نباید خیلی زیاد باشد. اگر بتواند برای مدت طولانی در حالت عادی کار کند، چرخه تعویض فیلتر نباید بیشتر از سه ماه باشد.
پارامترهای عملکرد دستگاه اسمز معکوس در حین کار
با توجه به تجزیه و تحلیل مسئله اسمز معکوس معمولی، پارامترهای عملیاتی (نرخ نمک زدایی و نرخ بازیابی و غیره) واحد اسمز معکوس در حال کار باید الزامات قرارداد را برآورده کند. به طور کلی، میزان نمک زدایی باید بیشتر از 98 درصد و میزان بازیابی باید بیشتر از 75 درصد در سال اول باشد. تولید آب باید با استانداردهای ملی تحت شرایط دمایی خاص آب مطابقت داشته باشد و سوئیچ شیر باید انعطاف پذیرتر باشد. در مجموع، صنعت برق صنعتی اساسی است که انرژی الکتریکی با کیفیت بالا را برای زندگی روزمره مردم فراهم می کند، که از اهمیت عملی زیادی برای بهبود استانداردهای زندگی و رشد اقتصادی مردم برخوردار است. استفاده از فناوری اسمز معکوس در تصفیه آب نیروگاهی اثر خوبی را شکل داده است، یعنی کاهش وقوع آلودگی های زیست محیطی و همچنین دستیابی به صرفه جویی در منابع آب. فن آوری دستگاه اسمز معکوس با وضعیت واقعی تصفیه آب نیروگاه ترکیب می شود و پس از آن هزینه مواد استفاده شده توسط فناوری اسمز معکوس کاهش می یابد، کاربرد جهانی فناوری اسمز معکوس در نیروگاه محقق می شود و برداشت مضاعف اقتصادی است. و منافع اجتماعی نیروگاه محقق شود.