Technologia odwróconej osmozy (RO) w uzdatnianiu wody w elektrowniach
Proces chemicznego uzdatniania wody w elektrowni
Instalacja chemicznego uzdatniania wody elektrowni I. Konieczność chemicznego uzdatniania wody wynika ze standardu jakości wody zasilającej kotły. Poniżej przedstawiono standardy jakości wody zasilającej kotły: Twardość całkowita (umol/L), tlen rozpuszczony (μg/L), przewodność elektryczna (us/cm), krzemionka (μg/L), PH (25 ℃ ℃), dwutlenek węgla (μg/L) standard ≤30
Zła jakość wody, zwłaszcza jonów wapnia, magnezu, sodu i krzemianów przekraczająca normę, spowoduje następujące zagrożenia dla urządzeń cieplnych: 1. Osadzanie się kamienia na urządzeniach cieplnych: jeżeli jakość wody wpływającej do kotła lub innego wymiennika ciepła jest zła, po pewnym czasie Podczas działania na powierzchni grzewczej stykającej się z wodą utworzą się pewne stałe przyczepy. Zjawisko to nazywa się skalowaniem, a te stałe elementy nazywane są skalą. Ponieważ przewodność cieplna kamienia jest setki razy gorsza niż metalu, a kamień ten łatwo tworzy się w rurze kotła przy dużym obciążeniu cieplnym, więc kamień jest bardzo szkodliwy dla kotła (lub wymiennika ciepła); Może to spowodować zbyt wysoką temperaturę ścianki metalowej rury w części skali, spowodować spadek wytrzymałości metalu, tak że pod wpływem ciśnienia w rurze nastąpi lokalne odkształcenie rury, wybrzuszenie, a nawet spowodować poważne wypadki, takie jak eksplozja rury. Zakamienienie nie tylko zagraża bezpiecznej pracy, ale także znacznie zmniejsza ekonomikę elektrowni. Na przykład, jeśli w ekonomizerze kotła elektrowni cieplnej znajduje się kamień o grubości 1 mm, zużycie paliwa jest o 1,5% ~ 2,0% większe w porównaniu z oryginałem. Dlatego skuteczne zapobieganie lub ograniczanie osadzania się kamienia przyniesie ogromne korzyści ekonomiczne. Ponadto jakość wody krążącej jest niska, a osadzanie się kamienia w skraplaczu turbiny parowej doprowadzi do zmniejszenia stopnia podciśnienia w skraplaczu, zmniejszając w ten sposób sprawność cieplną i moc turbiny parowej. Zakamienienie przegrzewacza spowoduje, że temperatura pary nie osiągnie wartości projektowej, co obniży ekonomikę całego układu cieplnego. Po zakamienieniu urządzeń cieplnych należy w porę przeprowadzić prace czyszczące, co spowoduje wyłączenie urządzenia i skrócenie rocznego czasu użytkowania sprzętu; Ponadto należy zwiększyć obciążenie pracą i koszty utrzymania.
2. Korozja urządzeń cieplnych i ich układu: metal urządzeń cieplnych w elektrowni często ma kontakt z wodą. Jeśli jakość wody jest niska, spowoduje to korozję metali, takich jak rurociąg doprowadzający wodę, urządzenie do oszczędzania węgla, parownik, grzejnik, przegrzewacz i rura wymiany ciepła skraplacza turbiny parowej, ulegną korozji z powodu złej jakości wody. Korozja nie tylko skraca żywotność samego sprzętu, ale także powoduje straty ekonomiczne. Ponadto produkt korozji przedostaje się do wody, co zwiększa zawartość zanieczyszczeń w wodzie, pogarszając w ten sposób proces tworzenia się kamienia na powierzchni grzewczej o dużym obciążeniu cieplnym, a kamień przyspiesza korozję rurową pieca. To błędne koło może szybko doprowadzić do pęknięcia rur i innych wypadków.
3. Nagromadzenie się soli w części obiegowej przegrzewacza i turbiny parowej: zła jakość wody spowoduje również rozpuszczenie pary i wzrost zawartości zanieczyszczeń (głównie jonów Na+ i HSi03-), które będą osadzać się w części obiegowej pary, np. przegrzewacza i turbiny parowej, zjawisko to nazywa się akumulacją soli. Nagromadzenie soli w rurze przegrzewacza może spowodować przegrzanie metalowej ścianki rury, a nawet pęknięcie. Zawór będzie luźno zamknięty z powodu gromadzenia się soli, a gromadzenie się soli w turbinie parowej znacznie zmniejszy moc i wydajność turbiny parowej. Nawet niewielka ilość nagromadzonej soli znacznie zwiększy opory cyrkulacji pary, przez co wydajność turbiny parowej spadnie. Gdy nagromadzenie soli w turbinie parowej jest poważne, spowoduje to również zwiększenie obciążenia łożyska oporowego i wygięcie separatora, co spowoduje awaryjne wyłączenie.
Krótko mówiąc, wysoka twardość wody wskazuje, że zawartość jonów wapnia i magnezu jest duża, łatwo spowodować, że w kotle każda powierzchnia grzewcza, kamień i korozja ścian bębna i rury, lekki wpływ na przewodzenie ciepła, ciężka przyczyna rury kotła pęknięcie, zanieczyszczenia wodne przeniesione przez parę do przegrzewacza i turbiny parowej, spowoduje to gromadzenie się soli w części przepływu pary, powodując dalsze szkody. Wartość PH to wskaźnik służący do oceny kwasowości i zasadowości jakości wody, wartość PH = -10g (stężenie jonów wodorowych w roztworze, mol/L). Zawartość zarówno H+, jak i OH- w czystej wodzie wynosi 1x10-7mol/L, więc PH=7. Jeśli kwas zostanie rozpuszczony w wodzie, np. kwas solny, HCl, stężenie H+ wzrośnie, im większe stężenie H+, tym mniejsza wartość PH, PH7 wynosi jakość wody alkalicznej. Woda uzdatniona metodą chemiczną (wymiana jonowa) ma odczyn słabo zasadowy (PH =8,8~9,2). Słabo kwaśna woda powoduje korozję metali; Stosowanie słabo alkalicznej wody ma tę zaletę, że pasywuje powierzchnię stali i miedzi, dzięki czemu nie jest łatwo ulec korozji i zapobiega tworzeniu się kamienia żelaznego i miedzi na powierzchni kotła i wymiennika ciepła.
Proces uzdatniania wody
Proces uzdatniania wody dzieli się na dwa główne elementy, pierwsza część to proces fizycznego zmiękczania wody, druga część to proces chemicznego odsalania. Proces fizycznego zmiękczania wody: woda surowa (zwana także wodą surową) z sieci wodociągowej zakładu, poprzez filtr z piaskiem kwarcowym, filtr z węglem aktywnym w celu usunięcia cząstek stałych i zanieczyszczeń zawieszonych w wodzie surowej, zwana wodą klarowaną; Sklarowana woda jest następnie usuwana za pomocą urządzenia odwróconej osmozy w celu usunięcia większości jonów wapnia i magnezu i uzyskania zmiękczonej wody. Proces odsalania chemicznego: miękka woda przez urządzenie do usuwania węgla, usuwa dwutlenek węgla z wody (ściśle określany jako HC03-), a następnie poprzez złoże mieszane usuwa pozostałości wapnia, magnezu, sodu, krzemianów i innych szkodliwych jonów w wodzie, staje się odsalaniem, to znaczy wodą zasilającą kocioł, przechowywaną w zbiorniku wody odsalania, a następnie pompą odsalania do odgazowywacza, a na koniec bębnem kotła przez pompę zasilającą.
Technologia odwróconej osmozy w uzdatnianiu wody w elektrowniach
Odwrócona osmoza odnosi się głównie do zastosowania technologii separacji membranowej do uzdatniania wody, która charakteryzuje się wysokim współczynnikiem odsalania, dobrym zastosowaniem i ochroną środowiska i jest szeroko stosowana w wielu gałęziach przemysłu. Podstawą zastosowania technologii odwróconej osmozy jest membrana odwróconej osmozy, która jest wykonana z pewnego rodzaju materiału polimerowego i posiada selektywną warstwę półprzepuszczalną. Pod wpływem ciśnienia zewnętrznego woda w roztworze może tworzyć zjawisko selektywnej przenikania z niektórymi składnikami, a następnie realizować cel oczyszczania, oddzielania i zatężania. Zastosowanie technologii odwróconej osmozy w uzdatnianiu wody w elektrowniach może uzyskać lepsze wyniki i przyczynić się do oszczędności zasobów wodnych i ochrony środowiska. W artykule w pierwszej kolejności przedstawiono zasadę i charakterystykę technologii membran odwróconej osmozy, następnie przeanalizowano praktyczne zastosowanie technologii odwróconej osmozy w uzdatnianiu wody w elektrowniach, a na koniec omówiono kwestie aplikacyjne, na które należy zwrócić uwagę, technologii odwróconej osmozy.
Zasada odwróconej osmozy
Odwrócona osmoza polega na zastosowaniu wystarczającego ciśnienia, aby rozpuszczalnik w roztworze mógł przejść przez membranę odwróconej osmozy, a następnie oddzielić się, kierunek jest przeciwny do kierunku osmozy, należy zastosować do oddzielenia, oczyszczenia i zatężenia roztworu pod wyższym ciśnieniem niż metoda odwróconej osmozy. Ponieważ wielkość porów membrany odwróconej osmozy jest szczególnie mała, jej zastosowanie może być bardzo dobre w usuwaniu rozpuszczonych soli i koloidów, bakterii, wirusów i niektórych substancji organicznych w wodzie. Najważniejszym obiektem separacji membrany odwróconej osmozy jest jon w roztworze, a skuteczne usuwanie soli w wodzie można osiągnąć bez stosowania jakichkolwiek substancji chemicznych, a stopień usuwania soli może osiągnąć ponad 98 procent.
Charakterystyka technologii odwróconej osmozy
Technologia odwróconej osmozy polega na zastosowaniu zasady odwróconej osmozy w celu oczyszczenia i zagęszczenia roztworu. Posiada właściwości separacji wielkiego osadu i ma następujące cechy: (1) Stopień automatyzacji zapewniany przez technologię odwróconej osmozy jest wyższe, a generowane przez nią zużycie energii jest mniejsze w różnych metodach. Głównym powodem jest to, że siłą napędową procesu uzdatniania wody jest ciśnienie wody. W warunkach temperatury pokojowej i braku zmiany fazowej można lubić oddzielenie rozpuszczalnika od substancji rozpuszczonej, utrata składników aktywnych jest bardzo mała i jest bardzo odpowiednia do oddzielania i zatężania substancji wrażliwych na ciepło. W porównaniu z metodą separacji ze zmianą fazy zużycie energii jest niższe. ② Nie ma potrzeby podejmowania działań regeneracyjnych, ponieważ proces oczyszczania jest reakcją fizyczną, nie będą stosowane żadne substancje chemiczne, produkt nie zostanie zanieczyszczony. (3) Właściwości membrany odwróconej osmozy i jej stabilność, w procesie aplikacji nie pojawiają się zmiany fazowe, odbywa się w normalnych warunkach temperaturowych, a szybkość usuwania zanieczyszczeń jest bardzo wysoka. (4) Urządzenia do odwróconej osmozy mogą wykorzystywać różnorodne surowe wody, ogólna konstrukcja sprzętu jest stosunkowo prosta, a obsługa jest wygodniejsza i daje większe możliwości dostosowania, skala przetwarzania ma pewną elastyczność i niezależnie od tego, czy chodzi o pracę ciągłą, czy może wystąpić praca przerywana. ⑤ Można osiągnąć lepsze korzyści ekonomiczne. Koszt eksploatacji systemu odwróconej osmozy jest bardzo niski, a inwestycja może się zwrócić w krótkim czasie.
Praktyczne zastosowanie technologii odwróconej osmozy w oczyszczaniu wody w elektrowniach
1. Recykling i utylizacja krążących ścieków chłodniczych Obiegowa woda chłodząca wykorzystywana w elektrowniach cieplnych stanowi około 70% całkowitego zużycia wody w elektrowniach, dlatego jej recykling i utylizacja ma bardzo ważne znaczenie praktyczne, które może zapewnić oszczędność ograniczonych zasoby wodne. W ostatnich latach stopniowo wzrastają krajowe wymagania w zakresie ochrony środowiska, a ustalanie związanych z nimi wskaźników odprowadzania ścieków staje się coraz bardziej rygorystyczne, co prowadzi do znacznego wzrostu kosztów elektrowni w procesie oczyszczania ścieków. Zastosowanie technologii odwróconej osmozy umożliwia ponowne wykorzystanie ścieków. W połączeniu z faktyczną pracą różnych urządzeń elektrowni, woda uzyskana w technologii odwróconej osmozy może być wykorzystana w wodzie uzupełniającej obiegowej wody chłodzącej i posiada cechy bezpieczeństwa i niezawodności. Dzięki zastosowaniu technologii odwróconej osmozy jakość wody obiegowej uległa znacznej poprawie, znacznie zmniejszono zmętnienie, a także znacznie zmniejszono uzupełnienie wody. Jednak obecnie technologia odwróconej osmozy będzie generować duże koszty uzdatniania wody, a inwestycja kapitałowa jest znacznie większa niż metoda oczyszczania wody z naturalnego zbiornika wodnego. Ponieważ jednak może jednocześnie oczyszczać ścieki, można zmniejszyć inwestycje w koszty środowiskowe, a zasoby wodne również zapewniają pewną oszczędność, więc kompleksowy koszt jest bardziej oczywisty. Osiągnięto wysoki stopień jedności korzyści ekonomicznych, społecznych i środowiskowych.
2. Oczyszczanie cieczy odpadowej z trawienia kotła Na podstawie badań eksperymentu symulacyjnego oczyszczania cieczy odpadowej z trawienia w elektrowni, autor porównuje i analizuje efekt oczyszczania niskociśnieniowej membrany kompozytowej, membrany z octanu celulozy i membrany wody morskiej przy zastosowaniu metody odwrotnej technologię osmozy i tryb cyrkulacji, a następnie otrzymuje następujące wnioski: spośród trzech membran odwróconej osmozy, membrana wody morskiej ma najlepszą wydajność. Dlatego najbardziej odpowiednią do obróbki odwróconej osmozy cieczy odpadowej z trawienia kotła jest membrana wody morskiej, a zastosowaniem oczyszczania jest sposób cyrkulacji. Dzięki zastosowaniu technologii odwróconej osmozy w oczyszczaniu cieczy odpadowej z trawienia kotłów w elektrowni można uzyskać bardzo dobre wyniki i osiągnąć zakładany cel. Najlepszym sposobem postępowania ze zużytą cieczą kwasu cytrynowego w kotle jest: po uprzednim zatężeniu zużytej cieczy kwasu cytrynowego w drodze odwróconej osmozy, można ją usunąć lub poddać recyklingowi. Po usunięciu żelaza poddaje się go suszeniu rozpyłowemu, a następnie realizuje się odzysk soli cytrynianu sodu. Zastosowanie technologii oczyszczania może dobrze rozwiązać problem zanieczyszczenia środowiska powodowanego przez kwaśną ciecz płuczącą w kotle i przynosi bardzo dobre korzyści społeczne i ekonomiczne. 3.Kompleksowe oczyszczanie ścieków Kompleksowe oczyszczanie ścieków w elektrowniach to przedsięwzięcie systemowe, które obejmuje głównie dwie istotne części: odzysk i oczyszczanie ścieków. Technologię odwróconej osmozy stosuje się w procesie oczyszczania ścieków, a także odzyskanych ścieków bytowych, skroplin, ścieków kwaśnych i zasadowych oraz wody do spłukiwania obiektów itp. Ich zmieszana woda ma zasadniczo odczyn kwaśny. Po obróbce słabym kwasem można zastosować obróbkę odwróconą osmozą, a źródło wody po tej obróbce można bezpośrednio zastosować. Zastosowanie tej metody nie tylko zmniejsza zapotrzebowanie pola elektrycznego na wodę, ale także bardzo korzystnie wpływa na recykling zasobów wodnych w elektrowni, a następnie umożliwia osiągnięcie zrównoważonego rozwoju przedsiębiorstwa.
Środki ostrożności przy stosowaniu technologii odwróconej osmozy
Dobór urządzenia Przy wyborze oryginalnej membrany do odwróconej osmozy należy wziąć pod uwagę charakterystykę jakości wody wlotowej. W przypadku stosowania go w oczyszczaniu ścieków należy zastosować membranę przeciw zanieczyszczeniom lub zastosować inne środki oczyszczania zanieczyszczeń. Projektowana temperatura wody ma duży wpływ na uzysk wody. Ilość wody w elemencie membranowym powinna być skonfigurowana w taki sposób, aby uzysk wody mógł osiągnąć zaprojektowaną ilość podczas pracy w środowisku o najniższej temperaturze wody. Jeżeli przeznaczone jest do użytku konwencjonalne urządzenie do uzdatniania wody metodą ODWRÓCONEJ osmozy, maksymalne ciśnienie wlotowe dla początkowego działania korpusu ODWRÓCONEJ osmozy powinno być mniejsze niż 1,5 MPA. Przy projektowaniu i stosowaniu urządzenia do odwróconej osmozy do odsalania wody morskiej maksymalne ciśnienie wlotowe występujące podczas początkowej pracy korpusu do odwróconej osmozy jest mniejsze niż 6,9 MPA. Szybkość filtracji przewidziana dla elementu filtrującego nie powinna być zbyt duża. Jeśli może on pracować normalnie przez długi czas, cykl wymiany filtra nie powinien być dłuższy niż trzy miesiące.
Parametry pracy urządzenia do odwróconej osmozy podczas pracy
WEDŁUG ANALIZY problemu konwencjonalnej ODWRÓCONEJ OSMOZY, parametry eksploatacyjne (stopień odsalania, stopień odzysku itp.) działającej instalacji ODWRÓCONEJ OSMOZY powinny spełniać wymagania kontraktu. Ogólnie rzecz biorąc, stopień odsalania powinien być większy niż 98 procent, a stopień odzysku powinien być większy niż 75 procent w pierwszym roku. Produkcja wody powinna spełniać normy krajowe w określonych warunkach temperatury wody, a przełącznik zaworu powinien być bardziej elastyczny. Ogólnie rzecz biorąc, elektroenergetyka jest podstawową gałęzią przemysłu dostarczającą wysokiej jakości energię elektryczną do codziennego życia ludzi, co ma ogromne znaczenie praktyczne dla poprawy standardów życia ludzi i wzrostu gospodarczego. Zastosowanie technologii odwróconej osmozy w oczyszczaniu wody w elektrowniach przyniosło dobry efekt, czyli ograniczenie występowania zanieczyszczeń środowiska, ale także osiągnięcie oszczędności zasobów wodnych. Technologia urządzeń odwróconej osmozy łączy się z rzeczywistą sytuacją uzdatniania wody w elektrowni, a następnie zmniejsza się koszt materiałów stosowanych w technologii odwróconej osmozy, realizuje się uniwersalne zastosowanie technologii odwróconej osmozy w elektrowni i podwójne zbiory ekonomiczne i społeczne korzyści elektrowni są realizowane.