高純酸堿在電廠水處理工藝中的應用
[摘 要] 蒲城發電有限責任公司采用高純酸堿替代工業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備出水質量明顯改善,提高了熱力設備運行的安全性,而且可延長樹脂的使用壽命,減少再生成本和排污量,經濟效益和環境效益顯著。
[關鍵詞] 電廠;水處理系統,離子交換樹脂;高純酸堿;樹脂再生
用高純酸堿替代工業酸堿對離子交換樹脂進行再生,不但可延長水處理設備運行周期,降低酸堿單耗, 減少廢水排放量,而且可降低電力企業水處理成本。通過試驗,歸納和總結了高純酸堿在華電蒲城發電有限責任公司(以下簡稱蒲電) 水處理系統方面的運用結果,分析了再生劑質量對水處理系統出水品質、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用提供了經驗。
1 系統簡介及存在問題
蒲電水處理系統分為鍋爐補給水處理和凝結水精處理兩部分[1 ] 。前者采用一級除鹽(單元制) + 混床(3 臺) ,其中一級除鹽系統為強陽床+ 弱陰床+ 強陰床, 共3 套,單套設計最大出力為100 t/ h ,運行周期17 h 。凝結水精處理方式為氫床+ 高速混床,共4 套。系統設計最大出力為1 000 t/ h ,其中單臺高速混床設計最大運行出力為330 t/ h ,運行周期200 h (制水量60 000 t) 。
蒲電水處理系統采用工業酸堿再生過程中存在以下問題:再生效果差,周期制水量達不到設計標準;樹脂污染嚴重;出水水質不良;混床出水p H 值低(僅為 5. 8～6. 1) ,致使水處理系統腐蝕嚴重;雜質在系統沉積嚴重,經常造成系統堵塞,威脅系統的安全運行;高速混床在運行后期氯離子泄漏嚴重[2 ] 。
2 高純酸堿的應用
為了解決以上問題,將高純酸堿作為工業酸堿的替代品應用于蒲電水處理系統。實踐表明,不但系統存在的問題得以解決,而且經濟效益和社會效益顯著。
2. 1 工業酸堿與高純酸堿質量對比
工業酸堿與高純酸堿質量對比見表1 、表2 。由表可見,高純酸堿的質量明顯優于工業酸堿。
| 表1 工業鹽酸和高純鹽酸質量對比 % |
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| 表2 工業燒堿和高純燒堿(隔膜法2 級) 質量對比 % |
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2. 2 高純酸堿在鍋爐補給水除鹽系統的應用
按照設計參數[3 ] ,強陽床進口水質與混床出水水質指標要求見表3 、表4 。
| 表3 強陽床進口水質 |
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| 表4 混床出水水質指標 |
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用高純酸堿替代工業酸堿須按原規程要求重新進行調整試驗。試驗發現,采用高純酸堿再生一級除鹽設備及混床后,其出水質量得到大幅度改善,具體數據見表5 、表6 及圖1～圖3 。
| 表5 除鹽系統采用兩種酸堿再生各床出水水質對比 |
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| 表6 采用兩種酸堿再生經濟指標對比 |
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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。原采用普通酸堿再生時投床初期和運行末期,強陰床出水出現硬度,而采用高純酸堿再生后再未出現硬度。
2. 3 高純酸堿在凝結水精處理系統的應用
采用高純酸堿對蒲電1 號精處理系統C 床樹脂進行再生,結果見表7 。由表7 可見,采用高純酸堿再生后,出水質量明顯提高,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 精處理系統采用兩種酸堿再生出水水質比較 |
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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) 流速應控制適當,需根據設備運行狀況經調整而確定。
3 效益分析
采用高純酸堿作為再生劑后,不但使水處理設備的出水質量大幅度提高,而且具有良好的經濟效益和社會效益。其直接經濟效益見表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,減輕了除鹽水系統的腐蝕;高速混床出水氯離子大幅降低,減緩了熱力系統腐蝕速度,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;又由于再生次數少,可大大減小樹脂的磨損率。
(3) 減少再生設備維護量 采用高純酸堿后,無雜質在管路沉積,且因再生次數少,設備檢修次數大大降低。
表8 高純酸堿再生樹脂直接經濟效益萬元
4 結 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,降低樹脂的磨損率; (4) 減少廢水排放量,可收到良好的環境效益; (5) 降低水處理系統運行費用; (6) 提高水處理系統的出水品質,可為熱力設備長期安全可靠運行奠定良好的基礎; (7) 減少雜質在系統的沉積,降低系統維護工作量。
[參 考 文 獻]
[1 ] 蒲城電廠一期工程最終修正初步設計說明書, 60 F114ICA 0404[ Z] . 西北電力設計院,1990.
[2 ] 李海燕. 蒲城電廠凝結水精處理高速混床漏氯查定總結報告[ R] . 西北電力試驗研究院,2002.
[3 ] 蒲城電廠一期工程施工圖設計總說明, 60 F114IS H0101 21[ Z] . 西北電力設計院,1992.
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