Pöördosmoosi (RO) tehnoloogia elektrijaamade veepuhastuses
Elektrijaama keemiline veepuhastusprotsess
Elektrijaama keemilise veepuhastussüsteemi I. Keemilise veepuhastuse vajalikkus tuleneb veevarustuse kvaliteedistandardist. Järgnevalt on toodud katla toitevee kvaliteedistandardid: üldkaredus (umol/L), lahustunud hapnik (μg/L), elektrijuhtivus (us/cm), ränidioksiid (μg/L), pH (25 ℃ ℃), süsinikdioksiid (μg/L) standard ≤30
Halb veekvaliteet, eriti standardist kõrgemad kaltsiumi-, magneesiumi-, naatriumi- ja silikaatioonid, põhjustavad soojusseadmetele järgmisi ohte: 1. Soojusseadmete katlakivi teke: kui katlasse või muusse soojusvahetisse siseneva vee kvaliteet on halb, tekivad pärast töötamist veega kokkupuutel küttepinnale tahked osakesed. Seda nähtust nimetatakse katlakiviks ja neid tahkeid osakesi nimetatakse katlakiviks. Kuna katlakivi soojusjuhtivus on sadu kordi halvem kui metallil ja see katlakivi tekib katlatorus suure soojuskoormuse korral kergesti, on katlakivi katlale (või soojusvahetile) väga kahjulik; see võib muuta metalltoru seina temperatuuri katlakivi osas liiga kõrgeks, põhjustada metalli tugevuse vähenemist, mille tagajärjel torus oleva rõhu mõjul tekib toru lokaalne deformatsioon, punn ja isegi tõsiseid õnnetusi, näiteks toru plahvatus. Katlakivi teke mitte ainult ei ohusta ohutut kasutamist, vaid vähendab oluliselt ka elektrijaamade ökonoomsust. Näiteks kui soojuselektrijaama katla ökonomaiseris on 1 mm paksune katlakivikiht, on kütusekulu 1,5–2,0% suurem kui algselt. Seega annab katlakivi efektiivne ennetamine või vähendamine suurt majanduslikku kasu. Lisaks on ringleva vee kvaliteet halb ja auruturbiini kondensaatori katlakivikiht vähendab kondensaatori vaakumastet, vähendades seeläbi auruturbiini termilist efektiivsust ja võimsust. Ülekuumendi katlakivikiht põhjustab auru temperatuuri languse alla projekteeritud väärtuse, mis vähendab kogu soojussüsteemi ökonoomsust. Pärast soojusseadmete katlakivi eemaldamist tuleb õigeaegselt läbi viia puhastustööd, mis lülitab seadmed välja ja vähendab seadmete aastast kasutusaega. Lisaks tuleks suurendada töökoormust ja hoolduskulusid.
2. Soojusseadmete ja nende süsteemide korrosioon: elektrijaama soojusseadmete metall puutub sageli kokku veega. Halva veekvaliteedi korral korrodeeruvad näiteks auruturbiini kondensaatori veetorustik, söeärastuskamber, aurusti, kütteseade, ülekuumendi ja soojusvahetustoru. Korrosioon mitte ainult ei lühenda seadme enda kasutusiga, vaid põhjustab ka majanduslikku kahju. Lisaks kandub korrosioonisaadus vette, mis suurendab vees olevate lisandite hulka, süvendades seeläbi katlakivi tekkimise protsessi suure kuumuskoormuse korral küttepinnal ja katlakivi teke kiirendab ahju toru katlakivi teket. See nõiaring võib kiiresti viia torude purunemiseni ja muude õnnetusteni.
3. Soola kogunemine ülekuumendi ja auruturbiini tsirkulatsiooniosas: Halb veekvaliteet põhjustab ka auru lahustumist ja lisandite (peamiselt Na+ ja HSi03- ioonide) hulga suurenemist, mis ladestuvad auru tsirkulatsiooniosas, näiteks ülekuumendis ja auruturbiinis. Seda nähtust nimetatakse soola kogunemiseks. Soola kogunemine ülekuumendi torusse võib põhjustada metalltoru seina ülekuumenemist või isegi lõhkemist. Ventiil sulgub soola kogunemise tõttu nõrgalt ja soola kogunemine auruturbiinis vähendab oluliselt auruturbiini võimsust ja efektiivsust. Isegi väike kogus soola kogunemist suurendab oluliselt auru tsirkulatsiooni takistust, mille tagajärjel auruturbiini võimsus väheneb. Kui auruturbiini soola kogunemine on tõsine, suurendab see ka tõukelaagri koormust ja painutab separaatorit, mille tulemuseks on avariiline seiskumine.
Lühidalt öeldes näitab vee kõrge karedus suurt kaltsiumi- ja magneesiumioonide sisaldust, mis võib kergesti põhjustada katla iga küttepinna, trumli ja toru seina katlakivi teket ja korrosiooni, valgus mõjutab soojusjuhtivust, rasked ioonid võivad põhjustada katla torude purunemist, auruga ülekuumendisse ja auruturbiini kanduvad vee lisandid põhjustavad soolade kogunemist auruvoolu, mis omakorda kahjustab vee kvaliteeti. PH väärtus on näitaja, mis hindab vee happesust ja leeliselisust, PH väärtus = -10g (vesinikioonide kontsentratsioon lahuses, mol/l). Nii H+ kui ka OH- sisaldus puhtas vees on 1x10-7mol/l, seega on pH = 7. Kui vees on lahustatud hape, näiteks vesinikkloriidhape HCl, suureneb H+ kontsentratsioon. Mida suurem on H+ kontsentratsioon, seda väiksem on pH väärtus. PH 7 viitab leeliselisele veele. Keemilise meetodiga (ioonvahetus) töödeldud vesi on nõrgalt aluseline (pH = 8,8–9,2). Nõrgalt happeline vesi on metallide suhtes söövitav; nõrgalt aluselise vee kasutamise eeliseks on terase ja vase pinna passiveerimine, mistõttu need ei ole kergesti korrodeeruvad ning katla ja soojusvaheti pinnale ei teki raua- ja vasekattekihti.
Vee töötlemise protsess
Veepuhastusprotsess jaguneb kaheks põhiosaks: esimene osa on vee füüsikaline pehmendamise protsess ja teine osa on keemiline magestamise protsess. Füüsikaline pehmendatud vee protsess: toorvesi (tuntud ka kui toorvesi) juhitakse tehase veevarustusvõrgust läbi kvartsliivfiltri ja aktiivsöefiltri, et eemaldada toorveest tahked osakesed ja hõljuvad lisandid, mida nimetatakse selitatuks veeks; seejärel eemaldatakse selgitatud vesi pöördosmoosiseadmega, et eemaldada suurem osa kaltsiumi- ja magneesiumioonidest ning muuta see pehmeks veeks. Keemiline magestamise protsess: pehme vesi juhitakse süsiniku eemaldamise seadme abil veest süsinikdioksiidi (rangelt HC03-) eemaldamiseks ja seejärel segatud kihi kaudu veest järelejäänud kaltsiumi-, magneesiumi-, naatriumi-, silikaat- ja muud kahjulikud ioonid eemaldamiseks, mis muutub magestamiseks, st katla toitevesi hoitakse magestamisveepaagis ja seejärel magestamispumba kaudu deaeraatorisse ning lõpuks katla trumlisse toitepumba kaudu.
Pöördosmoosi tehnoloogia elektrijaamade veepuhastuses
Pöördosmoos viitab peamiselt membraaneraldustehnoloogia kasutamisele vee töötlemiseks, millel on kõrge magestamise määr, hea rakendatavus ja keskkonnakaitse ning mida on laialdaselt kasutatud paljudes tööstusharudes. Pöördosmoosi tehnoloogia rakenduse tuum seisneb pöördosmoosi membraanis, mis on valmistatud teatud tüüpi polümeermaterjalist ja millel on selektiivne poolläbilaskev kile. Välise rõhu mõjul võib lahuses olev vesi moodustada selektiivse läbitungimise nähtuse mõnede komponentidega ning seejärel realiseerida puhastamise, eraldamise ja kontsentreerimise eesmärki. Pöördosmoosi tehnoloogia rakendamine elektrijaamade veetöötluses võimaldab saavutada paremaid tulemusi ning säästa veevarusid ja kaitsta keskkonda. See artikkel kirjeldab esmalt pöördosmoosi membraanitehnoloogia põhimõtet ja omadusi, seejärel analüüsib pöördosmoosi tehnoloogia praktilist rakendamist elektrijaamade veetöötluses ja lõpuks käsitleb pöördosmoosi tehnoloogia rakendusküsimusi.
Pöördosmoosi põhimõte
Pöördosmoos on piisava rõhu kasutamine, et lahusti läbiks pöördosmoosi membraani ja seejärel eraldaks selle osmoosi suunaga vastupidises suunas. Seda meetodit tuleks kasutada lahuse eraldamiseks, puhastamiseks ja kontsentreerimiseks kõrgema rõhuga kui pöördosmoosi meetodit. Kuna pöördosmoosi membraani pooride suurus on eriti väike, saab seda väga hästi kasutada lahustunud soolade ja kolloidide, bakterite, viiruste ja mõnede orgaaniliste ainete eemaldamiseks veest. Pöördosmoosi membraani kõige olulisem eraldusobjekt on lahuses olev ioon ja soola saab veest tõhusalt eemaldada ilma keemiliste aineteta ning soola eemaldamise määr võib ulatuda üle 98 protsendi.
Pöördosmoosi tehnoloogia omadused
Pöördosmoosi tehnoloogia on pöördosmoosi põhimõtte rakendamine lahuse puhastamiseks ja kontsentreerimiseks, millel on järgmised suurepärased eraldusomadused: (1) Pöördosmoosi tehnoloogia pakub kõrgemat automatiseerituse taset ja erinevate meetodite puhul madalamat energiatarbimist. Peamine põhjus on see, et veepuhastusprotsessis rakendatav liikumapanev jõud on vee rõhk. Toatemperatuuril ja faasimuutusteta saab lahusti ja lahustunud aine eraldada, aktiivsete komponentide kadu on väga väike ja see sobib väga hästi kuumustundlike ainete eraldamiseks ja kontsentreerimiseks. Võrreldes faasimuutustega eraldusmeetodiga on energiatarve madalam. 2) Regenereerimismeetmeid pole vaja võtta, kuna töötlusprotsess on füüsikaline reaktsioon, keemilisi aineid ei rakendata ja toodet ei saastata. (3) Pöördosmoosi membraani omadused ja stabiilsus ei tekita rakendusprotsessis faasimuutusi, see toimub normaalse temperatuuri tingimustes ja lisandite eemaldamise määr on väga kõrge. (4) Pöördosmoosiseadmed võimaldavad mitmesuguse toorvee kasutamist, seadmete üldine struktuur on suhteliselt lihtne, töö mugavam ja kohandatavam, töötlemisskaala on teatud paindlikkusega ning võimaldab pidevat või vahelduvat töötamist. 5) Need võimaldavad saavutada paremat majanduslikku kasu. Pöördosmoosisüsteemi töö maksumus on väga madal ja investeering tasub end ära lühikese aja jooksul.
Pöördosmoosi tehnoloogia praktiline rakendamine elektrijaamade veepuhastuses
1. Tsirkuleeriva jahutusvee ringlussevõtt ja kasutamine Soojuselektrijaamades kasutatav tsirkuleeriv jahutusvesi moodustab umbes 70% elektrijaamade kogu veetarbimisest, seega on selle ringlussevõtul ja kasutamisel väga oluline praktiline tähtsus, mis aitab säästa piiratud veevarusid. Viimastel aastatel on riiklikud keskkonnakaitsenõuded järk-järgult suurenenud ning reovee ärajuhtimise näitajate kehtestamine on muutunud üha rangemaks, mis toob kaasa elektrijaamade reoveepuhastusprotsessi kulude märkimisväärse suurenemise. Pöördosmoosi tehnoloogia rakendamine võimaldab reovett taaskasutada. Koos elektrijaama erinevate seadmete tegeliku käitamisega saab pöördosmoosi tehnoloogia abil saadud vett kasutada tsirkuleeriva jahutusvee lisaveena ning see on ohutu ja töökindel. Pärast pöördosmoosi tehnoloogia kasutamist on tsirkuleeriva vee kvaliteet oluliselt paranenud, hägusus on oluliselt vähenenud ja ka vee lisand on oluliselt vähenenud. Praegu tekitab pöördosmoosi tehnoloogia aga veepuhastuskulud suuri ja kapitaliinvesteeringud on oluliselt suuremad kui looduslike veekogude veepuhastusmeetodid. Kuna see suudab samal ajal reovett puhastada, saab vähendada keskkonnakulusid ja säästa ka veevarusid, seega on üldkulud ilmsemad. See saavutab majandusliku, sotsiaalse ja keskkonnakasu kõrge ühtsuse.
2. Katla marineerimise jäätmevedeliku töötlemine Elektrijaama marineerimisjäätme töötlemise simulatsioonieksperimendi uuringu põhjal võrdleb ja analüüsib autor madalrõhu komposiitmembraani, tselluloosatsetaatmembraani ja mereveemembraani töötlemisefekti, kasutades pöördosmoosi tehnoloogiat ja tsirkulatsioonirežiimi, ning jõuab seejärel järgmistele järeldustele: kolme pöördosmoosi membraani hulgas on mereveemembraanil parim jõudlus. Seetõttu on katla marineerimise jäätmevedeliku pöördosmoosi töötlemiseks kõige sobivam mereveemembraan, töötlemise rakendusviis on tsirkulatsioon. Pöördosmoosi tehnoloogia rakendamisega katla marineerimise jäätmevedeliku töötlemisel elektrijaamas saab saavutada väga häid tulemusi ja oodatava eesmärgi. Parim viis sidrunhappe jäätmevedelikuga tegelemiseks katlas on järgmine: pärast sidrunhappe jäätmevedeliku esmast kontsentreerimist pöördosmoosi abil saab selle ära juhtida või taaskasutada. Pärast raua eemaldamist see pihustuskuivatatakse ja seejärel eraldatakse naatriumtsitraatsool. Töötlemistehnoloogia rakendamine aitab hästi lahendada katlas oleva happepesuvedeliku põhjustatud keskkonnareostuse ning sellel on väga head sotsiaalsed ja majanduslikud eelised.3. Reovee põhjalik puhastamine Elektrijaamade reovee põhjalik puhastamine on süstemaatiline projekt, mis hõlmab peamiselt kahte olulist osa: reovee taaskasutamist ja puhastamist. Reovee puhastamisel rakendatakse pöördosmoosi tehnoloogiat ning taaskasutatud olmereovesi, kondensvesi, happe- ja leeliseline reovesi ning kohapealne loputusvesi jne. Nende segavesi on põhimõtteliselt happeline. Pärast nõrga happega töötlemist saab teostada pöördosmoositöötlust ja seda saab otse allikavette rakendada. Selle meetodi rakendamine mitte ainult ei vähenda elektrivälja veevajadust, vaid on ka väga kasulik elektrijaama veevarude ringlussevõtule ning võimaldab ettevõttel saavutada säästvat arengut.
Ettevaatusabinõud pöördosmoosi tehnoloogia rakendamisel
Seadme valik Originaalse pöördosmoosimembraani valimisel tuleks arvesse võtta sissetuleva vee kvaliteedi omadusi. Reovee töötlemisel tuleks kasutada reostustõrjemembraani või muid reostustõrjemeetmeid. Projekteeritud veetemperatuuril on suur mõju vee saagikusele. Membraanielemendi veekogus tuleks konfigureerida nii, et vee saagikus saavutaks kavandatud koguse ka kavandatud madalaima veetemperatuuriga keskkonnas töötades. Kui tavapärane PÖÖRDOSMOOSIVESI töötlusseade on projekteeritud, peaks PÖÖRDOSMOOSkeha esmasel töötamisel olema maksimaalne sisselaskerõhk alla 1,5 MPA. Merevee magestamiseks mõeldud pöördosmoosiseadme projekteerimisel ja kasutamisel peaks pöördosmoosikeha esmasel töötamisel tekkiv maksimaalne sisselaskerõhk olema alla 6,9 MPA. Filtrielemendi jaoks projekteeritud filtreerimiskiirus ei tohiks olla liiga suur. Kui see suudab pikka aega normaalselt töötada, ei tohiks filtri vahetustsükkel olla pikem kui kolm kuud.
Pöördosmoosi seadme tööparameetrid töö ajal
Traditsioonilise PÖÖRDOSMOOSIO probleemi ANALÜÜSI kohaselt peaksid töötava PÖÖRDOSMOOSIO seadme tööparameetrid (magestamise määr ja taaskasutusmäär jne) vastama lepingu nõuetele. Üldiselt peaks magestamise määr esimesel aastal olema suurem kui 98 protsenti ja taaskasutusmäär suurem kui 75 protsenti. Vee tootmine peaks teatud veetemperatuuri tingimustes vastama riiklikele standarditele ja ventiililüliti peaks olema paindlikum. Kokkuvõttes on elektrienergia tööstus põhiline tööstusharu, mis pakub inimeste igapäevaeluks kvaliteetset elektrienergiat, millel on suur praktiline tähtsus inimeste elatustaseme parandamisel ja majanduskasvul. Pöördosmoosi tehnoloogia rakendamine elektrijaamade veetöötluses on avaldanud head mõju keskkonnareostuse vähendamisel ja veevarude säästmisel. Pöördosmoosi seadme tehnoloogia kombineeritakse elektrijaama veepuhastuse tegeliku olukorraga, vähendades pöördosmoosi tehnoloogia abil kasutatavate materjalide maksumust, realiseerides pöördosmoosi tehnoloogia universaalse rakendamise elektrijaamas ning saavutades elektrijaama majandusliku ja sotsiaalse kasu kahekordse saagi.