Fordított ozmózis (RO) technológia az erőművek vízkezelésében
2024-10-30
Fordított ozmózis (RO) technológia az erőművek vízkezelésében
Erőmű kémiai vízkezelési folyamata
Az I. erőmű kémiai vízkezelő rendszere. A kémiai vízkezelés szükségességét a vízellátás minőségi szabványa mutatja. A kazántápvíz minőségi szabványai a következők: Teljes keménység (umol/L), oldott oxigén (μg/L), elektromos vezetőképesség (us/cm), szilícium-dioxid (μg/L), pH (25 ℃ ℃), szén-dioxid (μg/L) szabvány ≤30
A rossz vízminőség, különösen a szabványt meghaladó kalcium-, magnézium-, nátrium- és szilikátionok a következő veszélyeket okozzák a hőtermelő berendezésekben: 1. Hőtermelő berendezések vízkövesedése: ha a kazánba vagy más hőcserélőbe jutó víz minősége rossz, akkor egy bizonyos üzemidő után szilárd lerakódások keletkeznek a fűtőfelületen a vízzel érintkezve. Ezt a jelenséget vízkőnek nevezik, ezeket a szilárd lerakódásokat pedig vízkőnek. Mivel a vízkő hővezető képessége százszor rosszabb, mint a fémé, és ezek a vízkövek könnyen képződnek a kazáncsőben nagy hőterhelés esetén, a vízkő nagyon káros a kazánra (vagy hőcserélőre); A fémcső falának hőmérsékletét a vízkőrészben túl magasra növelheti, a fém szilárdságának csökkenését okozhatja, így a csőben lévő nyomás hatására a cső lokális deformációja, kidudorodása, sőt súlyos baleseteket, például csőrobbanást is okozhat. A vízkőlerakódás nemcsak a biztonságos üzemeltetést veszélyezteti, hanem jelentősen csökkenti az erőművek gazdaságosságát is. Például, ha egy hőerőmű kazánjának takarékos tartályában 1 mm vastag vízkő képződik, az üzemanyag-fogyasztás 1,5–2,0%-kal több, mint az eredeti. Ezért a vízkő hatékony megelőzése vagy csökkentése nagy gazdasági előnyökkel jár. Ezenkívül a keringtetett víz minősége rossz, és a gőzturbina kondenzátorában lévő vízkő a kondenzátor vákuumfokának csökkenéséhez vezet, ezáltal csökkentve a gőzturbina hőhatásfokát és teljesítményét. A túlhevítő vízkövesedése miatt a gőz hőmérséklete nem éri el a tervezett értéket, ami csökkenti a teljes hőrendszer gazdaságosságát. A hőberendezések vízkőmentesítése után időben el kell végezni a tisztítási munkálatokat, ami leállítja a berendezést és csökkenti a berendezés éves üzemidejét; Ezenkívül növelni kell a karbantartás munkaterhelését és költségeit.
2. Hőberendezések és rendszereik korróziója: az erőművek hőberendezéseinek féme gyakran érintkezik vízzel. Ha a vízminőség rossz, az fémkorróziót okoz, például a vízellátó csővezeték, a széntároló, az elpárologtató, a fűtőberendezés, a túlhevítő és a gőzturbina kondenzátorának hőcserélő csövei a rossz vízminőség miatt korrodálódnak. A korrózió nemcsak magának a berendezésnek az élettartamát rövidíti le, hanem gazdasági veszteségeket is okoz. Ezenkívül a korróziós termék a vízbe kerül, ami növeli a víz szennyeződéseinek mennyiségét, ezáltal súlyosbítja a vízkőképződést a nagy hőterhelésű fűtőfelületen, és a vízkőképződés felgyorsítja a kemencecső vízkőképződését. Ez az ördögi kör gyorsan csőrepedéshez és egyéb balesetekhez vezethet.
3. Só felhalmozódása a túlhevítő és a gőzturbina keringési részében: a rossz vízminőség a gőz oldódását is okozza, és növeli a szennyeződések (főleg Na+ és HSi03- ionok) mennyiségét, amelyek lerakódnak a gőz keringési részében, például a túlhevítőben és a gőzturbinában. Ezt a jelenséget só felhalmozódásnak nevezik. A só felhalmozódása a túlhevítő csőben a fémcső falának túlmelegedését vagy akár repedését okozhatja. A szelep lazán záródik a só felhalmozódása miatt, és a só felhalmozódása a gőzturbinában jelentősen csökkenti a gőzturbina teljesítményét és hatásfokát. Már kis mennyiségű só felhalmozódása is jelentősen növeli a gőzkeringés ellenállását, így a gőzturbina teljesítménye csökken. Ha a gőzturbina só felhalmozódása jelentős, az növeli a tolócsapágy terhelését és meggörbíti a szeparátort, ami baleseti leálláshoz vezet.
Röviden, a víz nagy keménysége azt jelzi, hogy a kalcium- és magnéziumionok tartalma magas, ami könnyen vízkövet és korróziót okozhat a kazán minden fűtőfelületén, a dobban és a csőfalon, a fény befolyásolja a hővezetést, a nehéz anyagok kazáncső-repedést okozhatnak, a gőz által a túlhevítőhöz és a gőzturbinához szállított vízszennyeződések sófelhalmozódást okozhatnak a gőzáramban, ami további károkat okozhat. A pH-érték a víz savasságának és lúgosságának megítélésére szolgáló index, pH-érték = -10g (oldott hidrogénion-koncentráció, mol/l). A tiszta víz H+ és OH- tartalma 1x10-7mol/l, tehát a pH-érték 7. Ha savat oldunk vízben, például sósavat (HCl), a H+ koncentrációja növekszik, minél nagyobb a H+ koncentráció, annál kisebb a pH-érték, a pH7 lúgos vízminőséget jelent. A kémiai módszerrel (ioncserével) kezelt víz gyengén lúgos (pH = 8,8~9,2). A gyengén savas víz korrozív hatású a fémekre; a gyengén lúgos víz előnye, hogy passziválja az acél és a réz felületét, így azok nem könnyen korrodálódnak, és megakadályozza a vas- és rézlerakódások kialakulását a kazán és a hőcserélő felületén.
A vízkezelés folyamata
A vízkezelési folyamat két fő részre oszlik, az első rész a fizikai vízlágyítás, a második rész a kémiai sótalanítás. Fizikai lágyított víz eljárás: a nyersvíz (más néven nyersvíz) a növényi vízellátó hálózatból kvarchomok szűrőn és aktív szén szűrőn keresztül távozik, hogy eltávolítsa a nyersvízben lévő szilárd részecskéket és szuszpendált szennyeződéseket, ezt nevezzük tisztított víznek; a tisztított vizet ezután fordított ozmózisos berendezéssel eltávolítják, hogy eltávolítsák a kalcium- és magnéziumionok nagy részét, és lágyított vízzé váljon. Kémiai sótalanítási eljárás: a lágy víz egy szén-dioxid eltávolító berendezésen keresztül eltávolítja a vízben lévő szén-dioxidot (szigorúan HC03-), majd egy kevert ágyon keresztül eltávolítja a vízben maradt kalciumot, magnéziumot, nátriumot, szilikátot és egyéb káros ionokat, és sótalanításra kerül, azaz a kazán tápvizét a sótalanító víztartályba tárolja, majd a sótalanító szivattyú a légtelenítőbe, végül pedig a szállítószivattyún keresztül a kazándobba vezeti.
Fordított ozmózis technológia az erőművek vízkezelésében
A fordított ozmózis elsősorban a membránszeparációs technológia vízkezelésre való alkalmazására utal, amely magas sótalanítási sebességgel, kiváló alkalmazhatósággal és környezetvédelemmel rendelkezik, és számos iparágban széles körben alkalmazzák. A fordított ozmózis technológia alkalmazásának lényege a fordított ozmózis membrán, amely egyfajta polimer anyagból készül, és szelektív féligáteresztő filmmel rendelkezik. Külső nyomás hatására az oldatban lévő víz szelektív permeációs jelenséget képezhet egyes komponensekkel, majd tisztítást, elválasztást és koncentrálást végezhet. A fordított ozmózis technológia alkalmazása az erőművek vízkezelésében jobb eredményeket hozhat, és megvalósíthatja a vízkészletek megtakarítását és a környezetvédelmet. Ez a cikk először a fordított ozmózis membrántechnológia elvét és jellemzőit ismerteti, majd elemzi a fordított ozmózis technológia gyakorlati alkalmazását az erőművek vízkezelésében, végül pedig a fordított ozmózis technológia alkalmazási kérdéseit tárgyalja.
A fordított ozmózis elve
A fordított ozmózis során az oldatban lévő oldószert megfelelő nyomáson átengedik a fordított ozmózis membránon, majd az ozmózis irányával ellentétes irányban elválasztják. Az oldat elválasztására, tisztítására és koncentrálására nagyobb nyomást kell alkalmazni, mint a fordított ozmózis módszerrel. Mivel a fordított ozmózis membrán pórusmérete különösen kicsi, alkalmazása nagyon jól alkalmas az oldott sók és kolloidok, baktériumok, vírusok és egyes szerves anyagok vízben történő eltávolítására. A fordított ozmózis membrán legfontosabb elválasztási tárgya az oldatban lévő ion, és a vízben lévő só hatékony eltávolítása vegyi anyagok alkalmazása nélkül is elérhető, a só eltávolítási aránya pedig elérheti a 98 százalékot is.
A fordított ozmózis technológia jellemzői
A fordított ozmózis technológia a fordított ozmózis elvének alkalmazása az oldat tisztítására és koncentrálására, kiváló elválasztási jellemzőkkel rendelkezik, és a következő jellemzőkkel bír: (1) A fordított ozmózis technológia által képviselt automatizálási fok magasabb, és az általa generált energiafogyasztás alacsonyabb a különböző módszereknél. Ennek fő oka, hogy a vízkezelési folyamatban alkalmazott hajtóerő a víz nyomása. Szobahőmérsékleten és fázisváltozás nélkül az oldószer és az oldott anyag elválasztása lehetséges, az aktív komponensek vesztesége nagyon kicsi, és nagyon alkalmas hőérzékeny anyagok elválasztására és koncentrálására. A fázisváltozásos elválasztási módszerhez képest az energiafogyasztás alacsonyabb. 2. Nincs szükség regenerációs intézkedésekre, mivel a kezelési folyamat fizikai reakció, nem alkalmaznak vegyi anyagokat, a termék nem szennyeződik. (3) A fordított ozmózis membrán tulajdonságai és stabilitása miatt az alkalmazási folyamat során nem jelennek meg fázisváltozások, normál hőmérsékleti körülmények között hajtják végre, és a szennyeződések eltávolítási sebessége nagyon magas. (4) A fordított ozmózis berendezés különféle nyersvíz felhasználására alkalmas, a berendezés általános felépítése viszonylag egyszerű, a működtetése kényelmesebb és nagymértékben alkalmazkodóképes, a feldolgozási lépték bizonyos rugalmassággal rendelkezik, és folyamatos vagy szakaszos üzemmód is lehetséges. 5. Jobb gazdasági előnyöket érhet el. A fordított ozmózis rendszer üzemeltetési költsége nagyon alacsony, és a befektetés rövid időn belül megtérül.
A fordított ozmózis technológia gyakorlati alkalmazása az erőművek vízkezelésében
1. Keringtetett hűtővíz újrahasznosítása és hasznosítása A hőerőművekben használt keringtetett hűtővíz az erőművek teljes vízfogyasztásának mintegy 70%-át teszi ki, így újrahasznosításának és hasznosításának nagyon fontos gyakorlati jelentősége van, amely korlátozott vízkészletek megtakarítását eredményezheti. Az elmúlt években a környezetvédelmi követelmények fokozatosan szigorodnak, és a szennyvízkibocsátásra vonatkozó kapcsolódó mutatók meghatározása egyre szigorúbbá válik, ami az erőművek szennyvíztisztítási költségeinek jelentős növekedéséhez vezet. A fordított ozmózis technológia alkalmazása lehetővé teszi a szennyvíz újrafelhasználását. Az erőműben található különféle berendezések tényleges működésével kombinálva a fordított ozmózis technológiával kinyert víz felhasználható a keringtetett hűtővíz kiegészítő vizében, és biztonságos és megbízható tulajdonságokkal rendelkezik. A fordított ozmózis technológia alkalmazása után a keringtetett víz minősége jelentősen javult, a zavarosság nagymértékben csökkent, és a vízpótlás is jelentősen csökkent. Jelenleg azonban a fordított ozmózis technológia jelentős vízkezelési költségekkel jár, és a tőkebefektetés jelentősen meghaladja a természetes víztestből történő víztisztítás módszerét. Mivel azonban egyidejűleg képes a szennyvíz kezelésére is, a környezeti költségek is csökkenthetők, és a vízkészletek is bizonyos megtakarítást eredményeznek, így az átfogó költség nyilvánvalóbb. A gazdasági, társadalmi és környezeti előnyök magas fokú egységét érik el.
2. Kazán pácolás során keletkező hulladékfolyadék kezelése Az erőműben keletkező pácolás során keletkező hulladékfolyadék kezelésére vonatkozó szimulációs kísérlet kutatása alapján a szerző összehasonlítja és elemzi az alacsony nyomású kompozit membrán, a cellulóz-acetát membrán és a tengervízmembrán kezelési hatását fordított ozmózis technológia és keringtetési mód alkalmazásával, majd a következő következtetésekre jut: a három fordított ozmózis membrán közül a tengervízmembrán rendelkezik a legjobb teljesítménnyel. Ezért a kazán pácolás során keletkező hulladékfolyadék fordított ozmózisos kezelésére a legalkalmasabb a tengervízmembrán, a kezelés alkalmazása a keringtetéses mód. A fordított ozmózis technológia alkalmazásával az erőműben keletkező kazán pácolás során keletkező hulladékfolyadék kezelése során nagyon jó eredményeket lehet elérni, és a várt célt el lehet érni. A citromsav hulladékfolyadékának kazánban történő kezelésének legjobb módja a következő: miután a citromsavat először fordított ozmózissal besűrítették, az elvezethető vagy újrahasznosítható. A vas eltávolítása után porlasztva szárítják, majd nátrium-citrát só kinyerése történik. A kezelési technológia alkalmazása jól megoldhatja a kazánban lévő savas mosófolyadék által okozott környezetszennyezést, és nagyon jó társadalmi és gazdasági előnyökkel jár.3. Átfogó szennyvízkezelés Az erőművek szennyvízének átfogó kezelése egy szisztematikus projekt, amely főként két fontos részből áll: a szennyvíz visszanyeréséből és kezeléséből. A fordított ozmózis technológiát a szennyvízkezelés során alkalmazzák, és a visszanyert háztartási szennyvizet, kondenzvizet, savas és lúgos szennyvizet, valamint a telephelyi öblítővizet stb. kezelik. Kevert vizük alapvetően savas. A gyenge savas kezelés után fordított ozmózissal kezelhető, és a kezelés utáni vízforrás közvetlenül felhasználható. Ennek a módszernek az alkalmazása nemcsak az elektromos tér vízigényét csökkenti, hanem nagyon előnyös az erőmű vízkészleteinek újrahasznosítása szempontjából is, és lehetővé teszi a vállalkozás számára a fenntartható fejlődés elérését.
Óvintézkedések a fordított ozmózis technológia alkalmazásához
Eszköz kiválasztása Az eredeti fordított ozmózis membrán kiválasztásakor figyelembe kell venni a belépő víz minőségének jellemzőit. Szennyvízkezelés során történő alkalmazás esetén szennyezésgátló membránt kell használni, vagy más szennyezéskezelési intézkedéseket kell alkalmazni. A tervezett vízhőmérséklet nagyban befolyásolja a vízhozamot. A membránelem vízmennyiségét úgy kell konfigurálni, hogy a vízhozam a tervezett legalacsonyabb vízhőmérsékletű környezetben is elérje a tervezett mennyiséget. Hagyományos FORDÍTOTT OZMÓZIS VÍZKEZELŐ berendezés használata esetén a FORDÍTOTT OZMÓZIS test kezdeti üzembe helyezésekor a maximális bemeneti nyomásnak kevesebbnek kell lennie, mint 1,5 MPA. A tengervíz sótalanítására szolgáló fordított ozmózis berendezés tervezése és alkalmazása során a fordított ozmózis test kezdeti üzembe helyezésekor a maximális bemeneti nyomásnak kevesebbnek kell lennie, mint 6,9 MPA. A szűrőelemhez tervezett szűrési sebesség nem lehet túl nagy. Ha hosszú ideig normál üzemben lehet, a szűrő csereciklusa nem haladhatja meg a három hónapot.
A fordított ozmózisú berendezés teljesítményparaméterei működés közben
A hagyományos FORDÍTOTT OZMÓZIS probléma ELEMZÉSE szerint a FORDÍTOTT OZMÓZIS egység működési paramétereinek (sótalanítási arány és visszanyerési arány stb.) meg kell felelniük a szerződéses követelményeknek. Általánosságban elmondható, hogy a sótalanítási aránynak az első évben meghaladnia kell a 98 százalékot, a visszanyerési aránynak pedig a 75 százalékot. A víztermelésnek bizonyos vízhőmérsékleti körülmények között meg kell felelnie a nemzeti szabványoknak, és a szelepkapcsolónak rugalmasabbnak kell lennie. Összességében az elektromos energiaipar az az alapvető iparág, amely kiváló minőségű elektromos energiát biztosít az emberek mindennapi életéhez, ami nagy gyakorlati jelentőséggel bír az emberek életszínvonalának javítása és a gazdasági növekedés szempontjából. A fordított ozmózis technológia alkalmazása az erőművek vízkezelésében jó hatást gyakorolt, azaz csökkentette a környezetszennyezés előfordulását, valamint a vízkészletek megtakarítását is lehetővé tette. A fordított ozmózisos berendezés technológiáját az erőművi vízkezelés tényleges helyzetével ötvözik, így csökkennek a fordított ozmózisos technológia által alkalmazott anyagok költségei, megvalósul a fordított ozmózisos technológia univerzális alkalmazása az erőművekben, és megvalósul az erőmű gazdasági és társadalmi előnyeinek kettős betakarítása.