Технологија реверзне осмозе (RO) у третману воде у електранама
30.10.2024.
Технологија реверзне осмозе (RO) у третману воде у електранама
Процес хемијског третмана воде у електрани
Систем за хемијски третман воде електране I. Неопходност за хемијски третман воде види се из стандарда квалитета водоснабдевања. Следећи су стандарди квалитета воде за напајање котла: Укупна тврдоћа (umol/L), растворени кисеоник (μg/L), електрична проводљивост (us/cm), силицијум диоксид (μg/L), pH (25 ℃ ℃), угљен-диоксид (μg/L) стандард ≤30
Лош квалитет воде, посебно јони калцијума, магнезијума, натријума и силиката који прелазе стандард, проузроковаће следеће опасности за термалну опрему: 1. Каменац термалне опреме: ако је квалитет воде у котлу или другом измењивачу топлоте лош, након одређеног периода рада, на површини за грејање која је у контакту са водом створиће се чврсти остаци. Ова појава се назива каменац, а ти чврсти остаци се називају каменац. Пошто је топлотна проводљивост каменца стотине пута лошија од метала, каменац се лако ствара у цеви котла са великим топлотним оптерећењем, па је каменац веома штетан за котао (или измењивач топлоте); може довести до превисоког температуре зида металне цеви у делу са каменцем, што може довести до смањења чврстоће метала, тако да под дејством притиска у цеви може доћи до локалне деформације цеви, испупчења, па чак и до озбиљних несрећа попут експлозије цеви. Каменац не само да угрожава безбедан рад, већ и значајно смањује економичност електрана. На пример, када се у економајзеру котла термоелектране налази каменца дебљине 1 мм, потрошња горива је 1,5%~2,0% већа од оригиналне. Стога, ефикасно спречавање или смањење каменца донеће велике економске користи. Поред тога, квалитет циркулишуће воде је лош, а каменцање у кондензатору парне турбине довешће до смањења степена вакуума кондензатора, чиме се смањује термичка ефикасност и излаз парне турбине. Каменацњење прегревача ће довести до тога да температура паре не достигне пројектовану вредност, што ће смањити економичност целог термалног система. Након чишћења термалне опреме, чишћење мора бити обављено на време, што ће искључити опрему и смањити годишње сате коришћења опреме; Поред тога, требало би повећати оптерећење и трошкове одржавања.
2. Корозија термалне опреме и њених система: метал термалне опреме у електрани је често у контакту са водом. Ако је квалитет воде лош, то ће изазвати корозију метала, као што су цевоводи за довод воде, штедионице угља, испаривачи, грејачи, прегрејачи и цеви за измену топлоте кондензатора парне турбине, који ће кородирати због лошег квалитета воде. Корозија не само да скраћује век трајања саме опреме, већ узрокује и економске губитке. Штавише, продукт корозије се преноси у воду, што повећава нечистоће у води, чиме се погоршава процес стварања каменца на грејној површини са високим топлотним оптерећењем, а каменца ће убрзати корозију цеви пећи. Овај зачарани круг може брзо довести до пуцања цеви и других незгода.
3. Накупљање соли у циркулационом делу прегревача и парне турбине: лош квалитет воде ће такође довести до растварања паре и повећања нечистоћа (углавном Na+ и HSi03- јона), које ће се таложити у циркулационом делу паре, као што су прегревач и парна турбина, а ова појава се назива накупљање соли. Накупљање соли у цеви прегревача може проузроковати прегревање или чак пуцање металног зида цеви. Вентил ће бити лабаво затворен због накупљања соли, а накупљање соли у парној турбини ће значајно смањити излаз и ефикасност парне турбине. Чак и мала количина накупљања соли значајно ће повећати отпор циркулацији паре, тако да ће се излаз парне турбине смањити. Када је накупљање соли велико, то ће такође повећати оптерећење аксијалног лежаја и савити сепаратор, што ће довести до незгодног искључивања.
Укратко, висока тврдоћа воде указује на велики садржај јона калцијума и магнезијума, што лако може изазвати стварање каменца и корозију на свакој грејној површини котла, зидовима бубња и цеви. Лаке воде утичу на проводљивост топлоте, а јаке могу изазвати пуцање цеви котла. Нечистоће из воде које пара преноси до прегревача и парне турбине, што доводи до накупљања соли у делу за проток паре, што може проузроковати даљу штету. PH вредност је индекс за процену киселости и алкалности квалитета воде. PH вредност = -10 г (концентрација водоникових јона у раствору, mol/L). Садржај H+ и OH- у чистој води је 1x10-7mol/L, тако да је PH = 7. Ако се киселина раствори у води, као што је хлороводонична киселина HCl, концентрација H+ ће се повећати. Што је већа концентрација H+, то је мања PH вредност. PH 7 је алкални квалитет воде. Вода третирана хемијским методом (јонска измена) показује слабо алкалне особине (PH = 8,8~9,2). Слабо кисела вода је корозивна за метале; употреба слабо алкалне воде има предност пасивације површина челика и бакра, тако да нису лако кородиране и спречава стварање гвозденог и бакарног каменца на површини котла и измењивача топлоте.
Процес третмана воде
Процес пречишћавања воде подељен је на две главне компоненте, први део је процес физичког омекшавања воде, други део је процес хемијског десалинизовања. Процес физичког омекшавања воде: сирова вода (позната и као сирова вода) из мреже водоснабдевања постројења, кроз филтер од кварцног песка, филтер са активним угљем ради уклањања чврстих честица и суспендованих нечистоћа у сировој води, названој пречишћена вода; пречишћена вода се затим уклања уређајем за реверзну осмозу како би се уклонила већина јона калцијума и магнезијума и постала омекшана вода. Процес хемијског десалинизовања: омекшана вода кроз уређај за уклањање угљеника, уклања угљен-диоксид из воде (строго речено HC03-), а затим кроз мешани слој, уклањају се преостали калцијум, магнезијум, натријум, силикат и други штетни јони у води, постаје десалинизована, односно вода за напајање котла, складишти се у резервоару за воду за десалинизацију, затим се пумпа за десалинизацију улива у деаератор и коначно у бубањ котла кроз напојну пумпу.
Технологија реверзне осмозе у третману воде у електранама
Реверзна осмоза се углавном односи на употребу технологије мембранске сепарације за третман воде, која има карактеристике високе стопе десалинизације, јаке применљивости и заштите животне средине, и широко се користи у многим индустријама. Суштина примене технологије реверзне осмозе лежи у мембрани реверзне осмозе, која је направљена од врсте полимерног материјала и има селективни полупропусни филм. Под дејством спољашњег притиска, вода у раствору може формирати феномен селективне пермеације са неким компонентама, а затим остварити сврху пречишћавања, сепарације и концентровања. Примена технологије реверзне осмозе у третману воде у електранама може постићи боље резултате и остварити уштеду водних ресурса и заштиту животне средине. Овај рад прво наводи принцип и карактеристике технологије мембране реверзне осмозе, затим анализира практичну примену технологије реверзне осмозе у третману воде у електранама и на крају разматра питања примене на која треба обратити пажњу у вези са технологијом реверзне осмозе.
Принцип реверзне осмозе
Реверзна осмоза је поступак који користи довољан притисак да се растварач у раствору пропусти кроз мембрану реверзне осмозе, а затим се одвоји, у смеру супротном од смера осмозе, што значи да се раствор треба одвојити, пречистити и концентровати под вишим притиском него код методе реверзне осмозе. Пошто је величина пора мембране реверзне осмозе посебно мала, њена примена може бити веома ефикасна у уклањању растворених соли и колоида, бактерија, вируса и неких органских материја из воде. Најважнији објекат раздвајања мембране реверзне осмозе је јон у раствору, а ефикасно уклањање соли из воде може се постићи без употребе било каквих хемијских супстанци, а стопа уклањања соли може достићи више од 98%.
Карактеристике технологије реверзне осмозе
Технологија реверзне осмозе је примена принципа реверзне осмозе за постизање пречишћавања и концентрације раствора. Поседује одличне карактеристике раздвајања и има следеће карактеристике: (1) Степен аутоматизације који пружа технологија реверзне осмозе је већи, а потрошња енергије коју генерише је мања код различитих метода. Главни разлог је тај што је покретачка снага која се примењује у процесу пречишћавања воде притисак воде. Под условима собне температуре и без фазне промене, могуће је раздвојити растварач и растворену супстанцу, губитак активних компоненти је веома мали и веома је погодна за раздвајање и концентрацију супстанци осетљивих на топлоту. У поређењу са методом раздвајања фазном променом, потрошња енергије је мања. ② Нема потребе за мерама регенерације, јер је процес пречишћавања физичка реакција, неће се примењивати хемијске супстанце, производ неће бити контаминиран. (3) Особине мембране реверзне осмозе и њена стабилност, током процеса примене неће доћи до фазних промена, спроводи се под нормалним температурним условима, а брзина уклањања нечистоћа је веома висока. (4) Опрема за реверзну осмозу може да реализује примену разноврсних сирових вода, укупна структура опреме је релативно једноставна, а рад је практичнији и веома прилагодљив, скала обраде има одређену флексибилност и може се радити континуирано или повремено. ⑤ Може постићи боље економске користи. Трошкови рада система за реверзну осмозу су веома ниски, а инвестиција се може вратити за кратко време.
Практична примена технологије реверзне осмозе у пречишћавању воде у електранама
1. Рециклажа и коришћење циркулишуће расхладне отпадне воде Циркулишућа расхладна вода која се користи у термоелектранама чини око 70% укупне потрошње воде у електранама, тако да њена рециклажа и коришћење имају веома важан практични значај, што може довести до уштеде ограничених водних ресурса. Последњих година, национални захтеви за заштиту животне средине постепено се повећавају, а постављање релевантних индикатора за испуштање отпадних вода постаје све строже, што доводи до значајног повећања трошкова електрана у процесу пречишћавања отпадних вода. Примена технологије реверзне осмозе може омогућити поновну употребу отпадних вода. У комбинацији са стварним радом различите опреме у електрани, вода добијена технологијом реверзне осмозе може се користити као додатна вода за циркулишућу расхладну воду и има карактеристике безбедности и поузданости. Након употребе технологије реверзне осмозе, квалитет циркулишуће воде је значајно побољшан, замућеност је значајно смањена, а додатак воде је такође значајно смањен. Међутим, тренутно, технологија реверзне осмозе ће произвести велике трошкове за пречишћавање воде, а капитална улагања су знатно већа од методе пречишћавања воде из природних водених тела. Међутим, пошто истовремено може да пречишћава отпадне воде, трошкови улагања у заштиту животне средине могу се смањити, а водни ресурси такође чине одређену уштеду, тако да је свеобухватни трошак очигледнији. Постигнут је висок степен јединства економских, друштвених и еколошких користи.
2. Третман отпадне течности од кисељења котла На основу истраживања симулационог експеримента о третману отпадне течности од кисељења у електрани, аутор упоређује и анализира ефекат третмана композитне мембране ниског притиска, мембране од целулозног ацетата и мембране од морске воде коришћењем технологије реверзне осмозе и режима циркулације, а затим долази до следећих закључака: међу три мембране реверзне осмозе, мембрана од морске воде има најбоље перформансе. Стога је најпогоднија мембрана од морске воде за третман отпадне течности од кисељења котла реверзном осмозом, а начин примене третмана је циркулација. Применом технологије реверзне осмозе у третману отпадне течности од кисељења котла у електрани, могу се постићи веома добри резултати и очекивани циљ. Најбољи начин за поступање са отпадном течношћу лимунске киселине у котлу је: након што се отпадна течност лимунске киселине прво концентрише реверзном осмозом, може се испустити или рециклирати. Након уклањања гвожђа, суши се распршивањем, а затим се врши опоравак соли натријум цитрата. Примена технологије третмана може добро решити загађење животне средине изазвано отпадном течношћу од прања киселином у котлу и има веома добре друштвене и економске користи.3. Свеобухватни третман отпадних вода Свеобухватни третман отпадних вода у електранама је систематски пројекат који углавном обухвата два важна дела: опоравак и третман отпадних вода. Технологија реверзне осмозе се примењује у процесу третмана отпадних вода, и то опорављене кућне канализације, кондензоване воде, киселе и алкалне отпадне воде и воде за испирање локације итд. Њихова мешавина воде је у основи кисела. Након третмана слабом киселином, може се спровести третман реверзном осмозом, а извор воде након овог третмана може се директно користити. Примена ове методе не само да смањује потребу за водом у електричном пољу, већ је и веома корисна за рециклажу водних ресурса у електрани, а затим омогућава предузећу да постигне одрживи развој.
Мере предострожности за примену технологије реверзне осмозе
Избор уређаја Приликом избора оригиналне мембране за реверзну осмозу, треба узети у обзир карактеристике квалитета улазне воде. Када се примењује у третману отпадних вода, треба користити мембрану против загађења или неке друге мере за третман загађења. Пројектована температура воде има велики утицај на принос воде. Количина воде мембранског елемента треба да буде конфигурисана тако да се осигура да принос воде може да достигне пројектовану количину при раду у пројектовано најнижој температури воде. Када је конвенционални уређај за третман воде за реверзну осмозу пројектован за употребу, максимални улазни притисак за почетни рад тела за реверзну осмозу треба да буде мањи од 1,5 MPA. Приликом пројектовања и примене уређаја за реверзну осмозу за десалинизацију морске воде, максимални улазни притисак који представља почетни рад тела за реверзну осмозу је мањи од 6,9 MPA. Брзина филтрације пројектована за филтерски елемент не сме бити превелика. Ако може бити у нормалном раду дуже време, циклус замене филтера не сме бити дужи од три месеца.
Параметри перформанси уређаја за реверзну осмозу током рада
ПРЕМА АНАЛИЗИ проблема конвенционалне РЕВЕРЗНЕ ОСМОЗЕ, радни параметри (брзина десалинизације и стопа опоравка, итд.) јединице за РЕВЕРЗНУ ОСМОЗУ у раду треба да испуњавају захтеве уговора. Генерално, стопа десалинизације треба да буде већа од 98 процената, а стопа опоравка треба да буде већа од 75 процената у првој години. Производња воде треба да испуњава националне стандарде под одређеним условима температуре воде, а прекидач вентила треба да буде флексибилнији. Уопштено, електроенергетска индустрија је основна индустрија која обезбеђује висококвалитетну електричну енергију за свакодневни живот људи, што је од великог практичног значаја за побољшање животног стандарда људи и економски раст. Примена технологије реверзне осмозе у пречишћавању воде у електранама дала је добар ефекат, односно смањење загађења животне средине, али и постизање уштеде водних ресурса. Технологија уређаја за реверзну осмозу комбинује се са стварном ситуацијом пречишћавања воде у електранама, а затим се смањују трошкови материјала који се примењују технологијом реверзне осмозе, остварује се универзална примена технологије реверзне осмозе у електранама и остварује се двострука жетва економских и друштвених користи електране.