工业锅炉与电厂锅炉给水处理

美國偉思超頻震動薄膜過濾系統個案研究1工工工工业业业业锅锅锅锅炉炉炉炉与与与与电电电电厂厂厂厂锅锅锅锅炉炉炉炉给给给给水水水水处处处处理理理理介绍一种既经济又环保的处理方法背景背景背景背景在蒸汽锅炉工业，为了保证蒸汽系统的正常运行，必需用高纯度的进水。高纯度的进水由于减少放水的频次（放水频次可以减少１０倍），因而减少锅炉的化学剂用量。减少放水频次也使燃料费用降低。锅炉进水中的杂质会堵塞在热交换器表面，降低这些杂质浓度可以相应减少锅炉的规模，降低杂质浓度也减少锅炉的腐蚀速度。使用锅炉来发动汽轮机，高纯度的水蒸气可以减少对轮机叶片的腐蚀。在进水净化系统中采用反渗透，由于减少离子交换树脂再生的频次，因而减少化学剂的费用。一个完整的包含反渗透和离子交换的系统，比起不采用反渗透的系统经济有效。然而，采用传统的反渗透，必需大量使用预处理单元，因而增加费用。硅酸盐与胶态沉积物降低锅炉的效率，也造成汽轮机过早地损坏。超滤可以除去９９％以上的胶态二氧化硅以及沉积的铁和铝。减少粒状物、悬浮固体与有机碳总量，会提高汽轮机与锅炉的效率。然而，采用传统的膜技术会面临着膜受堵塞的严重问题。目的目的目的目的要符合生态与经济两方面的要求，锅炉进水水流的过滤要使工业锅炉或者电厂能符合锅炉性能的更高效率的要求。要求锅炉进水的处理能够防止热转换设备受到堵塞，轮机叶片受到腐蚀。解决方法解决方法解决方法解决方法美國偉思超頻震動薄膜過濾系統個案研究2由于膜过滤系统的技术进步，有可能使工业锅炉或者蒸汽电厂处理锅炉进水符合更严格的性能要求。新逻辑国际有限公司所开发的超频震动薄膜系统（ＶＳＥＰ），可以使进水或者废水得到过滤，而没有传统膜系统的堵塞问题。ＶＳＥＰ的薄膜系统将大大降低来自自来水、井水、河水、地表水的给水中的悬浮固体总量（ＴSＳ）、可溶性固体总量（ＴＤＳ）、发色体、二氧化硅和硬度，从而降低处理费用。ＶＳＥＰ处理系统采用超滤或者纳滤／反渗透膜组件来处理进水，使产出的渗透液符合锅炉进水中悬浮固体浓度、可溶性固体浓度、二氧化硅浓度和硬度的标准。最后用离子交换树脂精处理，清洁的渗透液可以用作为锅炉的进水。如果可溶性固体是处理难点，可以采用反渗透过滤。总而言之，ＶＳＥＰ处理系统可以用来处理锅炉进水，只需在最后用离子交换树脂略为加工。ＶＥＳＰ可以免去预处理，大大减少用于再生的化学剂用量，从而减少再生剂的废弃，及相关费用。当前有许多技术用于进水处理。表１摘要列举一些可与ＶＳＥＰ相比的技术，例如添加化学剂／澄清池系统，错流过滤／螺旋卷式膜，和这些技术相比较。由表１可见，ＶＳＥＰ的优点远胜于这些技术。对于工业锅炉和电厂系统，以及利用工业废热发电的工业，ＶＳＥＰ系统目前已被采用，以往传统的错流膜技术正面临着膜受到严重堵塞的问题。ＶＳＥＰ由于它的震动增强剪切的设计，相对于传统的过滤方法，具有一定的吸引力。处处处处理理理理条条条条件件件件图１表示电厂水循环的示意图。电厂的来水可以来自地下水井（潜水层）、地表水或者美國偉思超頻震動薄膜過濾系統個案研究3市政供水，进水要加以处理，符合锅炉进水标准的要求。在电厂内部，锅炉清垢水的处理及其回收，来自废气处理洗涤器的废水处理，是水处理的另一个重大挑战。对于锅炉进水的处理，有许许多多的处理方法可供采用，包括化学处理、石灰软化、双介质过滤、碳吸附、传统的反渗透膜、和最后用离子交换树脂精处理，按具体要求而定。以上这些单元操作会产生大量的废弃物，包括废弃的碳和废弃的用于离子交换树脂再生的化学药品。在电厂的装置中，超频震动薄膜过滤系统（ＶＳＥＰ）有两大应用。第一是锅炉进水的处理。为了避免锅炉规模过大，通常采用多步处理以去除来水的硬度，包括化学处理或离子交换，以及多介质过滤等等。这些多步处理可以用一步通过的ＶＳＥＰ机取代，一步就将进水净化。电厂中的另一问题是废水的处置，例如洗涤废水。诚然，目前已有许多方法可以应用，仍然是采用多步处理的方法。典型的废水处理过程，包括加入化学药品，然后用澄清池，再用过滤压缩，最终用离子交换。ＶＳＥＰ具有独到之处，它将全部的操作都包括在一个机械设备之中。上述各个系统都可以用一种ＶＳＥＰ机来代替，其中备有非多孔性膜，可以除去上自大的灰质颗粒，下至石膏分子的各种杂质。得到的水质和用多级过滤与加入化学药品的处理是一样的。图２是应用ＶＳＥＰ系统处理锅炉进水的示意图。这种系统采用纳滤或者反渗透膜过滤系统代替通常所需的全部预处理的步骤：石灰或阳离子软化、双介质过滤、碳吸附、和传统的反渗透单元。自来水用ＶＳＥＰ一步处理系统处理，最后用离子交换精处理。经过处理的锅炉进水通过供水泵输入锅炉。美國偉思超頻震動薄膜過濾系統個案研究4如图３中的处理工艺流程图，表示在一个工业制造装置中ＶＳＥＰ与锅炉进水处理相结合。图中也包括水处理过程中的总的物料平衡，并说明其性能。如图３所示，自来水和来自ＶＳＥＰ的清洁的渗透水先在一级热交换器中预热，再用蒸汽热交换器加热至４２℃（１０８℉）。进水温度较高，有利于渗透水流通过ＶＳＥＰ处理单元，也提供了驱动第一交换器的能量。经过预热的水，导入调节池中，加入硫酸以调节ＰＨ值。必要时其它药剂如明矾与聚合物也可加入以帮助絮凝。然后将调节池的出水传送至贮水池，以１２５加仑／分钟的流速输入ＶＳＥＰ单元。用两套工业规模的ＶＳＥＰ单元来处理预热后的自来水。ＶＳＥＰ产生的渗透水流，流量约为１００加仑／分钟，送入热回收交换器，然后贮入处理水池中供进一步处理（最后用离子交换精加工后用作锅炉进水）。ＶＳＥＰ产生浓缩废水，流量为２５加仑／分钟，送入贮存池，再排入下水道。两种工业的ＶＳＥＰ处理单元都配备纳滤／反渗透膜组件。自来水中的硬度１６０－２４０毫克／升，二氧化硅１０毫克／升，电导率５１０微西，渗透液浓度降低至硬度＜１５毫克／升，二氧化硅＜１毫克／升，电导率１０微西，都在规定的水质限值以下。在ＶＳＥＰ系统中采用有纳滤或者反渗透的膜组件，是工业锅炉或者电厂的锅炉进水处理可行的一种商业选择。约有８０％的进水经处理后回收，供锅炉设备循环使用，只有不到２０％的工艺水作为浓缩液废弃。美國偉思超頻震動薄膜過濾系統個案研究5膜的选择是根据材料的兼容性、出流速度（容量）与浓度要求（硬度、二氧化硅、可溶性固体总量（ＴＤＳ）、电导率）而定。按上述例子，硬度降低超过９０％，可溶性固体总量与电导率的降低也差不多。通过实验室试验选用膜材料，可以控制ＶＳＥＰ渗透液水质，使之符合实际应用的参数。新逻辑公司已经成功地进行了锅炉进水处理的中间试验，目前正在考虑美国西部海岸的一种工业锅炉进水处理的商业计划。根据进水浓度高低、处理温度、膜的选用以及对进水中硬度、二氧化硅与电导率降低的要求，ＶＳＥＰ渗透通量可以是２０－７１加仑／平方尺・日（ＧＦＤ）。ＶＳＥＰ系统流出的浓缩液的浓度水平可以用自动定时控制阀来控制。阀门的设置，使固体浓度保持在所需的水平。用多级供水泵向ＶＳＥＰ单元供水，水压适合所采用的膜，采用变频电子驱动，通过Ｐ.Ｉ.Ｄ.(比例-积分-导数)控制回路来控制进水水压,这类驱动器可以控制泵的转速,从而控制流速。经经经经济济济济价价价价值值值值新逻辑的ＶＳＥＰ系统提供一种可供选用的锅炉供水处理的方法。用单步操作，ＶＳＥＰ可以降低硬度、悬浮固体总量（ＴＳＳ）、可溶性固体总量（ＴＤＳ）和电导率，为工业锅炉和电厂提供高质量的锅炉进水。在许多应用中，加入ＶＳＥＰ可以免去传统惯用的处理过程的要求和工艺，无需要求化学处理。至于处理过程是否采用ＶＳＥＰ系统，可以通过该系统的费用和利益分析来判断。美國偉思超頻震動薄膜過濾系統個案研究6!降低电厂进水的硬度、悬浮固体总量（ＴＳＳ）、可溶性固体总量（ＴＤＳ）和电导率!为电厂或生产过程提供高质量的水!减免淡水需求与预处理费用!保存再循环过程的水中的热量，是一种减少能量需求的可能的方法!减少出水中生物的生长，减少气味!减少出水排放容量及相关的处理费用!以小规模、低能量需求的系统简化进水或出水处理摘要摘要摘要摘要新逻辑国际有限公司已经成功地在许多工业处理中提供了ＶＳＥＰ分离技术。利用膜技术与“超频震动薄膜过滤”相结合，工业锅炉、电厂以及利用工业废热发电的工业能符合系统性能和环境法规，在工业锅炉和电厂方面的应用日益开拓，随着新的膜材料和ＶＳＥＰ技术的出现，更难处理的问题将可能解决，取得极为成功而经济的效果。请与新逻辑国际有限公司的代表联系，对您的系统是否采用ＶＳＥＰ作出经济分析和判断。有关其它资讯或本项技术在您的工艺中的潜在的应用，请查询新逻辑公司的亞太區總代理网址：查詢美國偉思超頻震動膜過濾系統查詢美國偉思超頻震動膜過濾系統查詢美國偉思超頻震動膜過濾系統查詢美國偉思超頻震動膜過濾系統亞太區總代理正昌環保科技(集團)有限公司香港新界元朗元朗工業村宏利街八號電話﹕(852)24438188傳真﹕(852)27893346電郵﹕[e-mail]網址﹕www.dunwellgroup.com美國偉思超頻震動薄膜過濾系統個案研究7表１表１表１表１与与与与有有有有关关关关工工工工艺艺艺艺相相相相比比比比较较较较，，，，ＶＶＶＶＳＳＳＳＥＥＥＥＰＰＰＰ的的的的优优优优点点点点工艺ＶＳＥＰ的优点化学添加剂／澄清池系统和澄清池系统相比较，ＶＳＥＰ主要的优点是：澄清池的沉降需要很长时间，因此澄清池的滞留容积很大，需要较大空间，溢流混浊ＶＳＥＰ可以处理浓度范围较广的进水ＶＳＥＰ渗透液的悬浮固体为０ppm，而澄清池处理工艺约为５００ppmＶＳＥＰ是一步处理，澄清池处理过程往往需要预处理和后处理ＶＳＥＰ得出高质量的渗透液，采用反渗透膜时，硬度１０－２０毫克／升，二氧化硅小于１毫克／升ＶＳＥＰ占地面积小，因而土建与设备费用大为降低澄清池的化学药品消耗通常较高，要控制澄清池的出水，必须加大剂量美國偉思超頻震動薄膜過濾系統個案研究8工艺ＶＳＥＰ的优点错流过滤／螺旋卷式错流过滤系统的产品回收很低，只有６０％－７０％，ＶＳＥＰ可达８０％－９０％错流过滤通常需要大量预处理ＶＳＥＰ提供终点较高的浓缩液错流系统的膜更换频繁，费用较高错流膜会受含固量较高的水流阻塞错流系统的滞留容积很大错流过滤需要较大的进水工作池错流过滤系统需要较大的管道ＶＳＥＰ提供高２－３倍的流量ＶＳＥＰ提供一次的操作ＶＳＥＰ可以处理浓度范围较广的进水ＶＳＥＰ的滤液质量较高，采用反渗透膜时，硬度为１０－２０毫克／升，二氧化硅小于１毫克／升ＶＳＥＰ能量需求很低ＶＳＥＰ占地面积较小，因而设备费用很低ApplicationNoteBackgroundInthesteamboilerindustry,highpurityfeedwaterisrequiredtoensureproperoperationofsteamgenerationsystems.Highpurityfeedwaterreducestheuseofboilerchemicalsduetolessfrequentblowdownrequirements(reducingblowdownfrequencybyasmuchasafactorof10).Lowerblowdownfrequencyalsoresultsinlowerfuelcosts.Scalebuildupisreducedduetoasmallerconcentrationofimpuritiesintheboilerfeedwatertofoulheattransfersurfaces.Thelowerlevelofimpuritiesalsoreducescorrosionratesintheboiler.Whenboilerisusedtorunasteamturbine,turbinebladeerosionisreducedduetohigherpuritysteamgenerated.Theuseofreverseosmosisinfeedwaterpurificationsystemsreduceschemicalcostsbyreducingthefr