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        反滲透膜在制氧循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用

        2020-12-07 00:29:02周兆年張萬(wàn)勝倪蘇林
        冶金動(dòng)力 2020年11期
        關(guān)鍵詞:制氧反滲透結(jié)垢

        周兆年,張萬(wàn)勝,王 衛(wèi),倪蘇林

        (1.江蘇精科霞峰環(huán)??萍加邢薰?,江蘇常州, 213022;2.青海宏源氣體有限公司,青海西寧 810000)

        1 情況概述

        青海宏源氣體有限公司有2 套制氧系統(tǒng)3 600 m3、6 000 m3制氧,兩個(gè)系統(tǒng)分別配套循環(huán)水量700 m3/h、1 200 m3/h 的循環(huán)冷卻水系統(tǒng),原采用循環(huán)水系統(tǒng)投加水處理藥劑控制水質(zhì);由于地處西北,工業(yè)園區(qū)補(bǔ)水水質(zhì)偏硬,不適合作為制氧循環(huán)冷卻水的補(bǔ)水。為了滿足生產(chǎn)需求,特配置了兩套補(bǔ)水反滲透系統(tǒng),產(chǎn)水量分別為5 m3/h、8 m3/h,園區(qū)補(bǔ)水經(jīng)過(guò)反滲透設(shè)備處理后作為補(bǔ)水進(jìn)水集水池,自運(yùn)行以后,循環(huán)水硬度逐漸降低。

        2 反滲透設(shè)備技術(shù)

        反滲透系統(tǒng)是目前應(yīng)用比較廣泛的一種除鹽技術(shù),主要是通過(guò)選擇性反滲透膜只能讓水分子透過(guò)的性能,采用增加設(shè)備,提高進(jìn)水壓,水分子透過(guò)反滲透膜,通過(guò)中心產(chǎn)水管從軟水側(cè)出水口流出,而濃水側(cè)水中鹽分逐漸濃縮,和被膜截留的有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等,在濃水端流出,從而達(dá)到了除鹽分離凈化的目的。

        近年來(lái),反滲透系統(tǒng)因具有較好的運(yùn)行穩(wěn)定性,在污水處理、電力、鍋爐、制藥、等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。早期運(yùn)行成本較高,隨著生產(chǎn)工藝及技術(shù)水平的不斷進(jìn)步,生產(chǎn)成本、維護(hù)成本降低,以及膜使用壽命延長(zhǎng),使得運(yùn)行成本的大幅度降低,也是推動(dòng)膜技術(shù)發(fā)展的重要原因。

        由于反滲透系統(tǒng)對(duì)原水的要求較高,不合格的原水有可能造成反滲透膜污堵,導(dǎo)致產(chǎn)生量和水質(zhì)受影響;所以經(jīng)過(guò)了較好預(yù)處理的原水,去除了較多量的膠體、有機(jī)物等才能夠作為反滲透的進(jìn)水。

        3 工藝流程簡(jiǎn)介

        循環(huán)水泵將集水池中的冷卻水輸送到制氧換熱器中,在制氧換熱器處進(jìn)行熱交換,熱水通過(guò)冷卻塔降溫,再次回到冷卻水集水池,在集水池處,有水處理加藥設(shè)備,24 h 投加緩蝕阻垢劑控制水體腐蝕結(jié)垢,定期投加殺菌劑控制微生物藻類(lèi),工業(yè)園區(qū)補(bǔ)水進(jìn)過(guò)補(bǔ)水泵進(jìn)入集水池,后經(jīng)過(guò)改造增加反滲透設(shè)備,一部分補(bǔ)水進(jìn)入反滲透設(shè)備進(jìn)行處理后,補(bǔ)入集水池。見(jiàn)圖1。

        圖1 工藝流程圖

        4 應(yīng)用效果

        4.1 工業(yè)區(qū)補(bǔ)水與反滲透出水硬度對(duì)比

        園區(qū)補(bǔ)水鈣硬度較高,在300 mg/L 以上,經(jīng)過(guò)了反滲透設(shè)備處理后,出水硬度達(dá)到了50 mg/L 以下,見(jiàn)圖2。

        圖2 工業(yè)區(qū)補(bǔ)水與反滲透出水硬度對(duì)比圖

        補(bǔ)入循環(huán)水后能夠極大地降低循環(huán)水的硬度,降低循環(huán)水的結(jié)垢趨勢(shì);根據(jù)現(xiàn)行國(guó)標(biāo)《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50050-2017)中技術(shù)指標(biāo)要求,間冷開(kāi)式系統(tǒng)循環(huán)冷卻水傳熱面水側(cè)壁溫大于70 ℃,鈣硬度應(yīng)小于200 mg/L,為了保持制氧設(shè)備能夠長(zhǎng)期高效的運(yùn)行,制氧循環(huán)冷卻水鈣硬度應(yīng)當(dāng)控制在小于200 mg/L。

        4.2 投用補(bǔ)水反滲透設(shè)備后循環(huán)水質(zhì)變化

        2020 年6 月2 日投用了補(bǔ)水反滲透設(shè)備,循環(huán)水指標(biāo)逐步降低至100~200 mg/L,見(jiàn)圖3、圖4。

        圖3 3 600 m3制氧循環(huán)水鈣硬度變化圖

        圖4 6 000 m3制氧循環(huán)水鈣硬度變化圖

        5 補(bǔ)水采用反滲透設(shè)備與循環(huán)水投加水處理藥劑配合使用優(yōu)點(diǎn)

        5.1 腐蝕控制

        補(bǔ)水經(jīng)過(guò)反滲透系統(tǒng),大幅度降低循環(huán)水離子強(qiáng)度,使水體保持長(zhǎng)時(shí)間低硬度、堿度下運(yùn)行,可以通過(guò)投加pH 調(diào)節(jié)劑,提高pH 到8.0~8.5,并投加緩蝕劑,控制循環(huán)水腐蝕。

        5.2 結(jié)垢控制

        補(bǔ)水經(jīng)過(guò)反滲透系統(tǒng),大幅度降低循環(huán)水硬度,使循環(huán)水體成垢離子濃度降低,有利于結(jié)垢控制。

        5.3 微生物控制

        補(bǔ)水經(jīng)過(guò)反滲透系統(tǒng),水體中的微生物、藻類(lèi)、營(yíng)養(yǎng)物得到去除,有利于循環(huán)水的殺菌控制,配合投加氧化型/非氧化性殺菌劑,藻類(lèi)、微生物得到有效控制。

        6 結(jié)論

        補(bǔ)水反滲透系統(tǒng)結(jié)合循環(huán)水投加水處理藥劑配合使用,能夠有效地控制制氧循環(huán)冷卻水的腐蝕、結(jié)垢、微生物滋生等問(wèn)題,能夠使制氧設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于高效的生產(chǎn)狀態(tài)。此工藝模式對(duì)于換熱溫度有較高要求的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)有較高的推廣價(jià)值。

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