離子交換法和EDI技術(shù)應(yīng)用比較

離子交換法和EDI技術(shù)應(yīng)用比擬 離子交換法和EDI技術(shù)應(yīng)用比擬 摘 要 本文從產(chǎn)水質(zhì)量、運行本錢、環(huán)境保護等幾方面，對混床離子交換和EDI在電廠鍋爐補給水處理中進行了分析比照。 關(guān)鍵詞 離子交換； EDI； 混床鍋爐 中圖分類號TM621 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708116-0238-02 0 概述 隨著電力系統(tǒng)高參數(shù)大容量機組的不斷開展，對鍋爐補給水的要求也越來越高，傳統(tǒng)的離子交換等除鹽方式，雖然也可滿足所需水質(zhì)的要求，但同時卻存在著許多如所需設(shè)備臺數(shù)多、投資費用高、大量使用酸、堿而造成的環(huán)境污染等一系列問題。目前解決上述矛盾的最適宜方法是采用反滲透+EDI聯(lián)合處理的水處理工藝流程。還可有效地降低由于水源水質(zhì)劇變而帶來的對除鹽設(shè)備的影響。我們赤峰熱電廠鍋爐補給水處理系統(tǒng)，就是采用的這種反滲透+EDI聯(lián)合處理的工藝流程。 赤峰熱電廠的水處理系統(tǒng)，蝶片過濾器+超濾+雙級反滲透+EDI，設(shè)計出力單臺為62噸/小時，全部系統(tǒng)由予處理系統(tǒng)、反滲透予脫鹽系統(tǒng)和EDI除鹽系統(tǒng)三大局部組成，其工藝流程如下：自來水生水泵碟片過濾器生水加熱器10u超濾超濾水箱一級高壓泵一級反滲透 緩沖水箱二級高壓泵二級反滲透 滲透水箱EDI升壓泵保安過濾器EDI設(shè)備除鹽水箱除鹽水泵主廠房。 下面就離子交換混床和EDI設(shè)備進行經(jīng)濟分析比擬 1 產(chǎn)水質(zhì)量 按照國家對電廠鍋爐補水的要求，電導(dǎo)率在0.2.S/cm以下?，F(xiàn)國內(nèi)電廠多采用傳統(tǒng)的混床系統(tǒng)，產(chǎn)水電導(dǎo)率一般在0.2-0.3.S/cm之間，補水中還存在不少諸如鈣、鎂、鐵、硅等之類的有害物質(zhì)。EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率可到達0.07-0.1.S/cm，比混床產(chǎn)水水質(zhì)高2-3倍，且產(chǎn)水中的硅、鐵均小于2g/L，顯而易見、用EDI補水較混床補水可最大限度地減少鈣、鎂及硅結(jié)垢，從而可大大延長鍋爐、管道及汽輪發(fā)電機的使用壽命。EDI技術(shù)本質(zhì)連續(xù)電除鹽，一般都是利用混合離子交換樹脂附給水的陰陽離子，促使被吸附的離子能夠在直流電壓的作用下，借助離子交換膜將其去除的過程。在這個離子的交換過程中，可以將酸、堿再生的考慮問題忽略。通過不斷的實踐探究，這項新技術(shù)，能夠在現(xiàn)有的科研條件下，完成傳統(tǒng)的離子交換裝置的工作原理，順利的到達產(chǎn)出高電阻率的超純水目標。 在現(xiàn)階段，EDI技術(shù)在應(yīng)用的過程中，具有無化學(xué)化、節(jié)省酸堿以及穩(wěn)定水質(zhì)相關(guān)操作管理等特點。同時，其應(yīng)用的過程，可以在勞動強度較小的前提下，通過低費用運行，來進行除鹽。不斷的科研實踐說明，利用EDI技術(shù)進行再一次的除鹽，就能夠在根本的條件下，有效的防止純水制造過程中多余的酸堿再生的情況。因此，EDI技術(shù)的開展，對于提高水處理的技術(shù)水平以及工作效率， 具有重要的現(xiàn)實意義。EDI技術(shù)在實際的應(yīng)用中，會在涉及到的鈉、鈣、鎂、鹽等溶解物的處理方面，做出一定的技術(shù)改良。通常情況下，水處理工作中涉及到的化合物的正負電荷的離子組成。通過EDI技術(shù)的相關(guān)處理，可以將電阻率的有效值界定在20-1S/cm的范圍內(nèi)。 在EDI技術(shù)的研究中，EDI組件中的電流量與離子的遷移量存在正比的關(guān)系。通常情況下，電流量主要包括一局部除去離子的遷移局部，另一局部是水本身電離產(chǎn)生的離子遷移。另外，必須注意EDI組件中存在一定的電壓梯度，在適當?shù)臈l件下，水電解質(zhì)的過程中會產(chǎn)生一定量的H+和OH-。由此進行深入的研究，我們會發(fā)現(xiàn)，H+和OH-阻件中的離子交換樹脂主要是指工作樹脂和拋光樹脂。工作樹脂和拋光樹脂在化學(xué)反響的過程中，最明顯的界限就是所謂的工作前沿。在大多數(shù)的情況下，工作樹脂都是在進行去除大量離子的工作，相比擬而言，拋光樹脂那么主要是去除類似于弱電解質(zhì)離子。隨著科技開展水平的不斷提高，EDI技術(shù)對于水處理工作未來的開展方向具有重要的科研意義，相關(guān)工作人員應(yīng)在實際的科研活動中，不斷的加大對EDI技術(shù)的研究力度，以期可以在未來一段時間內(nèi)，可以有效的促進水處理工作的水平不斷提高，為社會經(jīng)濟的開展以及人們生活水平的提高，作出積極的奉獻。 2 運行本錢 混床系統(tǒng)不僅需混床，同時還必備酸、堿貯罐等。我們初步了解，一座13.5萬kW/h的發(fā)電廠，僅水處理局部的混床、樹脂及酸、堿貯罐等，初期投資1000多萬元。而具同等補水能力的EDI系統(tǒng)投資只需300萬元左右。 經(jīng)過分析綜合，得知現(xiàn)有技術(shù)條件下，混床系統(tǒng)要補1噸水的本錢在6-12元之間，如果按8元計。一座13.5萬kW/h的電廠按每年工作為：13.5243608=93.3萬元。 而同等補水能力的EDI系統(tǒng)的費用如下： 折舊費：按3年折舊，1噸補水的攤折舊費用為300萬元33602460=1.93元 電耗：產(chǎn)1噸水耗電，EDI本身0.1千瓦時，配屬局部的電耗為：60=0.4千瓦時 電費：和用電按市價0.5元/千瓦時計，噸補水總電消耗用為0.5=0.25元。 總費用：綜合以上和，EDI系統(tǒng)產(chǎn)1噸水的直接費用為1.93+0.25=2.18元 以13.5萬千瓦/時的電廠為例，每年用EDI系統(tǒng)補水的費用僅為：2.1813.524360=25.4萬元。比混床系統(tǒng)每年可節(jié)省93.3-25.4=67.9萬元。另外，因減少結(jié)垢而對鍋爐、管道及汽輪發(fā)電機等所產(chǎn)生的保護效益均不記在內(nèi)。 3 環(huán)境保護 混床系統(tǒng)運行一段時間后，需用酸、堿溶液再生失效的離子交換樹脂，這樣必然帶來酸、堿的大量排放，對環(huán)境造成污染。事實上，發(fā)電廠的污染主要分為兩局部，一是燃煤產(chǎn)生的粉塵及硫化物，二是水處理局部所必須排放的酸、堿廢液。據(jù)了解，一座中型電廠每年為此要付出近百萬元的環(huán)保治理費。 而EDI是靠自身的電再生，根本無需外部的酸、堿再生，從而不會對環(huán)境造成絲毫污染。 4 占用土地 其混床系統(tǒng)保守估計占地在1000平方米之多，而具同等補水能力的EDI系統(tǒng)，充其量占地不會超過50平方米，較混床系統(tǒng)大大減少了土地的占用，在“寸土寸金的今天，其社會經(jīng)濟效益可想而知。 5 節(jié)約用水 一般電廠的鍋爐補水，用于沖洗再生樹脂的自用水率為6-10%，假設(shè)按8%計，還以13.5萬kW/h電廠為例，一年僅此一項就用水；13.5243608%=0.93萬噸，而這些水均需隨酸、堿廢液排掉。 EDI系統(tǒng)的水回收率為95%以上，即使排放的5%的濃水，也只是其中的鹽份含量高點，完全可用做對鹽份要求不高的冷卻水或沖灰水。也就是說，EDI系統(tǒng)完全可以做零排放。 從以上可以看出，EDI系統(tǒng)代替混床系統(tǒng)后，一座13.5萬kW/h的電廠，一年即可節(jié)約近萬噸水。 6 管理及自動化操作 混床系統(tǒng)的操作及出水檢測，需靠人工直接完成。而EDI設(shè)備是多個模塊并聯(lián)接入系統(tǒng)，即使有個別損壞，亦可簡單的從系統(tǒng)中拿掉，而不影響系統(tǒng)其他局部正常工作。諸如此類的優(yōu)點使得系統(tǒng)的操作、管理可完全實現(xiàn)自動化。同時，由于減少操作人員，在一定程度上亦可降低生產(chǎn)本錢。 隨著各電廠對鍋爐補水水質(zhì)要求的提高，作為高純度純水制備的EDI，顯現(xiàn)出蓬勃開展的趨勢，另一方面由于上述分析可以得出，EDI代替混床后，一個13.5萬kW/h的發(fā)電廠每年直接節(jié)省資金將近400萬，全國現(xiàn)有大、中、小型電廠、熱電廠及企業(yè)自備電廠近3000余家，可以預(yù)見使用EDI系統(tǒng)后，僅電力系統(tǒng)每年即可為國家節(jié)約一百多億的資金。由于補水純度提高而給設(shè)備帶來的保護效益及環(huán)保、土地效益等假設(shè)計入的話，效益更是不可估量。 7 綜述 可見，EDI與混床相比，具有產(chǎn)水質(zhì)量高、初期投資少、運行本錢低、無污染、占地少、節(jié)約用水、可實現(xiàn)自動化管理等特點?？梢灶A(yù)見，隨著EDI技術(shù)的日臻成熟，EDI代替混床補水，是不可防止的大事所趨。 參考文獻 【1】周柏青主編.全膜水處理技術(shù).中國電力出版社. 【2】周柏青主編.電廠化學(xué).中國電力出版社.