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摘要：在热电厂生产中补给水制备是十分重要的一个环节，原水需要经过去离子化脱氧后方可以传递能量，但是这个过程中会产业很多的废弃物，因此热电厂排污是生产环节中最应该注意的问题。企业想要在市场中竞争中取得更高的经济效益，必须找出一款耗能低排污低的补给水制备。本文结合我国现有的补给水设备的使用情况，分析了固定床离子除盐与反渗透除盐的综合利用能否在热电厂生产中取得良好的节能效果。
关键词 ：补给水制备；综合利用；分解；作用
一、补给水制备工艺发展现状
现如今较为代表性的补给水制备工艺有化学离子交换器除盐和全膜法工艺除盐。下面结合两种补给水制备的特点进行了简要的介绍。
1．化学离子交换器除盐。
这种工艺和结合化学原理进行工作的，它可以利用H型离子交换剂把水中的阳离子转换为H+，并且通过OH型离子交换剂的利用将水中的阴离子转换为OH-，在经过这两种方式的转换后，水中的盐分基本可以被消除尽。其生产流程是视原水水质的不同，原水经沉淀、过滤处理后进入阳离子交换器去除水中的阳离子变成酸性的中间水，中间水经脱碳器去除水中溶解的二氧化碳后进入阴离子交换器去除水中的阴离子，此时的水便是一级除盐水，要高再次将水质提升一个高度，一级除盐水需要再次进行经混床脱硅除离子，将水中的剩余的离子除去干净过后便可以变成二级除盐水，一般情况下二级除盐水的导电率基本都在0.2μs/cm以下[1]。化学离子交换器除盐的主要工艺设备是阴阳离子交换器，伴随技术的发展其可分为顺流再生固定床、逆流再生固定床、双室双层浮动床、移动床、流动床等等，其生产工艺主要为两个环节，首先是换制水环节，将离子的吸附性通过阴阳离子交换器发挥出来，把水中的离子成功的吸附到树脂上；其次是离子再生环节，利用交换树脂中的再生剂，将离子从实效的树脂上替换下来，使这些树脂可以实现再生。再生剂也可以成为酸碱剂，再生的过程也是过饱和再生，因此再生排放物既有浓缩了几十倍的水中各种离子又有少部分强酸强碱，所以对环境的污染较大。化学离子交换器除盐作为传统工艺它具有初期投入相对较小、工艺成熟的优点，目前在热电行业应用最为广泛，但是运行时酸碱消耗较大，环保效益差，如需达标排放所需后续水处理设施比较复杂且运行成本高，企业节能减排负担重。
2．全膜法工艺除盐。
这种水处理工艺的原理是由微滤、反向渗透等膜工艺组合而成的以一种工艺方法，能够有机的除去污染物，实现深度脱盐的作用，利用这种工艺出水后能够直接的完成锅炉的补给水目的。该工艺的关键技术EDI系电渗析（ED）和离子交换技术（DI）有机结合，达到连续除盐、运行维护简单、无酸碱排放污染。而超/微滤、反渗透已广泛应用于海水（苦咸水）淡化及废水回用。全膜法工艺具有设备占地面积小、现场安装工作量小、化学药品用量少、无污染物排放、运行操作简单、易于维护、自动化程度高、设备运行成本低等诸多优点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是EDI技术因为对进水水质的要求较高，只适于后续处理，电渗析技术的电能效率太低，大部分电能用于克服系统内的电阻，而浓水和极水必须排放，水的利用率较低。
二、现行工艺存在的问题和解决思路
通过以上工艺的分析可以得出，在利用阴阳离子交换技术进行除盐过程中存在的问题是无法适应一些恶性水质，工艺消耗的酸碱剂量过大，而产生的废水废物也较多，总经济技术角度分析周期制水量和酸碱剂消耗都不符合相关的标准要求。由于热电厂的水质条件较差，部分水含有高度的碱和氯，和苦咸水几乎一样。阴阳离子交换设备为一级复式除盐，即顺流再生弱阳离子交换器+逆流再生强阳离子交换器+除碳器+顺流再生弱阴离子交换器逆流再生强阴离子交换器精处理混床除盐[2]。我厂原水经反渗透脱盐后的淡水数据，由于多年没有更换反渗透膜，与投运当初相比衰耗已很大，但是脱盐率仍达到94.1%，淡水电导70μs/cm。相比之下，反渗透后续化学除盐设备———精处理混床由于脱盐能力不到阴阳床的十分之一，周期制水量在进反渗透淡水的情况下仍相对偏低，仅达到3500吨左右。通过计算阴阳离子交换设备的工作交换容量可以看出其根本原因是混床的树脂装填量与复床相比强弱合计树脂总工作交换容量仅十分之一左右，加上树脂混合均匀度和阴阳树脂比例与淡水所含离子对应性的影响，导致混床除盐能力远小于复床。全膜法工艺除盐是一项刚开始推广的除盐技术，有关其运行资料难以收集，从相关推介资料看EDI精除盐已能满足锅炉补给水质量要求，但是运行成本及水耗率、电耗率均无从了解，从原理上分析应比混床高得多，加上反渗透的耗水耗电综合来看全膜法工艺除盐更适于水资源充沛的地区，对北方贫水区并不适宜。因此阴阳离子交换技术主要问题是对恶劣水质适应性差，再生工艺耗酸碱量大，废水排放量高；而反渗透设备对恶劣水质有良好的适应性，只是反渗透后续精处理混床再生工艺复杂，耗水率高而脱盐能力却不到阴阳床的十分之一，如果取长补短对设备优化组合，有可能构建一种新的除盐工艺———复合式除盐工艺，使补给水制备工艺耗酸碱量大幅下降，废水排放量明显降低，运行费用和吨除盐水成本降低[3]。根据以上思路,2015年，我们利用已有一期阴阳离子交换设备和二期反渗透设备的优势，在投资不多的情况下对生产工艺进行改造，利用反渗透设备对原水进行预脱盐，而利用复式除盐阴阳离子交换器设备容量大、脱盐能力强的特点进行反渗透后处理，构建的复合式除盐工艺，既保证了出水水质满足锅炉用水要求，又大幅提高了周期制水量，同时大幅降低酸碱耗，降低排污量，使生产工艺流程达到了最优化。
三、现有工艺的改造简介
我厂拥有固定床离子交换设备和反渗透，结合我厂除盐设备布局的特点，两种除盐设备相距较近，因此只在增加少量管道的情况下即可实现固定床与反渗透的联合运行。
四、复合式除盐工艺改造取得的效果
改造前我们对复合式除盐工艺的理论运行成本进行了详细测算并与原阴阳离子交换除盐工艺和反渗透除盐工艺进行了对比，改造后的运行数据充分体现了复合式除盐工艺的优势。
五、复合式除盐工艺运行需要注意的事项
采用复合式除盐工艺后因为周期制水量大幅提高，离子交换器运行时间长达30天，运行树脂在水力不断地冲刷下容易压实导致树脂板结，在反洗和再生中容易出现再生不彻底和偏流现象，同时由于树脂失效锥形变钝，树脂容易出现过渡失效，为此复合式除盐工艺运行的每个周期都要进行离子交换器大反洗，反洗时间也要适当延长以防止树脂板结，为保证树脂充分再生也要同时加大再生剂用量15—20％
结语：
在热电厂锅炉补给水制备中，针对原水含盐量较高的情况，复合式除盐工艺充分利用了反渗透对原水水质不敏感和复式离子交换除盐设备脱盐能力强的特点，实施后可以大幅度提高周期制水量，降低酸碱耗，降低自用除盐水量，出水水质好、系统能耗省、污水排放量小、运行费用低、运行管理简单、员工劳动强度低，具有明显的社会效益和经济效益。由于热电厂设备分期建设，东夏季热负荷相差巨大，锅炉补给水制备设备非采暖期设备多有闲置，保养封存工作繁重，而反渗透保养期间仍要衰减，如在已有设备的基础上改造，投资少见效快，不但当年即可收回投入并创造效益，而且减少保养封存费用。
参考文献：
[1]陶翠玉，蒋丽雯，周振宇．《离子交换除盐与反渗透除盐工艺优劣性探讨》[J]．水处理技术，2015，(7)：132—133．
[2]韩冬晨，王明阳，周旋，郝东伟．一种电渗析与反渗透集成应用的有机物溶液的除盐方法[J]．河北电力技术，2015，(1)：243—244．
[3]孟欣欣，刘文明，陈成安．电厂反渗透与离子交换除盐改造工艺设计特性分析[M]．北京：中国电力出版社，2015，（21）187-189．
论文作者:李艳霞
论文发表刊物:《防护工程》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/31
标签：工艺论文; 反渗透论文; 脱盐论文; 离子交换论文; 树脂论文; 离子论文; 设备论文; 《防护工程》2017年第8期论文;