除盐水系统的节能技术研究

除盐水系统的节能技术研究

张家庆

陕西北元集团股份有限公司 陕西省榆林市 719000

摘要：某集团公司处于西北水资源匮乏地区，对水处理的要求较高，必须从源头降低原水使用量。但是目前环保需求和水资源短缺问题日益严峻，工业水处理尤其是煤化工水如何处理问题日益凸显，煤化工项目具有较大的耗水量和废水排放量。为解决此问题，公司成立了专项问题课题组，对该问题进行了方案制定和技改实施。

关键词：煤化工；节能；盐水系统

前言

一、项目背景

在煤化工水处理领域，煤化工水处理工艺具有举足轻重的地位。但是目前环保需求和水资源短缺问题日益严峻，工业水处理尤其是煤化工水如何处理问题日益凸显，煤化工项目具有较大的耗水量和废水排放量，世林化工处于西北水资源匮乏的内蒙古鄂尔多斯境内，对水处理的要求较高，必须从源头降低原水使用量。为解决此问题，公司成立了专项问题课题组，对该问题进行了方案制定和技改实施。

二、技术原理及内容

1、项目实施方案

在原水脱盐产水外送总管(DN300)上接一根支管(DN300)至除盐水超滤产水箱，材质不锈钢304。由于现有一次水管网材质为碳钢，原水脱盐产水pH为6.8～7.0,采用现有一次水管输送原水脱盐产水，对一次水管网产生腐蚀。

2、技改后主要优点

除盐水站多介质过滤器、袋式过滤器、超滤装置停止运行，节约更换设备滤材费用及运行费用。

3、运行方式对比

目前运行方式。原水脱盐产水进入一次水池，通过生产水泵送至一次水管网，除盐水站进水设有一次水调节阀，通过调节水量进入除盐水多介质过滤器，经多介质过滤器过滤后的产水进入袋式过滤器，然后进入超滤装置，超滤装置产水进入超滤产水箱，通过超滤水泵送至除盐水后系统进行处理，多介质过滤器、超滤装置的冲洗水、反洗水进入中和水池，经中和水池提升泵输送至一体化净水器入口。

技改后运行方式。除盐水站预处理装置停止运行，原水脱盐反渗透产水(pH：6.8～7.0、电导率＜200us/cm、硬度：0mg/L、碱度＜50mg/L)输送至除盐水超滤水箱调节阀进行调节，原水脱盐产水指标满足除盐水系统正常运行。

4、运行方式变化后对机泵的影响及控制方案

(1)原水脱盐反渗透产水直接输送至除盐水站超滤水箱，一次水管网原供水量480m3/h，技改后减少260～300m3/h,一次水管网剩余180～220m3/h，开一台低压消防水泵满足正常运行(将低压消防水泵电动机更换为变频电动机，并加装变频装置)，保证一次水及低压消防供水；(2)在一次水回流管处安装自动泄压阀，防止一次水管网超压；(3)现有原水脱盐反渗透产水输送泵3台(流量220m3/h、扬程30m)能够满足输送要求。

5、新增管线稳定压力的措施及控制方案

在原水脱盐产水输送泵出口总管和去脱盐水站支管上分别安装DN300调节阀，确保原水脱盐反渗透产水至除盐水管线压力、流量稳定。

6、技改流程变化

技改前除盐水站工艺流程如图1所示，技改后除盐水站工艺流程如图2所示

图1技改前除盐水站工艺流程

图2技改后除盐水站工艺流程

三、关键技术和创新点

根据现有设备设施，利用原水脱盐反渗透产水作为除盐水站一级反渗透进水，原水脱盐反渗透产水工艺指标符合除盐水站一级反渗透进水要求，因此在原水脱盐产水外送总管(DN300)上接一根支管(DN300)至除盐水超滤产水箱，材质不锈钢304，代替除盐水站多介质过滤器，超滤装置，其次一级

反渗透回收率可以由原设计75％提高至85％。以下数据材料，具体金额不再详列。

1、多介质过滤器装置

多介质过滤器装置5台停运后，不需要更换石英砂、无烟煤、启动反洗水泵反洗。(1)多介质过滤器节省石英砂约60t/次(使用寿命3～5年)；(2)节省无烟煤5t/a；(3)多介质过滤器平均48h反洗一次，反洗时间0.2h，按年运行330天，多介质反洗时间约330×24÷48×0.2×5(台)=165h；

(4)多介质反洗时正冲洗10分钟/次，多介质正冲洗用的是一次水，流量约250m3/h，全年正冲洗需要一次水量250×330×24÷48×10/60×5(台)=34375m3水，这些水也被节省下来。

(5)多介质反洗水由中和水泵全部送至一次水预处理，中和水泵功率75kW，每年节省了大量的电费和维护保养费用。

2、袋式过滤器

袋式过滤器共3台，平均每5天更换一次滤袋，每次更换滤袋16条，滤袋60元/条，每年节省了大量资金。

3.3超滤装置

超滤装置三套停运后可节约更换超滤膜232支，每支膜约1万元。

(1)超滤装置每小时反洗一次，每次反洗需要3min，反洗水泵流量150m3/h、功率18.5kW，每年可节省大量水电费用；(2)每次加强洗进水排水约5min，加强洗5h/次，全年可节约大量水费；(3)每次加强洗使用盐酸、液碱、次氯酸费用约0.02万元，全年可节约药剂费用0.02×(330×24/5×2.5)(万元)，平均每月在线化学清洗两次，每次需要药剂费用约0.1万元，全年化学清洗费用也被节省下来；(4)超滤装置排放浓水25m³/h，全年可节约大量水电费用，超滤装置反洗水、加强洗排放废水由中和水泵全部输送至一次水预处理，中和水泵功率75kW，流量150m3/h，全年耗费大量电费，这些也都被节省下来。

3.4生产水泵

停运两台生产水泵，生产水泵功率75kW，按年运行330天计算，全年可节约大量电费，每年设备维护保养费用约0.5万元，所以停运两台生产水泵每年可节约大量维护保养费用。

3.5一级反渗透浓水

反渗透浓水单套每小时少排水10m³,除盐水站一级反渗透3套，平均2.5套保持连续运行，全年可节约大量水费。

4结语

通过本次技术改造，该公司的节能和成本控制方便取得了巨大成效。对无烟煤、水、电等资源的节约效果显著，对机械维护和减少废水的产生方面也取得了巨大进步。更重要的是，为本公司乃至同类型的其他公司都提供了宝贵的改造经验。

参考文献：

[1]除盐水联合装置大检修的有关措施[J].林阳.化工管理.2019(34)

[2]双膜法及离子交换法在新钢除盐水制备系统的应用[J].吴霞,杨锐.能源研究与管理.2016(04)

[3]自动控制系统在化工厂除盐水生产中的应用[J].韩家新,高欣.电脑知识与技术.2016(36)