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【技术分享】凝结水回收对水平衡的影响分析

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摘要:凝结水回收装置的投用,凝结水回用量达到了30吨/小时,减少了除氧水站除盐水补充量。中水回用外供除盐水负荷大幅降低。综合对比中水回用装置与原除盐水装置的新鲜水利用率,使用原除盐水装置产水经济效益更佳。凝结水回收补充除盐水对全厂用水系统水平衡有较大影响。

关键词:凝结水;中水回用;循环水

 

引言

凝结水回收装置未调试投用前,各生产装置凝结水汇集后经热媒水系统补充至循环水系统。凝结水回收装置投用后,凝结水部分经过深度处理后补充至除氧水站除盐水箱。除氧水站补充除盐水量明显减少,中水回用外供除盐水负荷大幅降低。中水回用低负荷运行,双膜系统流速降低,不利于双膜系统长周期运行。同时综合对比中水回用装置与原除盐水装置的新鲜水利用率,使用原除盐水装置产水经济效益更佳。

一、中水回用与原除盐水站收率对比

原除盐水站原水全部使用新鲜水,产水量45~48t/h满足装置用水需求,运行数据如表1所示。

表1 原除盐水运行数据表

进水流量

产水流量

浓排水量

收水率

66t/h

48t/h

18t/h

72.7%

中水回用装置运行期间,为保证原水水质在设计指标之内,原水为新鲜水掺和中水。掺和后控制进水电导率在1700~1800μs/cm。中水电导率:3100~3500μs/cm,新鲜水电导率650~700μs/cm,可知中水回用原水新鲜水占比约为60%左右。由于中水回用装置运行期间,超滤膜及反渗透膜为防止堵塞必须定期反洗和冲洗,冲洗水量为产水流量的1.5~2倍,产水被自身消耗一部分,造成总体收水率较低。中水回用运行期间数据如表2所示。

表2 中水回用运行数据表

总进水量

120~140t/h

反渗透浓排

20~25t/h

超滤产水

110~125t/h

反渗透收水率

76%

超滤浓排

7~10t/h

总收率

65%

反渗透产水

75~90t/h

 

 

原除盐水系统新鲜水用量65~70t/h,中水回用新鲜水用量75~85t/h,中水回用新鲜水用量略大于原除盐水系统。综合考虑新鲜水使用量,在满足装置除盐水用量的前提下,使用原除盐水系统供给除盐水比较经济合理。

二、凝结水回收装置运行工况

凝结水回收单元调试投用后,产水指标合格。当前凝结水进水流量计显示不准确,通过投用前后中水回用外供除盐水量变化,可判断凝结水回收量已达35t/h。凝结水回收处理后水质如表3所示。

表3 凝结水水质

含油量

<1mg/L

总硬度

≤3µmol/L

含铁

≤50µg/L

电导率

≤0.2µs/cm

凝结水回收预处理需要降温,即与除盐水箱来的除盐水进行换热,除油除铁后再进入除盐水箱。但除氧水站除氧器运行负荷约30%左右,负荷较低,进除氧器除盐水量约为50~60t/h。当前凝结水进板式换热器前温度90~100℃,除盐水温度25℃,如凝结水全部回收,则进入凝结水精处理

 

工段的温度会超过60℃。且流程限制,随着凝结水回收量的提高,除盐水箱内温度也会上升,故凝结水回收需考虑热平衡状态。

凝结水回收阳床树脂为001×7树脂,混床树脂为001×7MB和201×7MB树脂,均为苯乙烯凝胶型树脂。苯乙烯系强酸树脂短时间可耐受120℃,苯乙烯系强碱树脂可耐受60℃。苯乙烯凝胶型树脂正常运行工况温度小于45℃为宜。尤其是阴离子树脂,如超过45℃,树脂降解速率大大增加,减少树脂使用寿命且影响体积交换容量等重要指标。故凝结水回收单元进精处理工段温度指标最高不超45℃,现运行温度已达44℃。

针对凝结水回收进树脂吸附器前温度过高,影响树脂吸附器运行稳定的问题。拟通过工艺技改措施,在凝结水进树脂吸附器前增加凝结水与循环水换热器,降低凝结水回收温度,达到凝结水全部回收利用的目的。

三、中水回用系统的充分利用

凝结水原流程为经热媒水系统补充至循环水系统,凝结水大部分回收作为除盐水使用后,循环水补充新鲜水用量大幅上升,目前循环水系统补水量900~1200吨/天。由于补水水源发生较大变化,循环水水质随之发生较大变化。主要体现在PH值上涨、浓缩倍数提高、碱度升高等。

现拟中水回用原水全部使用中水,自反渗透产水水箱补充至循环水系统,以降低新鲜水用量。

1) 中水回用全部使用清水池出水;

2) 加大超滤及反渗透浓排量,提高浓水侧流速,降低超滤膜及反渗透膜堵塞速率;

3) 反渗透产水掺和超滤产水补充至循环水,降低反渗透负荷;

4) 需增加离心泵增压至0.4MPa补水至循环水给水管线;

5) 超滤及反渗透一列进中水运行,产水补充循环水,另一列作为备用;

6) 中水硬度较高,约500mg/L(以碳酸钙计),循环水系统需投加硫酸。

总结

凝结水回收利用后,对循环水系统、中水回用系统、除氧水系统都有一定程度的影响。通过启用原除盐水装置,提高新鲜水使用率;完善中水回用运行方案,产水补充循环水等措施,可以进一步提高全厂用水效率,节省新鲜水使用量,达到更好的经济效益。

    参考文献:《江苏苏青离子交换树脂设计指导手册》

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