电厂化学水处理工艺研究

Posted 2023-01-12 化学

篇首语：时间，就象海棉里的水，只要愿挤，总还是有的。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了电厂化学水处理工艺研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

当今的环境污染越来越严重这就使得我们必须考虑到废水的处理问题，而不是直接排放到大自然之中去。本文对电厂化学水的处理工艺做了探讨和研究，分析了当前热电厂化学水处理工艺的趋势，介绍了几种当前热电厂化学水处理工艺。
一、概述
在实际生活中水是一种不可或缺的生活元素，不管是在生活中的平常生活用水还是用于工业上的工业用水。尤其是工业用水，当今的环境污染越来越严重这就使得我们必须考虑到废水的处理问题，而不是直接排放到大自然之中去。对工业废水进行处理时当今世界上的一个重要课题，以及对处理标准的定义，这都是当今的前沿课题。我国现阶段也步入了经济繁盛时期，但是工业的繁盛带来了一系列的问题，其中电厂中的问题尤为紧要。电厂主要依靠的就是利用电力设备的正常运行去发电、供电，但是由于供给电厂水的水质无法保证能够符合电厂设旄的正常运行标准，所以就会导致一系列的设施问题，例如积盐、结垢，甚至是腐蚀设备，这些情况不但会对设施造成不同程度的毁损，而且还会影响电厂的正常发电任务。
现在电厂所用的化学水处理工艺基本相同，都是通过采集工艺系统的pH值、温度、磷酸根含量指标来监测电厂所用的循环水是否需要处理，当数值超过指标之后会对电厂用水进行处理。电厂用水如果给水水质不良，就会对电厂设备造成危害，例如：
1.水垢对热力设备的危害：如果电厂用水的杂质或者是化学物质超标，当这种不良的水质进入电厂的设备比如锅炉等的时候，随着时间的推移会在水和锅炉或者交换器的里层表面很快形成一层固体的附着物，这种形成固体附着物的现象称为结垢。从水垢的形成过程之中，就可以看到水垢的一些物理以及化学性质，水垢是在高温的条件下形成的，是一种导热性能很差的固体混合物。这就容易造成设备管道的散热性能就会降低很多。而且这种水垢在管道中的分布是不均匀的，也就是说每一块区域的导热性能有很大的差别，如果热负荷过高的时候金属就会发生鼓包，变形或者赌赛爆炸等等危险。
2.不良水质对设备的腐蚀：发电厂所用的水都是从大自然中来的，造成的结果就是水质不同所含有的化学物质不同，水是流动的就会对设备的金属壁造成腐蚀，抑或是水中含有的氧也会对锅炉或者是设备管壁进行氧化腐蚀。
3.过热器和汽轮机流通部分的积盐：由于水中的盐在不同温度下的溶解度是不同的，同时水的蒸发以及不同管道的温度不同会造成一部分盐溶解度降低，会有盐析出，携带的杂质量也会增加。积盐增加的话会对金属管道造成压力，会造成一系列的问题，比如阀门关不紧，金属管弯曲爆管，而造成停机。
二、电厂化学水处理工艺
1.水处理工艺运行系统原理
水处理系统一般均采用PLC技术，所谓的PLC技术就是利用检测仪表，采集电厂化学水的一些物理以及化学指标，比如温度等等。然后再通过仪器把数据转化成为电讯号，这样就可以通过电讯号的变化与目标值进行对比，这样就可以通过这个对比的电讯号来确定是否需要对化学水进行处理，自动调节泵的转速从而达到自动调节加药量的目的。
2.电厂化学水处理工艺
传统的电厂化学水处理工艺为：
原水一预处理一阳阴床一级除盐一混床除盐一锅炉补给水。传统中的电厂化学水处理是按照所需要的功能进行处理的，每一级设备不同的化学水处理过程需要不同的处理工艺。电厂用水的原水测试以及根据原水测试进行预处理，进入锅炉后进行锅炉补给水的预处理，从锅炉中出来之后又要进行一系列不同的处理。但是传统的电厂化学水处理存在很多缺点，不仅在技术上不成熟，而且管理上也有许多的不方便，由于其占地面积太大，造成岗位比较分散。
目前电厂在用的水处理系统一般是电厂汽机循环冷却水系统和化学水处理系统，这两种水处理系统都是目前比较重要的水处理系统，而且也相对比较成熟，除此之外在用的也有膜分离技术，通过膜分离来处理电厂的化学用水。
众所周知，电厂的用水量是非常大的，所以电厂用水只能通过大自然来获取。然而大自然中的水是流动的，这就存在这一系列的问题，不仅仅只是水的净化问题。由于所获取水是流动的，其流动性注定使这样的水有很多的包括可溶的以及不可溶的杂质存在。除非经过除杂处理，否则是无法用于电厂设备的正常操作中的。其步骤为：
(1)将不可溶于水中的大颗粒物质除去，去掉大颗粒物质后的水从弱酸阳离子交换器中通过，溶解水中碳酸盐的硬度；
(2)通过强酸阳离子交换器，溶解水中其他的阳离子；
(3)再生处理，利用再生液再生强酸树脂，然后再生弱酸树脂；
(4)通过阳离子交换器，去掉溶解在水中的阳离子；
(5)通过弱碱阴离子交换器，去除溶解在水中的强酸性阴离子；
(6)流经强碱阴离子交换器，去掉溶解在水中的剩余的其他阴离子；
(7)对其进行二次利用与处理。
现在化工材料，高分子材料的发展非常迅速，电厂化学水处理也是一样的，以前的水处理方式很单一成熟的技术也就那么几种。但是随着材料的发展水处理技术出现了多元化的发展。在高分子材料中，膜技术发展的比较快，现在有很多企业都在用膜技术。同时利用离子交换树脂对化学水进行处理，现今也有了很大的发展。
膜分离技术中，可以用膜对锅炉用水进行处理。可以通过膜分离技术利用反渗透对锅炉所用原水进行处理。膜分离技术在现阶段的发展应用中比较传统的膜处理工艺都是“预处理一反渗透一EDI电除盐"。但是随着高分子材料以及膜分离相关技术的发展，以上水处理工艺中的三个基本步骤都将会全部采用膜分离技术。膜分离主要是以膜两边的渗透压不同来起到分离的效果，基本都是一种压力型驱动膜，其原理就是膜的孔的大小是一定的。水分子的大小的一定的，这种膜在压力下大小小于膜的孔大小的就可以通过膜，但是分子量大的，大分子物质以及胶体或者是一些悬浮物是无法通过这种膜的，从而达到原水初步处理的目的。同时通过膜的预处理以后，对于后续的所用渗透膜起到了一定的寿命延长作用。也起到了一定的降低水处理成本的作用。
在水处理工艺中脱硫处理是非常重要的一个水处理步骤。脱硫废水总的特点是悬浮物和COD较高，易沉淀，含有过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。脱硫处理的方法一般有海水法和半干法。运用这两种方法对含有过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属的化学水进行处理。海水法烟气脱硫是利用海水的天然碱度脱除烟气中SO2的湿法脱硫技术，具有脱硫效率高、节能、环保等优点。半干法是从锅炉尾部排出的含硫烟气被引入循环流化床反应器喉部，在这里与水、脱硫剂和还具有反应活性的循环干燥副产物相混合，石灰以较大的表面积散布，并且在烟气的作用下贯穿整个反应器。然后进入上部筒体，烟气中的飞灰和脱硫剂不断进行翻滚、掺混，一部分生石灰则在烟气的夹带下进入旋风分离器，分离捕捉下来的颗粒则通过返料器又被送回循环流化床内，生石灰通过输送装置进入反应塔中。由于接触面积非常大，石灰和烟气中的SO2能够充分接触，在反应器中的干燥过程中，SO2被吸收中和。
三、化学水处理工艺改进
1.加强除氧设备的维护及管理
众所周知的问题，如果氧的含量过高的话会加速管道的氧化和腐蚀所以为了防止铁质机械设备发生腐蚀，所以必须尽可能降低水中溶解氧的浓度。氧含量的大小对于设备的危害是大家都知道的，而且每一道工序都可能融入氧，对于空气的接触是不可避免的所以降低水中的溶解氧的十分必要的。每一次电厂用水进入电厂设备之前都必须对水进行氧含量的检测，如果水含量超标必须进行除氧。保证在每一道工序之前控制其浓度在正常范围之内。所以除氧设备必须随时进行保养，保持除氧设备的正常运行。
2.减少水中污染物的含量
经过对传统的水处理工艺进行优化后即经过对工艺流程进行改造，首先把原水加热至室温，之后多原水进行曝气，曝气之后加氯在进行聚合铝混凝之后进行沉淀过滤等一系列措施。对这套工艺进行改进之后可以大大降低原水中所含有的无机盐，有机物等杂质。并且控制了绝大部分的污染物进入下一道工序。最为重要的是可以反复操作此流程直到所用水达到了我们的锅炉等设备所用水的各种含量要求。通过这种处理方式大大的降低了传统处理工艺中所需要的酸以及碱的用量。
3.在整个电厂所用到化学用水的设备中都必须安装全套的化学性能监测仪表，随时注意仪表的数据变化，对我们所需要控制的各个指标进行监测。其一是我们可以随时了解情况对水是否需要处理有一个全面的了解，其二是可以对数据进行整理，整理之后得到一个大体的规律趋势，对我们做研究也是很大的帮助。
4.采用停炉等保护措施对于运行中或是停用设备而言，其养护及维护工作也相当重要，运行中的器械应设专人进行维护管理，并对停用器械进行停用时间、材质构架等相关内容的记录，以便综合分析各种因素，采取有效的保护措施。此外，应重点对锅炉水汽系统进行保护，确保其金属面不会受到溶解氧的腐蚀。
结语
本文对现阶段的电厂化学水处理工艺做出了简介，并对其中存在的一些问题进行了探讨，明确了化学水处理工艺中需要改进和优化的主要方面，并就这些方面提出了相应的改进对策。