1、2022-12-191神华宁夏煤业集团汇报人：北京万邦达环保技术有限公司烯烃项目除盐水站系统工艺介绍一、工程概况 本除盐水系统是为神华宁夏煤业集团煤基烯烃项目动力站锅炉及全厂化工装置提供除盐水，它包括除盐水（由工业水制除盐水）及透平凝液和工艺凝液处理三个系统。另外清净下水处理系统的部分产品水做为工业原水和工艺冷凝液的备用水源，送入除盐水系统，可灵活的对工业原水用水量或工艺冷凝液进水量进行灵活的调节。二、进水水量及水质 项目 水量m3/h 水质 备注正常 最大 工业水（无回用水时）16852400见附件6“水库水质检验报告”，所选月份为06年12月07年9月。进入工业原水制除盐水处理系统透平凝液
2、 817.5 874 满足除盐水水质要求 进入除盐水箱工艺凝液 906 980 PH 7-8电导率 10S/cm二氧化硅 100g/L总铁 100g/L总铜 50g/L油 5mg/L 进入工艺凝液处理系统清净下水回用水 758 911 见“清净下水出水水质表”进入工业原水制除盐水处理系统或工艺凝液处理系统二、工艺流程 1、工业水制脱盐采用的主要工艺流程如下:工业原水换热器原水箱原水泵自清洗过滤器超滤装置超滤水箱反渗透增压泵保安过滤器高压泵反渗透装置除碳器除碳水箱除碳水泵浮动阳离子交换器浮动阴离子交换器混合离子交换器除盐水箱除盐水泵动力站锅炉及化工装置2、冷凝液回收处理系统主要工艺流程如下:化工
3、装置返回的冷凝液包括透平冷凝液和工艺冷凝液。A、透平冷凝液按满足除盐水水质要求，直接回到除盐水箱。B、工艺冷凝液按满足以下要求设计,不合格冷凝液直接排放:PH 78 电导率 10s/cm二氧化硅 100g/L 总铁 100g/L总铜 50g/L 油 5mg/L工艺冷凝液回收处理系统具体工艺流程如下：工艺冷凝液换热器凝结水箱凝结水泵活性炭过滤器除铁过滤器凝液混床除盐水箱2022-12-19103、清净下水回水系统主要工艺流程如下:清净下水回水除碳器除碳水箱除碳水泵浮动阳离子交换器浮动阴离子交换器混合离子交换器除盐水箱 或清净下水回水凝结水箱凝结水泵活性炭过滤器除铁过滤器凝液混床除盐水箱三、除盐水
4、系统处理后的水质经上述系统处理后的水质：二氧化硅(SiO2)20g/L电导率(25)0.2S/cmPH：8.89.2四、除盐水系统出力除盐水系统外供除盐水量：正常2560 m3/h，最大量3156 m3/h 脱盐水系统（工业水制除盐水）设计规模按：1500m3/h 回收透平冷凝液正常量817.5 m3/h,最大量874 m3/h 回收工艺冷凝液正常量906x70%m3/h,最大量980 x70%m3/h（同时考虑节水减排废水回用，将清净下水处理系统回用的部分产品水送至脱盐水反渗透后续的离子交换系统进一步脱盐，回用部分的水量计入工业原水中，以减少工业原水用量）。五、工艺介绍 本工程工业水制除盐水
5、的水源是鸭子荡水库水，含盐量较高，如果直接采用离子交换方法除盐，运行成本极高，酸碱用量也非常大，所以采用反渗透装置进行预脱盐，然后才通过离子交换进一步去除水中阳、阴离子制出成品水除盐水。而决定反渗透装置成败的三个主要因素：料液的预处理；膜组件的选用与流程安排；膜污染的清洗处理。其中、两个因素膜的制造厂商已经标准化，按照相应的设计软件即可合理设计，但由于不同的原水水质对预处理的要求差别很大，不恰当的预处理将严重缩短反渗透装置的化学清洗周期，以及影响膜的使用寿命，预处理的产水SDI（污染指数）应控制在3以下。原水预处理的主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、细菌、浊度、有机物等，保证反渗透的正常运行
6、。目前用于反渗透系统的预处理根据水源不同有多种工艺，如“多介质过滤”、“纤维过滤”、“多介质过滤+活性炭”、“纤维过滤+活性碳”、“自清洗过滤+超滤”、“多介质过滤+超滤”、“曝气生物滤池+超滤”和“混凝澄清+多介质过滤+超滤”等。前两种工艺多用于井水水源；第3-5种工艺多用于地表水水源，也可用于微污染水水源；后三种工艺可广泛用于微污染地表水、污水厂二级排放水、循环冷却排污水，特别适用于重度污染的地表水的反渗透的预处理。因为本项目的水源是黄河地表水，从水质标准来看属于典型的地表水，根据其水质分析报告，水中含有有机物、悬浮固体（SS）、铁锰等，鉴于上述原因在本工程中采用“自清洗过滤器超滤”作为反
7、渗透系统的预处理工艺。采用超滤膜分离技术，不仅能去除悬浮颗粒，还能去除胶体、藻类、细菌和大分子有机物等，保证出水水质达到反渗透的进水要求。采用超滤作为反渗透的预处理，本公司在地表水和污水回用工程应用上已经证明是十分可靠的预处理工艺。膜的种类膜的功能分离驱动力透过物质被截留物质微 滤多孔膜、溶液的微滤、脱微粒子压力差水、溶剂、溶解物悬浮物、细菌类、微粒子超 滤脱除溶液中的胶体、各类大分子压力差溶剂、离子和小分子蛋白质、各类酶、细菌、病毒、乳胶、微粒子反渗透和纳滤脱除溶液中的盐类及低分子物压力差水、溶剂无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD等透 析脱除溶液中的盐类及低分子物浓度差离子、低分子物、酸、
8、碱无机盐、尿素、尿酸、糖类、氨基酸 电渗析脱除溶液中的离子电位差离子无机、有机离子渗透气化溶液中的低分子及溶剂间的分离压力差、浓度差蒸汽液体、无机盐、乙醇溶液气体分离气体、气体与蒸汽分离浓度差易透过气体不易透过气体六、系统配置介绍1、板式换热器 本工程水源为黄河流域宁夏区青铜峡断面，水温在1月、2月、3月、12月时，水温低于5，对于反渗透除盐系统，装置运行产水量与水温有关，即在运行压力不变的情况下，水温变化5，其产水量大致增减2.7%。因此，本次系统设计中采用换热器，利用工艺冷凝液将原水水温提升至20。本系统中选用四台板式换热器，在冬季将工艺冷凝液由100降到40，工业原水升到20，在夏季将工
9、艺冷凝液由100降到40，循环冷却水由30升至40。在工艺冷凝液不具备条件时，采用蒸汽直接换热。2、自清洗过滤器自清洗过滤器是超滤系统的重要预处理装置。它的过滤精度100m，主要作用去除原水中的细小颗粒等杂质，保证超滤系统的安全。特性：全自动运行，连续出水。3、KOCH超滤膜(1)科氏中空纤维超滤的特点A.科氏超滤膜丝结构特点a)科氏公司的水处理用超滤膜采用的是专利的改性聚砜，具有良好的亲水性、化学稳定性、机械强度以及较好的抗氧化性。新进研发成功的分子重整结构聚醚砜材料中空纤维超滤膜件，具有永久的亲水性，更强的化学耐受性和机械强度以及更好的抗氧化性。b)极薄的致密层和不对称的海绵支撑结构，可实
10、现最低的膜深层污染和最大的膜清洗恢复效率。c)有多种膜丝内径可供选择，分别适应于不同的进水水质，并可实现废水的零排放；d)科氏的0.9mm膜丝内径与0.8mm、0.7mm的内径相比，使得流体具有更高的湍流性能，通量衰减缓慢，清洗相对容易，抗污染性提高。B.科氏超滤组件的特点科氏中空纤维超滤膜组件系统是将数以万计的中空纤维膜丝组装在塑料膜壳内，然后两端进行封装。原水沿膜纤维内部流入，与滤膜表面呈平行方向流动。原水能够流经每一根中空纤维，从组件一端流到另一端，不会与过滤后的水接触。过滤后的水或称透过液出口是一支多孔管，位于膜件中心。透过液自中空纤维丝流出汇集到该多孔中心管中，然后经膜件两端分别流出
11、，如下图所示。透过液出透过液出透过液出透过液出浓水出浓水出原水进原水进 在进水水质变化较大时，其出水水质依然稳定，具有很好的水源适应性。运行方式灵活，工艺适应性强。科氏超滤系统的独特的单通错流过滤、死端过滤、循环错流过滤3种运行模式可针对不同水质或水质变化自由切换，工艺适应性很强。良好的抗污染能力，运行持久稳定。专利的改性的膜材料，独特的不对称结构，先进的制造工艺，决定了其优良的抗污染能力，从而运行更加稳定。清洗间隔长、清洗恢复彻底。优良的抗污染能力决定了其清洗周期更长，同时大流量的循环清洗模式，也使得清洗恢复更容易更彻底。膜组件之间并连排列，而非串连。这样，既防止反冲洗过程中膜件连接间颗粒物
12、累积，又易于维护每支膜件，能够方便地为日后系统扩建预留空间。2022-12-1928超滤膜比选4、反渗透装置（1）反渗透处理系统反渗透系统包括阻垢剂加药系统、还原剂加药系统、保安过滤器、高压泵、反渗透装置、停机冲洗系统、化学清洗系统等。（2）反渗透膜通量的选择反渗透系统设计通量为 22L/m2.h。本系统设置反渗透处理单元9套，每套可单独运行，也可同时运行，回收率75%，一级二段。（3）主要技术参数设计进水水温：20产水量：180m3/h/套脱盐率：98%（一年内），97%（三年内）（4）、反渗透基本原理纯水盐溶液半透膜渗透压(b)渗透平衡纯水盐溶液半透膜(a)渗透纯水盐溶液半透膜外加压力(c
13、)反渗透渗透：水从稀溶液一侧通过半透膜向浓溶液一侧自发流动的过程。反渗透：当在浓溶液上加压力，且该压力大于于渗透压时，浓溶液中的水就会通过半透膜流向稀溶液，使得浓溶液的浓度更大，这一过程是渗透的相反的程。反渗透的简单流程图给水产品水q V,f ,c fq V,b ,c b浓水q V,p ,c p（5）回收率和脱盐率1、反渗透装置重要指标水的回收率 Y(以表示)：Y=q V,p100%q V,fq V,f 给水流量，m3/hq V,p 产品水流量，m3/h2、反渗透装置重要指标水的脱盐率 SR(以表示)：SR=c f c p100%c f或SR=c fA c p100%c fAc f，c p 分
14、别为给水和产品水的浓度，mol/L c fA 平均给水浓度，mol/L75回收率90 脱盐率给水产水75 m3/h100 m3/h25 m3/h浓水360 mg/l 钙离子100 mg/l 钙离子13.3 mg/l 钙离子（6）反渗透膜元件的进水条件最高使用温度：104F（40）最大给水浊度：0.2ppm允许游离氯：0.1ppm允许铁：0.1ppmPH范围：连续运行：3-10 短时运行：2-11给水最大SDI值：4.0（7）反渗透工艺流程图5、除碳器单台设备出力：405m3/h设备总套数：4套淋水密度（60）：60m3/m2.h 风机风量：12150m3/h设备直径：3000mm工作原理：通过
15、风机将反渗透产水中的二氧化碳吹脱出来，使反渗透产水中二氧化碳含量降至5mg/L除碳器工艺流程图6、离子交换处理系统 A 浮动阳（阴）离子交换器 浮动阳离子交换器运行失效监督有以下二项，其中任一项不满 足要求，切换进入自动再生程序。要求再生即可以手动、又可以全自动，也可以步操作。（1）阳离子交换器出水钠含量超过50g/L。（2）周期累计制水量超过设定值。浮动阴床运行失效监督有以下二项，其中任一项不满足要求，切换进入自动再生程序。要求再生即可以手动、又可以全自动，也可以步操作。（1）阴离子交换器出水电导率超过10S/cm。（2）周期累计制水量超过设定值。（3）、浮动阳（阴）离子交换器主要技术参数类
16、型 浮动床台数 8台（6用2备）直径 3200mm正常流量 270m3/h设计压力 0.60MPa试验压力 0.75Mpa设计温度 50C再生方式 逆流树脂装载高度 1.8m再生液介质 浓硫酸/NaOH再生周期 382h/106h（4）、工 作 原 理 (4.1).上流制水 被处理水由下而上穿透树脂层,树脂层可按一定的配比在设备下部形成沸腾层，在设备上部形成浮动层(压紧层);沸腾层和浮动层之间形成水垫层将两者严格分开。被处理水中各种离子首先与沸腾状态的树脂交换,增大了交换接触面积，充分发挥了树脂交换能力,大部分离子可被沸腾状态的树脂交换除去,剩余的离子再经浮动层(压紧层),相当于起精制作用,从
17、而达到最佳的交换效果,最好的出水水质。另一方面,被处理水经过沸腾层,由于树脂自由浮动,穿透阻力小,相应降低了整个床层的运行阻力。(4.2).下流再生 再生剂由上而下流经树脂层,过量的新鲜再生剂首先与上部压紧层强性树脂接触,使保证出水水质的树脂层得到充分的再生，再生废液再流经弱性树脂层，使再生剂得到了充分的利用，达到最佳的效果。另一方面,再生生成物及杂物由上而下易排除，可节约清洗水量。(4.3).体外清洗 随着运行周期的增加，形成的细小树脂和从被处理水中洗出的污物增多,当阻力降超过正常运行阻力降0.040.06MPa时,可将树脂输送到床外反洗塔内进行反洗，除去破碎的树脂及杂物。由于采用压缩空气擦
18、洗，对污染严重的树脂清洗效果最佳。(5).树脂清洗工艺：树脂浮动床进出水压差增大，交换柱产水量明显降低，表明树脂层内碎树脂与污垢集聚，应对树脂进行擦洗，以恢复浮动床的运行能力。A、移出树脂：将浮动床内树脂全部移至清洗罐内进行清洗。B、排出积水：将清洗罐内积水排至树脂层面以上100mm处。C、空气擦洗：通入空气对清洗罐内的树脂进行擦洗。D、反洗：用进水对树脂层进行反洗，以树脂层膨胀60100控制反洗强度，使树脂充分展开，以利于清洗树脂中的污垢，同时防止树脂流失。以反洗排水清晰作为控制终点。E、移回树脂：用进水将清洗罐内树脂移回至浮动床交换柱内，准备再生。(6).离子交换工艺原理：(7).阳（阴）
19、离子交换工艺流程：浮动阳（阴）离子交换器B、混合离子交换器混床运行失效监督有以下三项，其中任一项不满足要求，切换进入自动再生程序。要求再生即可以手动、又可以全自动，也可以步操作。（1）混合离子交换器出水电导率超过0.2us/cm（2）混合离子交换器出水SiO2超过20ug/L（3）周期累计制水量超过设定值（4）、混合离子交换器主要技术参数类型无顶压逆流再生台数8台（6用2备）直径2800mm正常流量270m3/h设计压力0.60MPa试验压力0.75Mpa设计温度50C再生方式逆流树脂装载高度阳树脂500mm阴树脂1000mm再生液介质 稀硫酸，稀氢氧化钠溶液再生周期 11day（5）混合离子
20、交换器工作原理 混合床离子交换，就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器，将它们混合，可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳通过该交换器，被树脂交换,得到高纯度的水。在混合床中，由于阴、阳树脂是相互均匀的，所以其阴、阳离子的交换反应几乎同时进行。或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。经 H 型交换所产生的 H 和 OH 都不能积累起来，基本上消除了反离子的影响，交换进行的比较彻底。反应式如下：（6）混合离子交换器的再生本混合床采用体内再生法。再生时利用两种树脂的比重不同，用反洗使阴、阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉积在下，阴树脂浮在上面，然后阳树
21、脂用硫酸(或盐酸)再生，阴树脂用烧碱再生。经以上工艺处理后的产水能充分满足锅炉补给水水质和工艺用水的要求。(7).混合离子交换工艺流程：混合离子交换器7、工艺凝液处理系统 A 活性碳过滤器1、工艺原理：活性炭是一种非极性吸附剂，具有巨大的比表面积和特别发达的微孔特性。通常比表面积可达1001800m2/g，故而具有很强的吸附能力。能有效吸附水中的有机物和余氯，成床后还可以去除胶体渣、铁化物、悬浮物，降低色度、浊度。粒状活性炭孔径（半径）大致可分为大孔、过滤孔和微孔，在吸附过程中，过滤孔和微孔起主要作用，大孔起着输送通道作用。活性碳过滤器主要是利用粒状活性碳的吸附机理来吸附水中的有机物和余氯，还
22、可以去除胶体渣、铁化物、悬浮物，降低色度、浊度，保证后系统的正常运行，延长凝液混床的使用寿命。活性碳过滤器应保证出水余氯0.1ppm，SDI4。2、主要技术参数 台数15台（13用2备）直径3200mm 正常流量77m3/h 正常运行滤速9.57m/h 最大运行滤速10.37m/h 设计压力0.60MPa 试验压力0.75Mpa 设计温度50C 活性炭装载高度1600mm（椰壳炭）自动运行及反洗吸附部分有机物，60吸附水中余氯；粒径：0.591.65厚度：不少于1.6m，接触时间大于10minB 除铁设施采用滤芯式除铁过滤器，本过滤器主要参数为：进口总铁浓度1000g/L，出口总铁浓度10g/
23、L。处理流量：1000 t/h设备数量：2台设计压力：7 barg运行温度：40过滤精度：1um（绝对精度）滤芯形式：折叠式滤芯材料：聚丙烯滤芯内支承材料：聚丙烯最大更换压差：2.4 bar滤芯尺寸：OD6.5”x L60”壳体直径：DN1100mm C、活性碳过滤器及除铁器工艺流程：活性碳过滤器除铁器D、凝液混合离子交换器凝液混合离子交换器运行失效监督有以下三项，其中任一项不满足要求，切换进入自动再生程序。要求再生即可以手动、又可以全自动，也可以步操作。（1）混合离子交换器出水电导率超过0.2us/cm（2）混合离子交换器出水SiO2超过20ug/L（3）周期累计制水量超过设定值主要技术参数
24、类型无顶压逆流再生台数5台（4用1备）直径2500mm正常流量250m3/h设计压力0.60MPa试验压力0.75Mpa设计温度50C再生方式逆流树脂装载高度阳树脂500mm阴树脂1000mm再生液介质 稀硫酸，稀氢氧化钠溶液再生周期 10day E、凝液混合离子交换器工艺流程：凝液混合离子交换器F、除盐水站供水系统工艺流程：现场照片2022-12-1974北京师范大学环境科学研究所水 环 境 模 拟 国 家 重 点 实 验 室北京市新街口外大街19号，京师大厦 9311邮编：100875电话：86 010 58800231；58800232；58800235；58800236；传真：86 010 58800018
