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1、離子交換法和EDI技術(shù)應(yīng)用比擬 離子交換法和EDI技術(shù)應(yīng)用比擬 摘 要 本文從產(chǎn)水質(zhì)量、運(yùn)行本錢(qián)、環(huán)境保護(hù)等幾方面，對(duì)混床離子交換和EDI在電廠鍋爐補(bǔ)給水處理中進(jìn)行了分析比照。 關(guān)鍵詞 離子交換； EDI； 混床鍋爐 中圖分類(lèi)號(hào)TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708116-0238-02 0 概述 隨著電力系統(tǒng)高參數(shù)大容量機(jī)組的不斷開(kāi)展，對(duì)鍋爐補(bǔ)給水的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的離子交換等除鹽方式，雖然也可滿(mǎn)足所需水質(zhì)的要求，但同時(shí)卻存在著許多如所需設(shè)備臺(tái)數(shù)多、投資費(fèi)用高、大量使用酸、堿而造成的環(huán)境污染等

2、一系列問(wèn)題。目前解決上述矛盾的最適宜方法是采用反滲透+EDI聯(lián)合處理的水處理工藝流程。還可有效地降低由于水源水質(zhì)劇變而帶來(lái)的對(duì)除鹽設(shè)備的影響。我們赤峰熱電廠鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)，就是采用的這種反滲透+EDI聯(lián)合處理的工藝流程。 赤峰熱電廠的水處理系統(tǒng)，蝶片過(guò)濾器+超濾+雙級(jí)反滲透+EDI，設(shè)計(jì)出力單臺(tái)為62噸/小時(shí)，全部系統(tǒng)由予處理系統(tǒng)、反滲透予脫鹽系統(tǒng)和EDI除鹽系統(tǒng)三大局部組成，其工藝流程如下：自來(lái)水→生水泵→碟片過(guò)濾器→生水加熱器→10u超濾→超濾水箱→一級(jí)高壓泵→一級(jí)反滲透 →緩沖水箱→二級(jí)高壓泵→二級(jí)反滲透 →滲透水箱→EDI升壓泵→保安過(guò)濾器→EDI設(shè)備→除鹽水箱→除鹽水泵→

3、主廠房。 下面就離子交換混床和EDI設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析比擬 1 產(chǎn)水質(zhì)量 按照國(guó)家對(duì)電廠鍋爐補(bǔ)水的要求，電導(dǎo)率在0.2μ.S/cm以下。現(xiàn)國(guó)內(nèi)電廠多采用傳統(tǒng)的混床系統(tǒng)，產(chǎn)水電導(dǎo)率一般在0.2-0.3μ.S/cm之間，補(bǔ)水中還存在不少諸如鈣、鎂、鐵、硅等之類(lèi)的有害物質(zhì)。EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率可到達(dá)0.07-0.1μ.S/cm，比混床產(chǎn)水水質(zhì)高2-3倍，且產(chǎn)水中的硅、鐵均小于2μg/L，顯而易見(jiàn)、用EDI補(bǔ)水較混床補(bǔ)水可最大限度地減少鈣、鎂及硅結(jié)垢，從而可大大延長(zhǎng)鍋爐、管道及汽輪發(fā)電機(jī)的使用壽命。EDI技術(shù)本質(zhì)連續(xù)電除鹽，一般都是利用混合離子交換樹(shù)脂附給水的陰陽(yáng)離子，促使被吸附的離

4、子能夠在直流電壓的作用下，借助離子交換膜將其去除的過(guò)程。在這個(gè)離子的交換過(guò)程中，可以將酸、堿再生的考慮問(wèn)題忽略。通過(guò)不斷的實(shí)踐探究，這項(xiàng)新技術(shù)，能夠在現(xiàn)有的科研條件下，完成傳統(tǒng)的離子交換裝置的工作原理，順利的到達(dá)產(chǎn)出高電阻率的超純水目標(biāo)。 在現(xiàn)階段，EDI技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，具有無(wú)化學(xué)化、節(jié)省酸堿以及穩(wěn)定水質(zhì)相關(guān)操作管理等特點(diǎn)。同時(shí)，其應(yīng)用的過(guò)程，可以在勞動(dòng)強(qiáng)度較小的前提下，通過(guò)低費(fèi)用運(yùn)行，來(lái)進(jìn)行除鹽。不斷的科研實(shí)踐說(shuō)明，利用EDI技術(shù)進(jìn)行再一次的除鹽，就能夠在根本的條件下，有效的防止純水制造過(guò)程中多余的酸堿再生的情況。因此，EDI技術(shù)的開(kāi)展，對(duì)于提高水處理的技術(shù)水平以及工作效率， 具

5、有重要的現(xiàn)實(shí)意義。EDI技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中，會(huì)在涉及到的鈉、鈣、鎂、鹽等溶解物的處理方面，做出一定的技術(shù)改良。通常情況下，水處理工作中涉及到的化合物的正負(fù)電荷的離子組成。通過(guò)EDI技術(shù)的相關(guān)處理，可以將電阻率的有效值界定在20-1μS/cm的范圍內(nèi)。 在EDI技術(shù)的研究中，EDI組件中的電流量與離子的遷移量存在正比的關(guān)系。通常情況下，電流量主要包括一局部除去離子的遷移局部，另一局部是水本身電離產(chǎn)生的離子遷移。另外，必須注意EDI組件中存在一定的電壓梯度，在適當(dāng)?shù)臈l件下，水電解質(zhì)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定量的H+和OH-。由此進(jìn)行深入的研究，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，H+和OH-阻件中的離子交換樹(shù)脂主要是指工

6、作樹(shù)脂和拋光樹(shù)脂。工作樹(shù)脂和拋光樹(shù)脂在化學(xué)反響的過(guò)程中，最明顯的界限就是所謂的工作前沿。在大多數(shù)的情況下，工作樹(shù)脂都是在進(jìn)行去除大量離子的工作，相比擬而言，拋光樹(shù)脂那么主要是去除類(lèi)似于弱電解質(zhì)離子。隨著科技開(kāi)展水平的不斷提高，EDI技術(shù)對(duì)于水處理工作未來(lái)的開(kāi)展方向具有重要的科研意義，相關(guān)工作人員應(yīng)在實(shí)際的科研活動(dòng)中，不斷的加大對(duì)EDI技術(shù)的研究力度，以期可以在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，可以有效的促進(jìn)水處理工作的水平不斷提高，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展以及人們生活水平的提高，作出積極的奉獻(xiàn)。 2 運(yùn)行本錢(qián) 混床系統(tǒng)不僅需混床，同時(shí)還必備酸、堿貯罐等。我們初步了解，一座13.5萬(wàn)kW/h的發(fā)電廠，僅水

7、處理局部的混床、樹(shù)脂及酸、堿貯罐等，初期投資1000多萬(wàn)元。而具同等補(bǔ)水能力的EDI系統(tǒng)投資只需300萬(wàn)元左右。 經(jīng)過(guò)分析綜合，得知現(xiàn)有技術(shù)條件下，混床系統(tǒng)要補(bǔ)1噸水的本錢(qián)在6-12元之間，如果按8元計(jì)。一座13.5萬(wàn)kW/h的電廠按每年工作為：13.5243608=93.3萬(wàn)元。 而同等補(bǔ)水能力的EDI系統(tǒng)的費(fèi)用如下： 折舊費(fèi)：按3年折舊，1噸補(bǔ)水的攤折舊費(fèi)用為300萬(wàn)元33602460=1.93元 電耗：產(chǎn)1噸水耗電，EDI本身0.1千瓦時(shí)，配屬局部的電耗為：60=0.4千瓦時(shí) 電費(fèi)：和用電按市價(jià)0.5元/千瓦時(shí)計(jì)，噸補(bǔ)水總電消耗用為0.5=0.25

8、元。 總費(fèi)用：綜合以上和，EDI系統(tǒng)產(chǎn)1噸水的直接費(fèi)用為1.93+0.25=2.18元 以13.5萬(wàn)千瓦/時(shí)的電廠為例，每年用EDI系統(tǒng)補(bǔ)水的費(fèi)用僅為：2.1813.524360=25.4萬(wàn)元。比混床系統(tǒng)每年可節(jié)省93.3-25.4=67.9萬(wàn)元。另外，因減少結(jié)垢而對(duì)鍋爐、管道及汽輪發(fā)電機(jī)等所產(chǎn)生的保護(hù)效益均不記在內(nèi)。 3 環(huán)境保護(hù) 混床系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，需用酸、堿溶液再生失效的離子交換樹(shù)脂，這樣必然帶來(lái)酸、堿的大量排放，對(duì)環(huán)境造成污染。事實(shí)上，發(fā)電廠的污染主要分為兩局部，一是燃煤產(chǎn)生的粉塵及硫化物，二是水處理局部所必須排放的酸、堿廢液。據(jù)了解，一座中型電廠每

9、年為此要付出近百萬(wàn)元的環(huán)保治理費(fèi)。 而EDI是靠自身的電再生，根本無(wú)需外部的酸、堿再生，從而不會(huì)對(duì)環(huán)境造成絲毫污染。 4 占用土地 其混床系統(tǒng)保守估計(jì)占地在1000平方米之多，而具同等補(bǔ)水能力的EDI系統(tǒng)，充其量占地不會(huì)超過(guò)50平方米，較混床系統(tǒng)大大減少了土地的占用，在“寸土寸金〞的今天，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益可想而知。 5 節(jié)約用水 一般電廠的鍋爐補(bǔ)水，用于沖洗再生樹(shù)脂的自用水率為6-10%，假設(shè)按8%計(jì)，還以13.5萬(wàn)kW/h電廠為例，一年僅此一項(xiàng)就用水；13.5243608%=0.93萬(wàn)噸，而這些水均需隨酸、堿廢液排掉。 EDI系統(tǒng)的水回收率為95%以上，

10、即使排放的5%的濃水，也只是其中的鹽份含量高點(diǎn)，完全可用做對(duì)鹽份要求不高的冷卻水或沖灰水。也就是說(shuō)，EDI系統(tǒng)完全可以做零排放。 從以上可以看出，EDI系統(tǒng)代替混床系統(tǒng)后，一座13.5萬(wàn)kW/h的電廠，一年即可節(jié)約近萬(wàn)噸水。 6 管理及自動(dòng)化操作 混床系統(tǒng)的操作及出水檢測(cè)，需靠人工直接完成。而EDI設(shè)備是多個(gè)模塊并聯(lián)接入系統(tǒng)，即使有個(gè)別損壞，亦可簡(jiǎn)單的從系統(tǒng)中拿掉，而不影響系統(tǒng)其他局部正常工作。諸如此類(lèi)的優(yōu)點(diǎn)使得系統(tǒng)的操作、管理可完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。同時(shí)，由于減少操作人員，在一定程度上亦可降低生產(chǎn)本錢(qián)。 隨著各電廠對(duì)鍋爐補(bǔ)水水質(zhì)要求的提高，作為高純度純水制備的EDI

11、，顯現(xiàn)出蓬勃開(kāi)展的趨勢(shì)，另一方面由于上述分析可以得出，EDI代替混床后，一個(gè)13.5萬(wàn)kW/h的發(fā)電廠每年直接節(jié)省資金將近400萬(wàn)，全國(guó)現(xiàn)有大、中、小型電廠、熱電廠及企業(yè)自備電廠近3000余家，可以預(yù)見(jiàn)使用EDI系統(tǒng)后，僅電力系統(tǒng)每年即可為國(guó)家節(jié)約一百多億的資金。由于補(bǔ)水純度提高而給設(shè)備帶來(lái)的保護(hù)效益及環(huán)保、土地效益等假設(shè)計(jì)入的話，效益更是不可估量。 7 綜述 可見(jiàn)，EDI與混床相比，具有產(chǎn)水質(zhì)量高、初期投資少、運(yùn)行本錢(qián)低、無(wú)污染、占地少、節(jié)約用水、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著EDI技術(shù)的日臻成熟，EDI代替混床補(bǔ)水，是不可防止的大事所趨。 參考文獻(xiàn) 【1】周柏青主編.全膜水處理技術(shù).中國(guó)電力出版社. 【2】周柏青主編.電廠化學(xué).中國(guó)電力出版社.