|
|
Электронная библиотека
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕМБРАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СИСТЕМАХ ВОДОПОДГОТОВКИ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ
Трибрат О. А., Маркин А.Д.
Донецкий национальный технический университет
Область применения мембранных методов в энергетике расширяется. Это вызвано как их технологическими преимуществами, так и экономическими причинами. Сюда же добавляются и соображения экологической безопасности.
В структуре обессоливающих установок водоподготовки на ТЭС традиционно применяются ионообменные фильтры. Основным преимуществом ионообменной технологии является высокая степень обессоливания, при этом достаточно двух или трех ступеней обработки воды. Однако такой способ водоподготовки является дорогостоящим, так как требует существенных затрат на приобретение реагентов для регенерации фильтров и ионообменных материалов.
Одним из возможных технических решений, позволяющих значительно снизить расходы на водоподготовку, является применение мембранных методов обессоливания воды, таких как обратный осмос и электродиализ.
Широкий интерес к использованию метода обратного осмоса как метода обессоливания при подготовке воды для паровых котлов вызван тем, что его применение позволяет сократить на 90% количества потребляемых реагентов (кислот, щелочей, поваренной соли) и одновременно избавиться от стоков, содержащих эти реагенты.
Современные обратноосмотические мембраны задерживают, кроме ионов соли, и органические молекулы, и силикаты, что делает обратный осмос чрезвычайно эффективным и перспективным в энергетике.
Кроме систем глубокого обессоливания воды, системы обратного осмоса успешно применяются для подготовки подпиточной воды паровых котлов. Благодаря невысокой стоимости, компактности, простоте сервиса, полной автоматизации, обратноосмотические системы оказываются очень перспективными для подготовки воды для автономных источников тепла, “крышных” котельных, районных тепловых станций (РТС).
Для получения пара, горячей воды, обеспечения теплоснабжением жилых зданий используются паровые котлы. В производстве пара используется глубоко умягченная вода, которую традиционно получают с помощью установок Na- катионирования. Использование Na- катионитовых фильтров имеет существенный недостаток: регенерация фильтров производится раствором поваренной соли, и образующиеся соленые регенерационные стоки должны быть утилизированы. Традиционно эти стоки направляются в городскую канализацию, однако в масштабах большого города эксплуатация РТС составляет серьёзную экологическую проблему.
Помимо этого, в настоящее время происходит модернизация конструкций паровых котлов. Повышаются технические показатели (например, паропроизводительность), что приводит к повышению требований к качеству питательной воды. Для таких котлов обратноосмотические мембранные установки являются, пожалуй, единственной технологией.
За последнее время в практику питьевого и технического водоснабжения широко стали внедряться новые мембранные методы: ультрафильтрации и нанофильтрации. В зависимости от диаметра пор мембраны эффективно задерживают коллоидные и органические загрязнения. В настоящее время мембраны стали, пожалуй, единственным эффективным и в то же время безреагентным методом снижения цветности.
Эти мембранные методы также находят применение в водоподготовке энергетических объектов. Кроме подготовки котловой воды (с применением обратного осмоса), методы нанофильтрации и ультрафильтрации могут быть использованы как самостоятельные методы водоподготовки, например, для подпитки теплосетей.
Метод ультрафильтрации используется как наиболее эффективный метод предподготовки воды перед обратным осмосом. Ультрафильтрационные мембраны эффективно задерживают взвешенные и коллоидные вещества, органические загрязнения, образующие цветность. Использование ультрафильтрации дает гарантию высокого качества очищенной воды, несмотря на сезонные колебания качества исходной воды.
Кроме того, ультрафильтрация может быть использована как самостоятельный метод осветления воды в качестве предочистки перед подачей воды на установки ионообменного обессоливания или умягчения. Современные технологии ионного обмена требуют тщательной предочистки по взвешенным и коллоидным веществам. Системы ультрафильтрации могут считаться хорошей альтернативой осветлительным методам.
Современные нанофильтрационные мембраны позволяют без применения реагентов снизить значения цветности до значений 10 град.
В случае обработки подземных вод метод нанофильтрации доказал серьёзные преимущества по сравнению с коагуляционными и окислительными методами, и может использоваться в качестве предочистки перед ионообменными обессоливающими установками, а также как самостоятельный метод водоподготовки для производства умягченной воды для подпитки теплосетей.
Преимущества нанофильтрации при очистке вод указанного типа используют благодаря низким значениям эксплуатационных затрат. При невысоких значениях рабочего давления (до 2,5- 6 бар) нанофильтрационные аппараты мало подвержены загрязнениям осадками малорастворимых в воде солей и не требуют частых химических регенераций. Это обстоятельство выгодно отличает нанофильтрационную технологию от обратного осмоса и делает ее более перспективной в водоподготовке.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
- применение мембранного метода обратного осмоса для водоподготовки энергетических объектов имеет большие перспективы как с экологической, так и с экономической точки зрения, поскольку позволяет отказаться от большого количества дорогостоящих реагентов и одновременно избавляться от стоков, содержащих эти реагенты;
- применение ультрафильтрации в качестве предочистки перед обратноосмотическим обессоливанием стабилизирует качество исходной воды и сокращает расходы на предочистку, повышая конкурентоспособность обратноосмотической технологии;
- при обработке природных вод с высокой цветностью мембранные методы ультрафильтрации и нанофильтрации оказываются чрезвычайно эффективны по сравнению с традиционными реагентными методами очистки.
|
|
