低碳经济时代的火力发电厂除盐水处理工艺的选择

低碳经济时代的火力发电厂除盐水处理工艺的选择

刘津玫

（青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司山东青岛266000）

摘要：低碳经济是人类从工业文明向生态文明转变的一种新的经济模式与生活方式，它将会给社会、经济和企业等带来一系列根本性的影响。低碳经济时代，企业所面临的碳减排实质上是一种环境保护政策诉求，是实现经济发展与资源环境保护双赢的必然选择。从某种意义上来说，就是要尽可能减少资源消耗和污染物的排放。火力发电厂特别是燃煤电厂作为一个产生大量污染物的大户，在生产过程中会产生大量的固、液、气污染物，因此控制电厂生产过程中产生的各类污染物是至关重要的。如果能在设计、生产中采用新的生产工艺，在生产过程中尽可能不用或少用致污物品，是火力发电企业实现环境保护双赢的有效途径。

关键词：低碳经济；高参数；水处理；全膜

1传统水处理技术的不足

火力发电厂中，正常生产用水最主要的场合是凝汽器的冷却水（循环水）和锅炉的补给水。而对于凝汽器采用海水直流冷却的湖北省滨海电厂，电厂锅炉用水的生产过程及其废水排放，是电厂液态污染物的重点。湖北省的火力发电厂中，锅炉补给水处理技术大都采用传统的化学方法，也就是离子交换法。这种方法在生产过程中使用大量的化学药品，主要是酸、碱和树脂。不仅失效树脂的再生需要大量的酸碱，其排放出来的废水处理也需要酸或碱。

该工艺的基本流程为：前置过滤器→阳离子交换器→除碳器→中间水箱→中间水泵→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱该工艺的酸碱耗量除了跟除盐水的出力有关外，还跟原水的水质主要是含盐量有关。如某电厂的除盐水出力为100t/h，原水含盐量大约为250mg/l的上述系统，其盐酸的耗量大约是33m3/月（HCl30%），碱耗量大约是20m3/月（NaOH30%），再生1次（1d）排放的废水约150～200m3。显然采用该工艺，除了耗费大量的酸碱外，还要排放大量的酸碱废水。为达到所谓的零排放，处理废水又会消耗掉大量的酸和碱等化学药品，同时也产生新的污染物，也需要设置相应的处理设施。对于消耗的化学品比如盐酸和烧碱，其生产、运输、使用等各个环节，特别是生产，依据不同的工艺，也谚要耗费大量的各种化学药品，它们同样需要消耗资源，同时也对环境产生相当的影响。如此恶性循环。

2全膜水处理工艺

相对于传统工艺，全膜水处理技术工艺，可以认为是物理的过滤工艺，为无环境污染的清洁生产工艺。具有运行连续、不需酸碱再生和无酸碱废水排放，自动化水平高。由于采用结构紧凑的模块化设计，该方案占地面积和厂房高度较之传统方案都大大减小，安装运行操作维护方便简单。

完全符合低碳经济的要求。特别是其出水水质高，且保持稳定，对满足超临界、超超临界机组严格的给水质量要求，保证超临界、超超临界机组汽水品质合格具有重要意义。典型的流程如下：原水（预处理）→超滤（UF）→超滤水箱→一级升压泵→保安过滤器→反渗透高压水泵→一级RO（→RO水箱）→二级升压泵→二级RO/脱气膜→淡水箱→EDI给水泵→EDI装置→除盐水箱。采用全膜方案后，不但不再需要大量的酸碱，同时还可能大大减少了预处理中混凝剂、助凝剂等化学药品的使用，对于其排放出来的废水，也不一定要做处理即可回用于一定的场合。并可大大减少建设用地，生产环境也会大大改善!符合人性化管理，为清洁生产工艺。

3全膜水处理工艺与离子交换法的经济比较

对于全膜水处理工艺与传统的离子交换器工艺，从占地面积、厂房投资、化学品消耗、电费、材料更换、维修费用和人工费等方面进行经济性简要比较估算见表1。（全膜工艺系统为：超滤→超滤水箱→一级升压泵→保安过滤器→反渗透高压水泵→一级RO→二级升压泵→二级RO→淡水箱→E-DI给水泵→EDI→除盐水箱。）由表1可看出，投资方面，2方案投资非常接近，全膜技术要高些。但随着该工艺的普遍使用，其费用还有一定的下降空间。而如果二级反渗透用脱气膜替换，则两者的投资将更接近。运行费用方面，全膜方案稍高，但已经非常接近。而如果二级反渗透用脱气膜替换，则全膜方案将更经济。但脱气膜方案的运行效果还在总结之中，虽然有成功的运行案例。

表1全膜与离子交换技术的经济分析比较表

4应用情况和前景展望

由于湖北省的淡水水质的特殊性，已建电厂大都采用离子交换工艺。但在环保型的两个燃气电厂中成功应用了全膜的水处理技术，目前这两个电厂的水处理系统正常运行，系统稳定，出水水质良好，完全能够达到设计要求。实际上，在省外，包括燃气电厂、燃煤电厂，特别是超临界、超超临界的600MW级和1000MW等级的许多电厂都有成功的应用案例，且运行效果都很稳定，出水水质均能达到设计要求。随着超临界、超超临界大容量机组的建设，机组对水汽品质的要求更苛刻了，其中包括对给水TOC的要求。而全膜的水处理工艺由于出水水质好（电阻率可达≥16MΩ•cm），水质稳定，去除TOC效果好等方面有其独特的优势，很符合这个方面的要求，在我们进行的各大电厂的前期工作中，也已重点采用该工艺。

结束语：

火力发电厂的建设朝着大容量、高参数发展，其对水质也提出更高的要求，传统的离子交换工艺的水处理技术，也越来越不适应时代的要求。而全膜即超滤+反渗透+EDI工艺的水处理技术，因其消耗化学药品很少，无污染物排放，排放水可以不经过处理即可回用，出水水质满足高参数机组的要求，自动化水平高，劳动强度小，工作生产环境整洁等优势，同时投资和运行费用也与传统的工艺相当，并经过许许多多的工程实践检验后证明，该工艺是成熟的、环保的，现正被越来越多的工程所采用。

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