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[水处理技术] 冷凝水除铁处理技术探讨

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几种蒸汽冷凝水除铁方法比较


锅炉蒸汽冷凝水接近蒸馏水,冷凝水的含盐量远低于软化水,重复循环使用可以使锅水的浓缩过程延长,回收合格的蒸汽冷凝水可以改善锅炉的运行工况,减少锅炉排污以及排污热的损失,提高锅炉补水的温度,减少软化水的生产;与此同时锅炉蒸汽冷凝水蕴含有大量的热能,蒸汽冷凝水回收再利用价值为20-30元/吨,年节能效益非常可观,回收蒸汽冷凝水作为锅炉补水是锅炉节水节能的最佳措施,得到了很多企业的重视。

蒸汽冷凝水铁离子的危害

蒸汽冷凝水的铁离子同二价金属钙镁离子一样在锅炉中堆积成垢,形成的氧化铁水垢,不仅会引起垢下腐蚀发生,而且氧化铁水垢让炉管的传热效率大幅降低能耗升高,传热效率降幅有几十倍之多,氧化铁垢在炉管内会因过热引起爆管危险,对锅炉安全运行形成较大的隐患。

当前,国内蒸汽冷凝水除铁离子一般有两种方式,即一种是物理设备除铁离子,另一种是化学药剂除铁离子。

设备除铁离子就是在冷凝水回收的末端进设备除去铁离子,设备除铁离子适用于任何工况,能解决进水安全达标进锅炉,适用于各种用汽场合,但是不能控制用汽设备及回收管网的腐蚀, 用汽设备及回收管网的腐蚀还是在持续进行,冷凝水中因腐蚀铁离子来源一直存在,且设备除铁离子滤料需要定期更换,属治标补治本。

化学药剂除铁主要针对间接换热的用汽的场合,药剂会对整个回收系统以及换热器进行整体的覆膜保护,杜绝氧和CO2对系统设备和管网地腐蚀,从而彻底解决高温蒸汽冷凝水中的铁离子来源,使系统设备和管网不会受到腐蚀穿孔泄漏等影响。化学药剂除铁只适合蒸汽间接换热场合,需要蒸汽直接参与生产工艺的地方和对蒸汽品质要求高的地方化学药剂除铁不适用,例如:需要蒸汽参与蒸煮的食品和药品行业。化学药剂除铁长期综合效益好能实现标本兼治。

化学药剂除铁和设备过滤除铁两种方式,具体采用那种方法要根据企业生产工艺和技术实施的目的要求结合选择。
目前冷凝水除铁离子工艺大概有以下几种:
1、高温蒸汽凝结水除铁离子工艺——高温阴阳树脂交换
阴阳树脂交换高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺就是:在中高压锅炉中,采用耐高温的阴阳树脂,高温冷凝水在回用前,先过树脂床,将铁离子或水中残留的硬度去除。这种方法在铁离子浓度高时,含量长期高于0.05ppm就会造成树脂铁中毒,中毒后的树脂不能恢复功能。设备投资高,处理费用也高,不适合在低压锅炉处理中采用,一般是电厂配合电磁除铁使用。其树脂对温度的要求也高,不能高于60度。树脂膜是比较成熟的技术,但是因为需要控温过滤,并且长时间处于高限值温度对膜的损害很大,并非经济持久的除铁方式。
2、高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——活性炭复合双层膜法
活性炭复合双层膜法主要工艺原理是:利用双层复合膜过滤凝结水,同时除去凝结水中的微量的铁,达到精细处理的目的。复合膜的主要成分为木质纤维素和活性炭,两种物质与水配制成一定比例的溶液后,由敷膜泵在过滤器中循环,最终在多孔管件滤元上形成复合膜。正常运行,凝结水经过复合膜过滤层时,通过机械阻留、吸附、重叠、架桥等过程,将凝结水中的杂质进行去除,随着膜吸附的杂质逐渐增多,滤料被压实、污染,膜两侧的压降逐渐增大,出水量下降。当压降达到一定值时,停止运行,进行曝膜,去除多孔滤元上的失效滤料,重新铺膜后继续运行。铺、曝膜周期根据待处理的凝结水的水质确定,水质较差铺、曝膜周期就较短,正常情况下,铺曝膜周期为 5-7 天。 整个处理过程需要通过程序控制完成,当铁离子≥0.5ppm, 设备不能正常工作。在低压锅炉中,铁离子含量常常≥1ppm。与其它工艺相比该工艺的特点是:处理较为洁净的凝结水时,成本较低,如出现凝结水大量带油时较短时间内即须重新曝膜,增加处理成本,设备总投资较大。活性炭复合双层膜法使用厂家有:青岛石化、燕山石化等。
3、高温蒸汽凝结水除铁离子工艺——粉末树脂除铁法:
凝结水粉末树脂除铁工艺,采用粉末树脂覆盖多孔滤元除去凝结水中铁离子。粉末树脂覆盖除铁原理和运行过程与过滤介质吸附法覆盖原理相似,不同的是采用粉末树脂覆盖在多孔过滤元上,运行过程需要铺膜曝膜,曝膜周期为 15 天。与其它工艺相比该工艺特点是技术先进、设备投资大,凝结水处理成本高。目前该工艺在国外有较多应用案例,国内使用的厂家有兰州石化。
4、高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——高温烧结陶瓷滤料除铁法
高温烧结陶瓷滤料除铁法工艺原理为:待处理的凝结水通过高温烧结陶瓷滤料层,除去凝结水中的铁。凝结水进入陶瓷滤料层,烧结陶瓷滤料具有许多细小的微孔,该微孔可以截留较小的三价铁微粒,随着杂质被截留的增多,烧结陶瓷滤料两侧的压差逐渐升高,达到一定值时,停止运行,用压缩空气和凝结水对陶瓷滤料层进行反冲洗,冲洗完成后重新投入使用。采与其它工艺相比该工艺的特点是设备投资不大,凝结水处理成本低,但可处理含油量较高的凝结水,可以耐受换热器泄漏时高含油凝结水的冲击。该工艺的用厂家有北京石化、武汉石化、湖南中烟、百事可乐等。
5、高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——高梯度电磁除铁
高梯度电磁除铁能够有效去除凝结水中氧化铁,但运行成本昂贵,一台处理量为100t/h的高梯度电磁除铁器 日耗电达1500度,并且内部的不锈钢丝填料更换费用昂贵,只是在水质精度要求很高的发电厂场合使用,常和混床配合使用。
6、高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——磁增益复合除铁
磁增益复合除铁技术是一种创新的凝结水除铁技术,磁增益复合除铁技术既具有电磁除铁设备对氧化铁的针对性吸附凝聚效能,又有对悬浮物和胶体的高效率吸附过滤功能,“氧化铁”微粒是一种具有铁磁性(Fe3O4)或顺磁性(Fe2O3)的物质,在磁场中会被磁化而具有磁性,利用凝结水中所含氧化铁的物理特性,让凝结水流经有组织的磁场,使水中氧化铁被磁化而使其具有较强的相互吸附凝聚性。磁增益复合除铁技术设备的电、水耗及材料耗费低,除铁、滤悬浮物效果稳定,适应性强,操作管理简单方便。该技术在运行成本、除铁效果、综合净水能力等方面表现突出,使电耗较传统电磁除铁设备下降了85%左右。磁增益复合除铁技术使用厂家有大庆炼化公司动力厂。
以上几种温蒸汽冷凝除铁离子工艺都是设备除铁离子,虽然设备除去高温蒸汽凝结水中的铁离子,让高温凝结水铁离子达标进锅炉安全使用,但是锅炉用汽系统和冷凝水回收系统的设备及管网的氧腐蚀和弱碳酸腐蚀还在持续进行,蒸汽锅炉凝结水设备除铁离子属于治标没治本。
7、高温蒸汽冷凝水除铁离子工艺——BF-31T凝结水系统保护剂
针对锅炉用汽系统和冷凝水回收系统的设备及管网的氧腐蚀和弱碳酸腐蚀,一般采用化学药剂法对其进行处理。化学药剂通过在锅炉蒸汽出口投加皮膜胺或炉前投加挥发性氨的方法在回水管线内成防腐膜或提高回水的PH值,通常采用BF-31T凝结水系统保护技术,投加北京化工大学专利产品BF-31T凝结水系统保护剂,来阻止腐蚀的发生,BF-31T凝结水系统保护剂发明专利号:ZL2004100031415,BF-31T凝结水系统保护剂为市场应用成熟产品,BF-31T凝结水系统保护剂主要成分:成膜胺、中和胺等。BF-31T凝结水系统保护剂中的中和胺为碱性,既可以中和蒸汽凝结水中碳酸又为在线监测水中药剂浓度提供依据。BF-31T凝结水系统保护剂2007年获国家发明二等奖。
北京化工大学 北京化新通达清洗技术有限公司 北京安运通源节能环保科技有限公司(任经理 l86  0111  0946欢迎咨询交流)关于锅炉蒸汽凝结水除铁离子技术、锅炉及供热系统高效防腐阻垢技术、锅炉水处理及水质自动监测控制系统等等,欢迎交流!蒸汽冷凝水除铁离子回用锅炉——节能与节水并行,效率和效益同增。锅炉蒸汽凝结水铁离子超标——几种蒸汽冷凝水除铁方法比较。
BF-31T凝结水系统保护剂,加入系统后,具有最佳气液相比;会在金属表面形成单分子层,具有吸附及憎水作用的保护膜,该膜的分子间隙比CO2 , O2 的截面小,防止了系统氧腐蚀和弱碳酸腐蚀的发生,从而既保证蒸汽冷凝水铁离子浓度达到国标GB1576-2001《工业锅炉水质》要求,又保护了锅炉用汽系统和冷凝水回收系统的设备或管网不再腐蚀、穿孔、泄露,真正实现了标本兼治。
BF-31T凝结水系统保护剂工艺使用企业有北京华腾化工有限公司,廊坊经济技术开发区 、黄河水电新能源分公司、大连轮胎厂、北京丽华饭店、北大荒麦芽厂,北京宋庄供热公司等。




 

发表于 2021-2-25 15:06:37

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wuzhang001VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP新疆维吾尔自治区
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有一个问题不明白,铁离子能通过过滤去除?过滤能除去铁锈。

 

发表于 2021-2-26 16:54:32

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Peterpaul彼得保罗
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wuzhang001 发表于 2021-02-26 16:54
有一个问题不明白,铁离子能通过过滤去除?过滤能除去铁锈。
过滤可以去除铁离子,但是需要的过滤精度极高,一般使用RO来进行。RO过滤温度不能超过40摄氏度。

 

发表于 2021-3-15 10:01:46

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烘干硫酸亚铁VIP会员 VIP会员 | 显示全部楼层       最后访问IP山东省
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您好  我是做烘干硫酸亚铁的,污水处理使用。并且价格低于市场价。

 

发表于 2021-3-18 10:16:16

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1.3.5.6设计过,其中最好用的还是1.3,谢谢。

 

发表于 2021-5-2 08:19:43

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