申请日2006.03.21
公开(公告)日2006.09.27
IPC分类号C02F9/02; C02F1/40; C02F1/28; C02F1/44
摘要
本发明涉及一种凝结水处理系统，包括原水箱、至少一个超微过滤器、至少一个纤维吸附罐、净水箱、在线水质甄别系统、DCS集散控制系统、管道和阀，其特征在于：在凝结水不降至常温的条件下进行处理，去除凝结水中的油、高价金属离子以及颗粒物，处理后进入所述净水箱的凝结水的温度≥85℃;采用半再生的方法用160- 250℃的蒸汽对系统进行再生。本发明还涉及基于该系统的凝结水处理方法。
权利要求书
1.一种凝结水处理系统，包括原水箱、至少一个超微过滤器、至少一个纤维吸附罐、 净水箱、在线水质甄别系统、DCS集散控制系统、管道和阀，其特征在于：在凝 结水不降至常温的条件下进行处理，去除凝结水中的油、高价金属离子以及颗粒 物，处理后进入所述净水箱的凝结水温度≥85℃。
2.根据权利要求1所述的凝结水处理系统，其特征在于，所述超微过滤器包含耐高 温并且经过化学物质处理的陶瓷过滤元件，所述化学物质选自含有异噻唑啉酮、 5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CIT)、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、乙二醇单 硬脂酸酯、乙二醇苯醚或十二烷基硫酸钠、或其任意组合的集合。
3.根据权利要求1所述的凝结水处理系统，其特征在于，所述纤维吸附罐包含经过 化学物质处理的碳纤维吸附毡，所述碳纤维吸附毡比表面积≥1400m2/g、吸苯量 ≥60wt%、吸碘值≥1500mg/g。
4.根据权利要求3所述的凝结水处理系统，其特征在于，所述化学物质选自含有十 六烷基三甲基溴化铵、油醇聚氧乙烯醚、两性咪唑啉、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基 酚聚氧乙烯醚、或其任意组合的集合。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的凝结水处理系统，其特征在于，所述超微过 滤器和/或纤维吸附罐采用半再生的方法再生，用160-250℃的蒸汽对所述超微过 滤器和/或纤维吸附罐进行反向清洗再生。
6.根据权利要求1所述的凝结水处理系统，其特征在于，所述在线水质甄别系统由 探头、电缆、信号线和工控机组成，所述探头检测指标包括温度、压力、流量、 油、高价金属离子含量、硬度、PH值和电导率。
7.根据前述权利要求中任意一项所述的凝结水处理系统，其特征在于，所述高价金 属离子包括Fe2+、Fe3+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Cr3+、Mn2+、Mn4+、Zn2+、Ni2+。
8.根据权利要求1所述的凝结水处理系统，其特征在于，至少在所述原水箱出水管 道以及所述纤维吸附罐出水管道上安装所述探头。
9.根据权利要求1所述的凝结水处理系统，其特征在于，所述DCS集散控制系统包 括具有氢导增效(离子交换柱保护)的在线电导检测系统、模拟人工智能的模糊 控制平台和可靠的DCS控制系统。
10.一种基于权利要求1所述的凝结水处理系统的凝结水处理方法，包括步骤： I、将高温凝结水引入所述原水箱进行初步除油处理;II、处理后的凝结水经过 所述在线水质甄别系统和所述DCS集散控制系统检测分析，不合格后经管道排出 系统，或者合格后经管道进入所述超微过滤器，进行吸附过滤处理;III、处理后 的凝结水通过管道进入所述纤维吸附罐;进行吸附过滤处理;IV、处理后的凝结 水经过所述在线水质甄别系统和所述DCS集散控制系统检测分析，合格后经管道 进入所述净水箱，或者不合格后经管道再进入所述超微过滤器，重复过程II、III、 IV直至检测分析合格，然后进入所述净水箱。
说明书
凝结水处理系统
技术领域
本发明涉及一种凝结水处理系统，具体而言是涉及在凝结水不降至常温的条件 下去除凝结水中的油、高价金属离子以及颗粒物的系统，本发明还涉及基于该系统的 凝结水处理方法。
背景技术
为了充分利用能源和水资源，凝结水回收利用越来越受到人们的重视，在许多 领域中得到广泛的应用。但是，通常凝结水中含有油、各种高价金属离子以及颗粒物 等，需处理后才能使用。
所谓油在本文中指烃类及其衍生物，它在水中一般有四种存在形式：游离态油、 机械分散态油、乳化油、溶解油。凝结水中油的危害表现为：油质附着在管壁上，受 热的时候就会分解生成热导率很低的附着物，严重影响管壁的传热，造成管壁金属的 变形，危及炉管安全;给水中的油会使炉水形成泡沫且极易生成水中漂浮的水渣，促 使蒸汽水质的恶化;油沫水滴会被蒸汽带到过热器中，受热分解产生热导率很低的附 着物，导致过热器管的过热损坏。锅炉给水中的铁、铜等高价金属离子，一般来源 于凝结水、补给水以及生产用水系统，它们是作为评价热力系统金属腐蚀程度的依据 之一。锅炉给水中含有铁和铜等金属离子时，会对锅炉及管路系统造成以下危害：在 金属受热面上形成铁垢和铜垢，引起金属的局部腐蚀，这种腐蚀一般是坑蚀，容易造 成金属穿孔或爆裂;金属的腐蚀产物被蒸汽带到汽轮机等后续用汽设备中，导致汽轮 机、过热器积盐，严重影响安全经济运行。凝结水中颗粒物可能在管道或设备中沉积 引起阻塞，从而导致管道或设备失效而引起安全问题。
目前凝结水处理技术有：重力除油，重力沉降所能分离的油滴的最小直径存在 一个极限，因此对于直径很小、呈乳化状态稳定分布的油水混合物，重力沉降是无能 为力的，此种方法适用于水中油含量较大的情况;活性炭、焦炭除油，活性炭有大孔、 中孔和微孔，起作用的主要是微孔，由于其孔径小且居于里层，因而难以再生;高密 度纤维除油，由于在高压下运行，纤维老化迅速，寿命短，且高压运行较危险，存在 安全隐患;纤维球除油，由于其孔径大，因此过滤相对粗糙，处理后水中油含量大， 而且再生需用油，增加了处理难度;类萃取除油，该方法长期运行无再生系统，油污 染树脂影响吸附效果;覆盖过滤器除铁，因铺膜不能保证绝对均匀，因而过滤效果不 稳定，而且使用过的树脂不能再生必须弃去，因此运行成本高;离子交换树脂法，离 子树脂不耐高温，操作以及再生复杂，成本高;电磁过滤器，凝结水中含有的油会附 着在钢丝棉等磁性填料上，难以去除，影响处理效果，而且不耐高温等。
由上可看出现有凝结水处理技术存在效果差、不耐高温、降温引起的二次污染、 存在安全隐患、成本高、操作和再生困难等问题。
针对上述问题，本发明者发明了一种凝结水处理系统成功解决了上述问题，使 处理后的凝结水达到锅炉的进水标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种凝结水处理系统，该系统包括：原水箱、至少一个 超微过滤器、至少一个纤维吸附罐、净水箱、在线水质甄别系统、DCS集散控制系统、 管道和阀，其特征在于：在凝结水不降至常温的条件下进行处理，去除凝结水中的油、 高价金属离子以及颗粒物，处理后的进入所述净水箱的凝结水的温度≥85℃。
根据本发明，超微过滤器包含耐高温陶瓷过滤元件，过滤元件为内部有微孔， 并且经过化学物质处理，在过微孔内形成膜，是吸附、表面过滤、深层过滤相结合的 一种过滤方式。
根据本发明，处理超微过滤器的化学物质选自含有异噻唑啉酮5-氯-2-甲基-4-异 噻唑啉-3-酮(CIT)、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、乙二醇单硬脂酸酯、乙二醇苯 醚或十二烷基硫酸钠、或其任意组合等的集合。
根据本发明还提供超微过滤器的半再生方法，用160-250℃的蒸汽对超微过滤器 进行反向清洗，以使超微过滤器得以再生。
根据本发明，优选至少提供两个超微过滤器，在一个超微过滤器进行再生的时 候，其余超微过滤器继续工作，对纤维吸附罐供水。
根据本发明，纤维吸附罐包含作为主要过滤元件的碳纤维吸附毡，所述碳纤维 吸附毡具有细孔结构密集和比表面积巨大、吸附能力强等特点，其比表面积至少为 1400m2/g、吸苯量≥60wt%、吸碘值≥1500mg/g，并且经化学物质处理而带有官能团， 这些官能团可以根据凝结水的不同水质情况而选择不同的化学物质。
根据本发明，处理碳纤维吸附毡的化学物质选自含有十六烷基三甲基溴化铵、 油醇聚氧乙烯醚、两性咪唑啉、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚、或其任意组 合等的集合。
根据本发明还提供纤维吸附罐的半再生方法，用160-250℃的蒸汽对纤维吸附罐 进行反向清洗，以使纤维吸附罐得以再生。
根据本发明，优选至少提供两个纤维罐，在一个纤维吸附罐进行再生的时候， 其余纤维吸附罐继续正常工作。
根据本发明，在线水质甄别系统，主要由探头、电缆、信号线和工控机组成， 工控机中装有模糊控制平台程序，各探头在此程序控制下运行。各单元均可根据各自 的运行情况来进行自动控制，灵敏可靠。探头用于检测温度、压力、流量、油、高价 金属离子含量、硬度、PH值和电导率等。
根据本发明，高价金属离子具体包括Fe2+、Fe3+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Cr3+、 Mn2+、Mn4+、Zn2+、Ni2+等。
根据本发明，优选至少在原水箱出水管道上以及纤维吸附罐出水管道上安装所 述探头。
根据本发明，DCS集散控制系统包括具有氢导增效(离子交换柱保护)的在线 电导检测系统、模拟人工智能的模糊控制平台和可靠的DCS控制系统。
本发明还提供一种基于该系统的凝结水处理方法，包括下列步骤：I、将高温 凝结水引入所述原水箱进行初步处理;II、处理后的凝结水经过所述在线水质甄别系 统和所述DCS集散控制系统检测分析，不合格后经管道排出系统，或者合格后经管 道进入所述超微过滤器，进行吸附过滤处理;III、处理后的凝结水通过管道进入所述 纤维吸附罐;进行吸附过滤处理;IV、处理后的凝结水经过所述在线水质甄别系统和 所述DCS集散控制系统检测分析，合格后经管道进入所述净水箱，或者不合格后经 管道再进入所述超微过滤器，重复过程II、III、IV直至检测合格。
本发明运用超微过滤和复合碳纤维的吸附作用，能够有效的去除凝结水中处于 乳化态、溶解态的各种油。同时在超微过滤膜和复合碳纤维所带官能团的作用下，脱 除水中的高价金属离子，使油、铁、硬度等含量达到锅炉进水要求。装置采用160-250 ℃的蒸汽反吹再生，再生容易且成本低。选用耐高温过滤元件，因此在凝结水不降至 常温的条件下就可进行处理，避免了二次污染，回收了热量。采用DCS控制系统和 在线甄别系统，装置可按检测指标自动清洗截留物，无需人工操作，管理简便，保证 了安全，降低了劳动强度。