電廠化學(xué)崗前培訓(xùn)第三章水的預(yù)脫鹽(反滲透)ppt課件

1、學(xué)習(xí)內(nèi)容 緒論第一章 電廠用水概述第二章 水的預(yù)處理第三章 水的預(yù)脫鹽超濾、反浸透第四章 鍋爐補給水深度除鹽第五章 凝結(jié)水精處理第六章 超臨界機組熱力設(shè)備腐蝕概述第七章 熱力設(shè)備的氧腐蝕和酸性腐蝕第八章 超臨界機組的水化學(xué)工況第九章 冷卻水系統(tǒng)的腐蝕與防護第十章 熱力設(shè)備的化學(xué)清洗第三章 反浸透預(yù)脫鹽 第一節(jié) 反浸透脫鹽的根本原理 第二節(jié) 反浸透膜的選擇性透過原理 第三節(jié) 反浸透膜及反浸透裝置 第四節(jié) 反浸透裝置的預(yù)處理 第五節(jié) 反浸透裝置運行與維護 第六節(jié) 反浸透的后處理 第一節(jié) 反浸透脫鹽的根本原理一、反浸透脫鹽的原理 二、浸透壓 為浸透壓；R為氣體常數(shù)；T為水的絕對溫度；ci為溶質(zhì)的摩爾

2、濃度之和 Ko為系數(shù)，一般為2-4X10-5，詳細數(shù)值可咨詢膜供給商；t為水溫，；TDS為總?cè)芙夤绦挝锖?，mg/L 。 溶劑自動地從低濃度的一側(cè)經(jīng)過半透膜流向高濃度的一側(cè)，這種自然現(xiàn)象叫做浸透Osmosis。 當(dāng)在濃溶液上外加壓力該壓力大于浸透壓時，濃溶液中的溶劑就會通過半透膜流向稀溶液的一側(cè)，這種現(xiàn)象叫做反浸透Reverse Osmosis。三、操作壓力三、操作壓力 操作壓力是指反浸透裝置的實際運行壓力，它由浸透壓、反浸透裝置的水流阻力、維持膜足夠的透水速度的所必需的推動壓力所決定。實際操作壓力大致是浸透壓的520倍甚至更高一些。 第二節(jié) 反浸透膜的選擇性透過原理 二、反浸透方程二、反浸透

3、方程 Js鹽的透過速度；B 為比例系數(shù)；c2 為鹽水側(cè)膜外表處鹽的濃度；c3 為淡水側(cè)膜外表處鹽的濃度；jv 為溶液主要為水的透過速度；A 為純水透過系數(shù)。 三、無機物的別離三、無機物的別離 鹽水和細孔中的離子濃度公式 C2鹽水中離子濃度； C孔膜孔中離子濃度；I和 分別是鹽水和膜的介電常數(shù)； q 離子電荷； 與DebyeHuckel模型中的離子半徑1/kp和膜孔徑有關(guān)的常數(shù)，=1+kp2r2-1/2；a 離子半徑；k Boltzmann常數(shù)；r 膜孔半徑。以上公式說明：以上公式說明： 1孔徑小的膜對離子除去率高，不過由于純水透過速度大致與r1.5成正比，所以孔徑變小，膜透水才能下降。 2降低

4、膜的介電常數(shù)或增加溶液的介電常數(shù)，可進步離子除去率。 3半徑大的離子除去率低。因為水溶液中離子都是水化的，半徑小的離子水化半徑大，所以水化半徑大的離子別離度高。例如，醋酸纖維素反浸透膜對離子除去率由高到低的順序是： Li+Na+K+， Cl-Br-I-。 4電荷高的離子別離度高。例如，某些離子除去率由高到低的順序為：PO34-SO42-Cl-， Fe3+Ca2+Na+。 5離子濃度增加，進入膜孔中的離子增多，離子除去率下降。因此，應(yīng)盡量防止?jié)獠顦O化，防止膜外表濃度過度增加。 6溫度升高，離子進入膜孔中的量增加，但是由于溶劑透過速度增加更快，故透過液中離子濃度減少，離子除去率進步。 7上式中不含

5、膜厚度這一物理量，說明離子除去率與膜厚度無關(guān)。但盡量降低膜的厚度，以減少透水阻力。四、有機物的別離四、有機物的別離1電離特性2酸堿性3空間障礙4取代基的極性5溶解度6分子剛度 第三節(jié) 反浸透膜及反浸透裝置一、半透膜一、半透膜 1、反浸透膜的性能、反浸透膜的性能 1產(chǎn)水量：產(chǎn)水量： QW=KWPA / T 式中：式中： QW產(chǎn)水量產(chǎn)水量 KW與膜性能有關(guān)的系數(shù)與膜性能有關(guān)的系數(shù) P膜兩側(cè)的壓差膜兩側(cè)的壓差 浸透壓浸透壓 A膜的面積膜的面積 T膜的厚度膜的厚度 水通量：單位時間內(nèi)單位膜面積上的產(chǎn)水量，單位為加侖水通量：單位時間內(nèi)單位膜面積上的產(chǎn)水量，單位為加侖/平方英尺平方英尺天天GFD或升或升/

6、平方米平方米分鐘分鐘L/m2min。 2脫鹽率：脫鹽率： =1KSCA/QS T 式中：式中： 脫鹽率脫鹽率 QS進水鹽濃度進水鹽濃度 Ks與膜性能有關(guān)的系數(shù)與膜性能有關(guān)的系數(shù) C膜兩側(cè)鹽濃度差膜兩側(cè)鹽濃度差 A膜的面積膜的面積 T膜的厚度膜的厚度 溫度的影響：進水溫度越高，水通量增加，但同時脫鹽率會下降。溫度的影響：進水溫度越高，水通量增加，但同時脫鹽率會下降。 pH值的影響：膜的脫鹽率和水通量都隨值的影響：膜的脫鹽率和水通量都隨pH值變化而變化。約在接近中性條件下時，膜的脫鹽率最高。值變化而變化。約在接近中性條件下時，膜的脫鹽率最高。 壓力的影響：壓力越高，產(chǎn)水量越大。膜的脫鹽率與運行壓力

7、無直接關(guān)系。壓力的影響：壓力越高，產(chǎn)水量越大。膜的脫鹽率與運行壓力無直接關(guān)系。 3反浸透膜的其它性能指標(biāo)反浸透膜的其它性能指標(biāo) 二、反浸透膜按構(gòu)造分類二、反浸透膜按構(gòu)造分類1醋酸纖維素CA PH值范圍在56 2，聚酰胺PA pH值范圍在211，但對水中游離氯比較敏感。 3復(fù)合膜 機械強度高；高脫鹽率；高透過性兼?zhèn)洌?抗壓密才能強良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性； 可干膜存放；推動壓力低；抗污染才能強。三、反浸透系統(tǒng)常用術(shù)語三、反浸透系統(tǒng)常用術(shù)語%100供水量淡水（產(chǎn)水量）%100進水物質(zhì)含量產(chǎn)水物質(zhì)含量進水物質(zhì)含量四、反浸透裝置的構(gòu)造四、反浸透裝置的構(gòu)造1、中空纖維式、中空纖維式2、渦卷式膜元件、渦卷

8、式膜元件第四節(jié) 反浸透的預(yù)處理 預(yù)處理的目的是：防止懸浮物、微生物、膠體物質(zhì)等附著在膜外表上或污堵；防止膜外表上結(jié)垢；防止膜受到機械損傷和化學(xué)損傷。1、溫度調(diào)整2、pH值調(diào)整3、除去懸浮物和膠體4、可溶性硅酸的控制5、防止結(jié)垢 6、防止鐵錳沉積7、殺菌處理 8、除去溶解性有機物 9、防止形成硅垢SiO21、溫度調(diào)整、溫度調(diào)整 設(shè)置自動加熱系統(tǒng)。溫度范圍：0402、pH值調(diào)整值調(diào)整 原水加酸的目的不僅是為了防止結(jié)垢，而且是為了防止膜的水解。CA 使用的PH范圍為56；聚酰胺PA膜使用的PH范圍為3103、除去懸浮物和膠體、除去懸浮物和膠體 懸浮物和膠體顆粒除去，使進水的濁度和淤塞指數(shù)SDI又稱污

9、染 指數(shù)FI到達定值。 用壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水壓力為30psi0.21MPa,用秒表和 500mL量筒測出開場通 水時，水連續(xù)通過0.45m濾膜， 流出500mL水所需要的時間t0， 通水15min后，再次測定其流出 500mL水所需要的時間t15。 15100)1 (150ttFI4、可溶性硅酸的控制、可溶性硅酸的控制 在pH=7的條件下，水溫25和40時SiO2的溶解度分別為120mg/L和160mg/L； 進步水溫、進步pH值、石灰軟化原水、降低水的回收率和超濾等5、防止結(jié)垢防止結(jié)垢 產(chǎn)生結(jié)垢的物質(zhì)一般為CaCO3、CaSO4、BaSO4、SiO2和CaF2等。 加阻垢劑、降低回收率等 采

10、用離子交換軟化除去鈣離子等。 加酸去除碳酸或重碳酸根離子6、防止鐵錳沉積、防止鐵錳沉積 曝氣除去鐵錳的措施，使鐵生成FeOH3沉淀； 加Na2SO3除去溶解氧，可阻止鐵錳氧化，使其保持溶解狀態(tài)。7、殺菌處理、殺菌處理 殺菌劑為氯化物，如Cl2，此外還有H2O2、O3和KMnO4等。 消除余氯的方法主要有兩種： 1復(fù)原法： Na2SO3HClOHClNa2SO4 2吸附法： 活性炭C2Cl2H2O4HClCO2一、反浸透進水水質(zhì)一、反浸透進水水質(zhì)二、預(yù)處理工藝二、預(yù)處理工藝 1以地下水為水源的預(yù)處理工藝 2以地表水為水源的預(yù)處理工藝 3以海水為水源的預(yù)處理工藝4以廢水為水源的預(yù)處理工藝三、除去懸

11、浮固體三、除去懸浮固體 四、阻垢劑投加系統(tǒng)四、阻垢劑投加系統(tǒng) 五、保安過濾系統(tǒng)五、保安過濾系統(tǒng) 保安過濾器外型第五節(jié) 反浸透的運行和維護一、反浸透系統(tǒng)一、反浸透系統(tǒng)工業(yè)用小型反浸透工藝流程火電廠反浸透二、反浸透裝置啟動前的檢查二、反浸透裝置啟動前的檢查三、反浸透裝置的運行三、反浸透裝置的運行1、啟動、沖洗、啟動、沖洗 、投運的操作投運的操作 檢查完畢，開啟濃水排放氣動門，開啟淡水排放氣動門，開啟沖洗入口門，啟動沖洗水泵，沖洗反浸透裝置20分鐘。 停洗水泵，關(guān)閉沖洗入口門，啟動高壓泵，緩慢開啟高壓泵出口電動門，關(guān)閉淡水排放氣動門、濃水排放氣動門，同時啟動阻垢劑加藥裝置，開場向淡水箱進水。 調(diào)節(jié)反

12、浸透裝置濃水排放手動門，控制產(chǎn)水流量60t/h，濃水流量20t/h。2、反浸透裝置的運行監(jiān)控、反浸透裝置的運行監(jiān)控 正常運行時，每2小時記錄總進水流量、濃水流量、淡水流量、一段進水壓力、二段進水壓力、濃水壓力、淡水壓力、濃水PH、淡水電導(dǎo)率。 在正常運行時，入口水質(zhì)應(yīng)符合以下要求：溫度45，SDI3，余氯0.1mg/L，PH：310。反浸透正常運行時，每段壓差應(yīng)小于0.25MPa。 阻垢劑加藥系統(tǒng)出現(xiàn)故障無法加藥時，反浸透必須停運。 3、反浸透裝置的停運、反浸透裝置的停運 停阻垢劑加藥裝置，停高壓泵，關(guān)閉高壓泵出口電動門。 開啟濃水排放氣動門、淡水排放氣動門，開啟沖洗入口門，啟動沖洗水泵，沖洗

13、反浸透裝置20分鐘。 停反浸透沖洗水泵，關(guān)閉沖洗入口門，關(guān)閉濃水排放氣動門、淡水排放氣動門。 注：注：反浸透裝置如短期退出運行時不超過七天，膜元件必須浸泡在水溫530的合格水即反浸透出水中，每天啟動12小時，或每天低壓沖洗半小時。 反浸透裝置如長期退出運行時，應(yīng)先對膜進展化學(xué)清洗，然后采用1%的甲醛溶液加以保護。四、反浸透裝置反洗及投運程序四、反浸透裝置反洗及投運程序 方格內(nèi)有陰影的表示對應(yīng)閥門方格內(nèi)有陰影的表示對應(yīng)閥門/設(shè)備開啟，無陰影表示對應(yīng)閥門設(shè)備開啟，無陰影表示對應(yīng)閥門/設(shè)備關(guān)停。設(shè)備關(guān)停。五、反浸透設(shè)備的清洗五、反浸透設(shè)備的清洗 1、清洗的一般原那么：、清洗的一般原那么： a在正常壓

14、力下，如產(chǎn)品水流量比正常值下降1015%。 b為了維持正常的產(chǎn)品水流量，經(jīng)溫度校正后的給水壓力增加了1015%。 c產(chǎn)品水的鹽透過率增加1015%。 d反浸透各段間壓差增加明顯，增加約10%。 2、清洗藥劑的選擇、清洗藥劑的選擇 建議使用的常見清洗液：清洗液1：檸檬酸 2% 用氫氧化鈉調(diào)至PH=4.0-5.0清洗液2：三聚磷酸鈉 2% EDTA四鈉鹽 0.8% 用硫酸調(diào)至 PH=10.0清洗液3：三聚磷酸鈉 2% 十二烷基苯磺酸鈉0.25% 用硫酸 調(diào)至PH=10.0 清洗液的最高使用溫度為40，在清洗碳酸鈣水垢時可不必加熱。3、清洗系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)4、反浸透的化學(xué)清洗程序、反浸透的化學(xué)清洗程序

15、膜的清洗方法是：使清洗液以低壓高流速狀態(tài)在膜的濃水側(cè)進展循環(huán)。步驟如下：1首先開啟清洗箱充水門，在反浸透清洗溶液箱中注入反浸透產(chǎn)水，啟動清洗泵對膜進展沖洗并排放幾分鐘。2然后在溶液箱中注入清洗液，開啟清洗泵入口門，清洗箱循環(huán)門，啟動泵打循環(huán)配制清洗液。3開啟清洗過濾器入口門，用配制好的清洗液清洗反浸透裝置：低速循環(huán)清洗：對于8的壓力容器，采用2.883.38t/h的清洗液流量，低速循環(huán)清洗515分鐘，這可以去除松散附著的污染物。中速循環(huán)清洗：對于8的壓力容器，采用5.626.75t/h的清洗液流量，中速循環(huán)清洗515分鐘。高速循環(huán)清洗：對于8的壓力容器約為8.010.0t/h的清洗液流量，循環(huán)

16、清洗3060分鐘。4在清洗后段時，應(yīng)使前段浸泡在清洗液中。有利于污染物的去除。5全部清洗完畢后，開啟清洗箱排污門，排凈箱中的清洗液，并沖洗溶液箱，然后在溶液箱中注滿干凈的反浸透產(chǎn)水，啟動泵沖洗膜元件，并排放幾分鐘。6用清水洗膜之后，恢復(fù)系統(tǒng)、啟動反浸透裝置，在淡水排放門開啟狀態(tài)下運行，直到產(chǎn)水干凈、無清洗劑泡沫為止。7清洗過程中，當(dāng)清洗過濾器的壓降超過0.07MPa時，那么需更換濾芯，更換清洗劑時也應(yīng)更換清洗過濾器的濾芯。六、反浸透的故障與原因六、反浸透的故障與原因1 給水壓力低的原因可能是： 給水流速不適當(dāng)；系統(tǒng)泄漏； 高壓泵入口水壓力缺乏或泵部漏氣、漏 水；保安過濾器濾芯污堵；高壓泵故障。

17、2給水壓力高的原因可能是： 高壓泵出口門調(diào)節(jié)不當(dāng)； 從高壓泵到反浸透器之間的管道堵塞； 濃水調(diào)節(jié)門關(guān)的太緊或堵塞，濃水排放 流量?。换厥章侍?。3回收率太低的原因可能是： 給水流速過高；給水壓力或濃度低。4回收率高的原因可能是： 給水壓力過高；給水流速缺乏。5反浸透器兩端壓降高的原因可能： 濃水流速高；膜元件污染。6高壓泵停頓運轉(zhuǎn)的原因可能是： 泵出口水壓力過高高限報警； 泵入口水壓力過低低限報警。7產(chǎn)品水流量降低的原因可能是：給水溫度低；給水壓力低；濃水濃度太高引起高的浸透壓。8產(chǎn)品水流量增大的原因可能是： 給水壓力高；給水溫度高。9產(chǎn)品水電導(dǎo)和濃水電導(dǎo)同時升高的原因 可能是： 濃水管道或濃水調(diào)節(jié)閥污堵；回收率過高。1