纯水装置冷凝水回收系统优化

　　摘要：本文主要以河南永银化工实业有限公司动力分厂纯水系统工艺为例，介绍了纯水装置冷凝水回收系统优化项目的背景意义、技术原理、社会效益、创新点以及推广领域等方面作简要介绍。

　　关键词：纯水 氯碱化工 冷凝水回收 系统优化

　　中图分类号：T-0 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）12-0291-01

　　一、项目的背景及意义

　　在国内企业，不同类型的企业对冷凝液的回用途径各有不同，目前国内火力发电厂大部分都将冷凝液回用至锅炉，作补充水使用；根据生产工艺的特性，不同企业对冷凝液的回用方法也各不相同。我公司冷凝液的回收系统在氯碱工业中也有着自身的特点。由于我公司新厂使用的蒸汽是由老厂提供，相距5公里，冷凝液回收至锅炉的意义不大。在设计初期，我公司技术人员与公司项目承建单位天辰设计院专家沟通，经社会相关技术调研，并组织多次技术论证会，最终确定可行性方案，将此部分冷凝液回用于纯水系统制取纯水，其热量用于本系统对原水进行加热，冷却后的原水又进入预处理系统，提高了反渗透的产水率，同时也解决了因冬季水温低而影响反渗透产水量问题。主要通过对整个工艺技术的优化组合，不仅满足了化工系统纯水的需求，同时对化工系统产生的冷凝液及其热量得以回收利用，为降低纯水生产成本奠下良好基础，响应了国家节能减排政策，为公司、社会创造更大的经济及环保效益，技术在国内氯碱行业处于较领先水平。

　　二、技术原理

　　“纯水装置冷凝水回收系统优化”主工艺采用“自清洗网式过滤+超滤+反渗透+混床”的处理工艺，共分为预处理、超滤、反渗透、混床、冷凝水、浓水回收六个处理单元。首先来自管网的原水进入网式全自动过滤器去除较大的悬浮物和胶体，然后经过管式和板式复合换热器根据水温情况加热，使水温达到20-25℃左右，通过管道混合器与氧化剂NaClO溶液混合一起进入超滤装置，除去水中的胶体、悬浮物、菌类等，产水进入超滤水箱。超滤水箱中的超滤水经过超滤水泵加压，与来自加药装置的NaHSO3溶液、阻垢剂flocon-135溶液在管道混合器中充分混合进入保安过滤器，加NaHSO3的目的是还原NaClO，防止氧化剂对反渗透膜的伤害，加阻垢剂是防止浓缩水中盐类的结垢加入还原剂NaHSO3和阻垢剂flocon-135溶液的超滤水通过保安过滤器后通过高压泵加压后进入反渗透装置，通过反渗透膜的脱盐处理，一级脱盐水进入中间水箱，浓水通过管线进入浓水箱，浓水箱中的浓水通过浓水泵一部分送至淡盐水系统返回卤水井进行采卤，另一部分配置次钠和去乙炔发生。中间水箱的水通过中间水泵到混床，经混床阴、阳树脂的离子交换作用，进一步脱去少量盐分，制取出合格脱盐水，然后通过泵送往用户使用。

　　三、经济效益分析

　　1.冷凝液正常回收量为40m3/h，则全年共计减排冷凝液40m3/h×8000h=32万m3。冷凝液按纯水价格计算为6.8元/m3，原水价格为1.8元/m3（价格按当地标准计算）；

　　则年节约费用：32万m3×（6.8+1.8）元/m3=275.2万元

　　2.冷凝液用于对原水进行换热，每年可减少蒸汽使用量，水的比热为4.2KJ/Kg·℃，假设冷凝液最高温度为90℃，换热后冷凝液温度降至25℃，则年可利用潜热（90℃-25℃）×4200J/（Kg℃）×1000Kg/m3×40m3/h×8000h=0.87×1011KJ；年可节约蒸汽：0.87×1011KJ÷2108KJ/Kg+41271吨；每年可节约蒸汽费用：41271吨×150元/吨+619万元。则全年预计产生经济效益：894.2万元。

　　四、项目的创新点

　　本项目响应国家的节能减排政策，最大化的进行水资源综合利用，对冷凝液的热量进行了回收利用，减少了酸碱废水排放和环境污染，工艺技术在国内、外氯碱行业处于领先水平。工艺设计结合我公司实际情况，重点解决了在没有锅炉的情况下对冷凝液的回收，热量回用于本系统原水加热，提高了反渗透的产水率，这一特点是在没有增加动能的前提下实现的，在纯水处理工艺中具有创造性特点。整个系统通过工艺的优化组合，综合考虑了资源最大化利用，从而降低了纯水处理成本，节能减排效果明显，值得推广应用。

　　五、推广领域

　　目前，能源、环境问题已经成为国际性问题，当今能源已经进入紧张状态，各国环境问题也越来越严重，这就更需要我们节约能源，减少污染排放。研究设计冷凝液回收系统，实质就是响应节能减排政策，其回用价值意义巨大。

　　本项目是我公司氯碱化工生产系统公用系统装置，主要是对氯碱行业中冷凝水回收及热能利用系统的优化，本工艺技术可应用于化工厂、火力发电厂等需求脱盐水的企业。

　　六、结论

　　1.冷凝液的回用改善了原水来水的水质，减少原水的处理度，降低药剂使用量，延长了反渗透膜的寿命，出水水质得以提高，降低纯水吨成本；同时由于冷凝液来水水质较好，减少混床的再生频率，进一步减少酸碱废水对环境的污染。

　　2.冷凝水水温较高，冷凝水量40m3/h。如果只进行简单的冷却利用，会造成中间水箱水温过高，直接影响到后续处理的运行。同时由于进超滤装置的井水温度过低，需用蒸汽加热，如果改用冷凝水替代蒸汽加热，不但能够充分利用冷凝水的余热，节约蒸汽，同时还能有效保障后续处理的运行安全；减少蒸汽使用量的同时就是减少锅炉对大气的污染。

　　3.造福社会，节约水资源。由于我公司工业用水是使用的是地下深井水，地下深井水水量有限，如果大量浪费水资源，不仅会破坏地下水资源，长期还会造成水资源短缺现象。

　　作者简介：王凯，（1989-），男，河南永城人，河南永银化工实业有限公司生产技术部技术员。

　　王汉生，（1988-）男，现任河南永银化工实业有限公司动力分厂厂长助理。

　　文/王凯 王汉生