除鹽水系統的節能技術研究

李劍(淄礦集團內蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 017313)

0 引言

2019年7月在內蒙古黃陶勒蓋煤炭有限責任公司世林化工分公司水務車間對本項目進行了現場安裝應用，投入使用后，世林化工水務車間實現了生產線的全負荷運轉，達到了高效生產和節能減排的技改目的，取得了良好的效果。本項目產生效益為直接經濟效益，包括多介質過濾器裝置、袋式過濾器濾袋、超濾裝置、一次水生產水泵、一級RO濃水等5個方面產生效益。

1 項目用途

在煤化工水處理領域，煤化工水處理工藝具有舉足輕重的地位。但是目前環保需求和水資源短缺問題日益嚴峻，工業水處理尤其是煤化工水如何處理問題日益凸顯，煤化工項目具有較大的耗水量和廢水排放量，世林化工處于西北水資源匱乏的內蒙古鄂爾多斯境內，對水處理的要求較高，必須從源頭降低原水使用量。為解決此問題，公司成立了專項問題課題組，對該問題進行了方案制定和技改實施。

2 技術原理及內容

2.1 項目實施方案

在原水脫鹽產水外送總管(DN300)上接一根支管(DN300)至除鹽水超濾產水箱，材質不銹鋼304。由于現有一次水管網材質為碳鋼，原水脫鹽產水pH為6.8～7.0,采用現有一次水管輸送原水脫鹽產水，對一次水管網產生腐蝕。

2.2 技改后主要優點

除鹽水站多介質過濾器、袋式過濾器、超濾裝置停止運行，節約更換設備濾材費用及運行費用。

2.3 運行方式對比

目前運行方式。原水脫鹽產水進入一次水池，通過生產水泵送至一次水管網，除鹽水站進水設有一次水調節閥，通過調節水量進入除鹽水多介質過濾器，經多介質過濾器過濾后的產水進入袋式過濾器，然后進入超濾裝置，超濾裝置產水進入超濾產水箱，通過超濾水泵送至除鹽水后系統進行處理，多介質過濾器、超濾裝置的沖洗水、反洗水進入中和水池，經中和水池提升泵輸送至一體化凈水器入口。

技改后運行方式。除鹽水站預處理裝置停止運行，原水脫鹽反滲透產水(pH：6.8～7.0、電導率＜200us/cm、硬度：0mg/L、堿度＜50mg/L)輸送至除鹽水超濾水箱調節閥進行調節，原水脫鹽產水指標滿足除鹽水系統正常運行。

2.4 運行方式變化后對機泵的影響及控制方案

(1)原水脫鹽反滲透產水直接輸送至除鹽水站超濾水箱，一次水管網原供水量480m3/h，技改后減少260～300m3/h,一次水管網剩余180～220m3/h，開一臺低壓消防水泵滿足正常運行(將低壓消防水泵電動機更換為變頻電動機，并加裝變頻裝置)，保證一次水及低壓消防供水；(2)在一次水回流管處安裝自動泄壓閥，防止一次水管網超壓；(3)現有原水脫鹽反滲透產水輸送泵3臺(流量220m3/h、揚程30m)能夠滿足輸送要求。

2.5 新增管線穩定壓力的措施及控制方案

在原水脫鹽產水輸送泵出口總管和去脫鹽水站支管上分別安裝DN300調節閥，確保原水脫鹽反滲透產水至除鹽水管線壓力、流量穩定。

2.6 技改流程變化

技改前除鹽水站工藝流程如圖1所示，技改后除鹽水站工藝流程如圖2所示，技改后管線布置如圖3所示。

圖1 技改前除鹽水站工藝流程

圖2 技改后除鹽水站工藝流程

圖3 技改后管線布置圖

2.7 技改估算

本次技改需要材料如表1所示。

表1 技改需要材料

3 關鍵技術和創新點

水務車間根據現有設備設施，利用原水脫鹽反滲透產水作為除鹽水站一級反滲透進水，原水脫鹽反滲透產水工藝指標符合除鹽水站一級反滲透進水要求，因此在原水脫鹽產水外送總管(DN300)上接一根支管(DN300)至除鹽水超濾產水箱，材質不銹鋼304，代替除鹽水站多介質過濾器，超濾裝置，其次一級反滲透回收率可以由原設計75%提高至85%。

以下數據材料，具體金額不再詳列。

3.1 多介質過濾器裝置

多介質過濾器裝置5臺停運后，不需要更換石英砂、無煙煤、啟動反洗水泵反洗。

(1)多介質過濾器節省石英砂約60t/次(使用壽命3～5年)；

(2)節省無煙煤5t/a；

(3)多介質過濾器平均48h反洗一次，反洗時間0.2h，按年運行330天，多介質反洗時間約330×24÷48×0.2×5(臺)=165h；

(4)多介質反洗時正沖洗10分鐘/次，多介質正沖洗用的是一次水，流量約250m3/h，全年正沖洗需要一次水量250×330×24÷48×10/60×5(臺)=34375m3水，這些水也被節省下來。

(5)多介質反洗水由中和水泵全部送至一次水預處理，中和水泵功率75kW，每年節省了大量的電費和維護保養費用。

3.2 袋式過濾器

袋式過濾器共3臺，平均每5天更換一次濾袋，每次更換濾袋16條，濾袋60元/條，每年節省了大量資金。

3.3 超濾裝置

超濾裝置三套停運后可節約更換超濾膜232支，每支膜約1萬元。

(1)超濾裝置每小時反洗一次，每次反洗需要3min，反洗水泵流量150m3/h、功率18.5kW，每年可節省大量水電費用；(2)每次加強洗進水排水約5min，加強洗5h/次，全年可節約大量水費；(3)每次加強洗使用鹽酸、液堿、次氯酸費用約0.02萬元，全年可節約藥劑費用0.02×(330×24/5×2.5)(萬元)，平均每月在線化學清洗兩次，每次需要藥劑費用約0.1萬元，全年化學清洗費用也被節省下來；(4)超濾裝置排放濃水25m3/h，全年可節約大量水電費用，超濾裝置反洗水、加強洗排放廢水由中和水泵全部輸送至一次水預處理，中和水泵功率75kW，流量150m3/h，全年耗費大量電費，這些也都被節省下來。

3.4 生產水泵

停運兩臺生產水泵，生產水泵功率75kW，按年運行330天計算，全年可節約大量電費，每年設備維護保養費用約0.5萬元，所以停運兩臺生產水泵每年可節約大量維護保養費用。

3.5 一級反滲透濃水

反滲透濃水單套每小時少排水10m3,除鹽水站一級反滲透3套，平均2.5套保持連續運行，全年可節約大量水費。

4 結語

通過本次技術改造，對本公司的節能和成本控制方便取得了巨大成效。對無煙煤、水、電等資源的節約效果顯著，對機械維護和減少廢水的產生方面也取得了巨大進步。更重要的是，為本公司乃至同類型的其他公司都提供了寶貴的改造經驗。