Использование мембранных технологий в системах водоподготовки энергетических объектов

Федеральное агентство по образованию

Филиал государственного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Московский Энергетический Институт

(технический университет)»

в г. Волжском

Кафедра «Технология воды и топлива»

Реферат

по дисциплине:

«Учебно-научно исследовательская работа»

на тему:

Использование мембранных технологий в системах водоподготовки энергетических объектов.

                                                                                   Выполнила: Гаврилина  Д.Л.     

                                                                                   Группа:        ТВТ-05

                                                                             Проверила:  Одоевцева М.В.

Волжский 2010

Область применения мембранных методов в энергетике с каждым годом все больше расширяется: это и системы глубокого обессоливания воды, и подготовка подпиточной воды паровых котлов, и  подготовка воды для автономных источников тепла, подготовка питьевого водоснабжения, подпитка теплосети.  Это вызвано как технологическими  преимуществами мембранных методов, так и экономическими причинами. Сюда же добавляются и соображения экологической безопасности.

Основные методы опреснения морских и высокоминерализованных вод являются: Na –катионитные фильтры; теплообменные аппараты; испарительные установки; ультрафильтрация; нанофильтрация; обратный осмос.

 Широкий интерес к использованию метода обратного осмоса, как метода обессоливания при подготовке воды, например, для паровых  котлов вызван тем, что его применение позволяет сократить большое количество потребляемых реагентов (кислот, щелочей, поваренной соли) и одновременно избавиться от стоков, содержащих эти реагенты.  Современные обратноосмотические мембраны задерживают кроме ионов солей, и органические молекулы, и силикаты, что делает обратный осмос чрезвычайно эффективным и перспективным в энергетике. Кроме систем глубокого обессоливания воды, системы обратного осмоса успешно применяются для подготовки подпиточной воды паровых котлов. Благодаря невысокой стоимости, компактности, простоте сервиса, полой автоматизации, обратноосмотические системы оказываются перспективными для подготовки воды для автономных источников тепла.

В производстве пара традиционно используются катионитные фильтры. Существенным недостатком является то, что регенерация таких фильтров проводится раствором поваренной соли и это как большой расход реагента, так и экологическая проблема стоков. К тому же сейчас происходит модернизация конструкций паровых котлов, повышаются их технологические показатели, что приводит к повышению требований к качеству питательной воды.

Ультра - и Нанофильтрация также находят свое применение в водоподготовке энергетических объектов. Кроме подготовки котловой воды (с применением обратного осмоса) методы ультра - и нанофильтрации могут быть использованы как самостоятельный методы, например, для подпитки теплосети.

Ультрафильтрационные мембраны, в зависимости от назначения имеют различный размер пор от 0,01 до 0,1 микрона. Ультрафильтрация  используется, как наиболее эффективный метод предподготовки воды перед обратным осмосом. Такие мембраны  эффективно задерживают взвешенные и коллоидные вещества, органические загрязнения, образующие цветность. Качество очищенной воды высоко даже в сезонные колебания воды. Но необходимо дозирование флокулянта, так как это мера для повышения эффективности задержания органических загрязнений, которых могут образовывать осадки на обратноосмотических  мембранах.

Нанофильтрация  не требует столь частых промывок как обратноосмотические мембраны, т.к. при давлении до 6 МПа мало подвержены загрязнениям осадками малорастворимых солей и не требуют столь частых промывок.  Более перспективна в теплоэнергетике.

Мембранные методы могут применяться как в комбинациях, так и самостоятельно. Какой метод  или какая комбинация – решается путем оптимизационных исследований, при сравнении капитальных и эксплуатационных затрат. Экологическая составляющая затрат также учитывается виде цен на воду, на сброс в канализацию, в водоемы.

Основные комбинации технологий нанофильтрации, ультрафильтрации, Na-катионирования и обратного осмоса

Экономическое сравнение обратного осмоса и ионного обмена.

 Абсциссы точек, соответствующие пересечению линий, определяют концентрации солей в исходной воде, соответствующие границам применения обратного осмоса или ионного обмена. На себестоимость воды существенно могут повлиять  цены на кислоту и щелочь, а также затраты на воду. Существенный вклад в повышение экономичности обратного осмоса  может внести использование ультрафильтрации в качестве предочистки воды. При сопоставлении традиционной схемы водоподготовки  и схемы с ультрафильтрацией, учитывались затраты на электроэнергию, замену картриджей, реагенты. Кроме того необходимо учитывать снижение производительности  обратноосмотических мембран вследствие их загрязнении органическими веществами, и дополнительные расходы моющих растворов.