Ресурсосберегающая технология утилизации продувочной воды испарителей водоподготовительной установки ТЭС на базе электромембранных модулей

• Автор: Королев, Александр Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Оглавление

Список использованных сокращений

Введение

Глава 1. Применение электромембранных технологий на тепловых

электрических станциях (обзор литературы)

1.1 Предпосылки освоения современных ресурсосберегающих техноло- 10 гий водопользования на ТЭС

1.2 Конструкции электромембранных аппаратов (ЭМА)

1.2.1 3-камерная конструкция ЭМА

1.2.2 Многокамерная конструкция ЭМА
1.2.3 Основные факторы, влияющие на эффективность работы ЭМА
1.3 Применение электромембранных технологий на ТЭС
1.3.1 Достоинства и недостатки технологических схем водоподготовки 26 с использованием электромембранных технологий, применяемых на ТЭС
1.3.2 Схема ЭМУ с УЭО-50-4/12,5
1.3.3 Схема ЭМУ Кисловодской ТЭЦ
1.3.4 Схема ЭМУ Кемеровской ГРЭС
1.3.5 Схема ЭМУ Сибтехэнерго
1.3.6 Установка ЭОУ-2-Р21К
1.3.7 Схемы ЭМУ с применением аппаратов АЭ-25
1.3.8 Схема ЭМУ на Уфимской ТЭЦ-2 с применением аппаратов АЭ-50
1.3.9 Схемы комбинированного обессоливания воды на ЭМУ
1.4 Применение ЭМА для очистки стоков ТЭС
1.4.1 Схемы концентрирования отработанных регенерационных раство- 43 ров
1.4.2 Схемы концентрирования стоков и получения из них кислоты и 50 щелочи в ЭМА
Глава 2. Пути реализации концепции создания бессточной (замкнутой)
системы водопользования на примере Казанской ТЭЦ-3.
2.1 Анализ системы водопользования Казанской ТЭЦ №3

2.2 Технологии химического обессоливания воды с сокращенными рас- 60 ходами реагентов и сокращенными сбросными стоками
2.3 Технология подготовки воды методом термического обессоливания
2.4 Создание замкнутого цикла водопотребления за счет комплексной 71 переработки минерализованных сточных вод с повторным их использованием в технологическом цикле
Глава 3. Разработка технологических схем переработки стоков испари-
тельной установки
3.1 Расчет солевого состава продувочной воды испарителей
3.2 Технологические схемы утилизации продувочной воды с использо- 79 ванием электромембранных аппаратов
3.3 Конструкция электромембранных модулей и порядок сборки мем- 84 бранного пакета на ступенях обработки
Глава 4. Описание технологической схемы утилизации продувочной
воды испарителей с получением щелочного раствора
4.1 Описание технологической схемы
4.2 Блок переключения подачи продувочной воды
4.3 Блок накопления и предварительной очистки продувки
4.4 Блок рециркуляции рабочих растворов
4.5 Блок электромембранных аппаратов
4.6 Условия эксплуатации электромембранных аппаратов
Глава 5. Промышленный эксперимент на Казанской ТЭЦ-3
5.1 Запуск в эксплуатацию электромембранной установки
5.2 Проведение эксперимента по выделению и концентрированию ще- 112 лочного раствора
5.2.1 Предочистка продувочной воды и заполнение бака-накопителя 112 продувки (БНП)
5.2.2 Заполнение баков блока рециркуляции рабочих растворов исход- 113 ным раствором
5.2.3 Эксперимент по отделению щелочи от продувочного раствора
5.2.4 Эксперимент по концентрированию щелочного раствора
5.3 Анализ результатов экспериментальных исследований
5.4 Внесение дополнений в схему ЭМУ для повышения эффективности 120 её работы

5.5 Технико-экономическая оценка эффективности использования ЭМУ
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е

ный раствор НС1) подавался с помощью блока промывки в камеры обессолива-ния и приэлектродные камеры при напряжении на электродах 100 В.
Непосредственно после отмывки степень обессоливания воды повысилась, на 10-20 %. Выход по току также увеличился: при расходе воды 40 м3/ч и напряжении 400 В он составил 90 % первоначального, при напряжении 600 В -86 %.
После 600 часов предварительных испытаний установка была остановлена, и проведена оценка состояния узлов и отдельных элементов с разборкой модулей. Камеры обессоливания практически не содержали загрязнений. В большинстве камер концентрирования обнаружены отложения гидроокисей железа и солей жесткости. Для их удаления проведена обработка 1 %-ным раствором НС1 с последующей очисткой щетками.
Далее установка эксплуатировалась в течение 1040 часов, за этот период было обработано свыше 32000 м3 воды. Кратковременные остановы делались лишь для замены патронов и одновременной отмывки мембран от загрязнений.
Производительность установки по обрабатываемой воде в зависимости от потребностей ТЭЦ составляла 26-40 м3/ч, давление во входном коллекторе при этом, не превышало 0,08 МПа. В процессе эксплуатации наблюдалось постепенное снижение степени обессоливания с 50-60 до 30-36 %. Одновременно с 60-70 до 40-45 % уменьшился выход по току, энергозатраты увеличились с 0,1-0,12 до 0,17-0,5 (кВт'ч)/г-экв. Удельный поток ионов за период испытаний снизился до 0,17 г-экв/(м2-ч), а, содержание солей в концентрате не превышало 80 г/л.
Увеличение продолжительности отмывки модулей от загрязнений до 8 часов существенно не сказалось на длительности эффективной работы. Через 8-10 часов эксплуатации степень обессоливания вновь снизилась до 35 %. В этой связи представляются актуальными разработки нового технологического режима отмывки с применением более эффективных композиций и надежного способа оперативного контроля отложений на мембранах.
В целом результаты испытаний показали возможность использования установки ЭОУ-2 Р21К в схемах обессоливания ТЭС. Следует отметить, что ЭОУ-2Р21К на тот момент являлась единственной промышленной установкой,