概述

只要電力行業(yè)一直在使用蒸汽，超純鍋爐給水一直是該過程的關(guān)鍵部分。水的純度直接影響鍋爐效率、可靠性和使用壽命。它也與渦輪機(jī)和其他下游組件的相同特性相關(guān)。傳統(tǒng)上，生產(chǎn)這種重要成分是一個(gè)復(fù)雜的多階段過程，包括過濾、水調(diào)節(jié)、懸浮固體和有機(jī)物的大量減少、脫氣和最終拋光以去除離子污染物。

最后一步是最難的

雖然這些步驟中的每一步都有其挑戰(zhàn)，但最后一步拋光可能是成本的最大來源。鍋爐和渦輪機(jī)的水質(zhì)要求非常嚴(yán)格，在最終處理的水中實(shí)現(xiàn)低電導(dǎo)率、二氧化硅、鈉和總有機(jī)碳 (TOC) 至關(guān)重要。

離子水平的純化是將“超”置于超純水中的原因。實(shí)現(xiàn)這種狀態(tài)的傳統(tǒng)方法涉及具有高環(huán)境和安全成本的化學(xué)強(qiáng)度高的過程。好消息是，近年來凈化技術(shù)不斷發(fā)展，可以提供以更低的運(yùn)營成本獲得更好水質(zhì)的解決方案。

目前可用的技術(shù)

離子交換及其成本

在過去的 70 年里，發(fā)電廠的運(yùn)營一直依靠化學(xué)再生的離子交換工藝來生產(chǎn)超純鍋爐給水。該過程使用離子吸引樹脂去除污染物，今天仍在許多操作中使用。它的成本和安全挑戰(zhàn)源于再生過程，當(dāng)樹脂被污染物加載并失去其有效性時(shí)，再生過程必須定期進(jìn)行。再生這些樹脂會(huì)消耗苛性堿和酸——需要特殊儲(chǔ)存和處理的危險(xiǎn)物質(zhì)。管理來自該過程的廢物流會(huì)帶來額外的成本。

運(yùn)營商可以通過使用服務(wù)去離子 (SDI) 承包商進(jìn)行場外再生來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，但代價(jià)是增加了供應(yīng)鏈的額外環(huán)節(jié)以及可能無法容忍的風(fēng)險(xiǎn)因素。

RO 預(yù)處理：升級

近幾十年來，通過引入反滲透 (RO) 作為離子交換的預(yù)處理，該過程的勞動(dòng)力和化學(xué)強(qiáng)度已部分減輕。作為對一般更嚴(yán)格的純度規(guī)格的回應(yīng)，特別是對去除有機(jī)物和無機(jī)物的更高要求，反滲透預(yù)處理提供更高的整體純度，同時(shí)減少對再生化學(xué)品的需求及其相關(guān)成本——反滲透預(yù)處理+離子的主要變化交流電力行業(yè)的主導(dǎo)技術(shù)。

然而，使用這種替代方案時(shí)，一些成本和運(yùn)營挑戰(zhàn)仍然存在。雖然 RO 預(yù)處理在離子交換之前去除了許多污染物，但它并不能全部去除，而且離子交換的需求及其化學(xué)成本仍然存在。此外，它仍然是一個(gè)批處理過程，其中殘留污染物逐漸上升到接近規(guī)格限制的突破點(diǎn)，從而觸發(fā)再生循環(huán)。該過程的不一致性質(zhì)要求操作員監(jiān)測水質(zhì)，不斷觀察是否有突破。此外，水質(zhì)并不一致。

CEDI：新興領(lǐng)導(dǎo)者

近年來，一項(xiàng)新技術(shù)，即連續(xù)電去離子化 (CEDI) 提供了一種替代方案，可將超純鍋爐給水生產(chǎn)的質(zhì)量和成本效益提升到一個(gè)新的水平。 CEDI 于 1987 年由美國環(huán)保公司商業(yè)化，現(xiàn)在是江蘇華建環(huán)境公司研發(fā)的 凈化離子技術(shù)?，CEDI 已證明自己是在包括發(fā)電在內(nèi)的多個(gè)行業(yè)中消除化學(xué)品和降低成本的有效方法。

無化學(xué)品工藝

CEDI 用不使用有害物質(zhì)的電化學(xué)過程取代了基于化學(xué)的離子交換。取而代之的是，它使用自再生離子交換樹脂，將其固定在帶電室的膜內(nèi)，以凈化水。在這個(gè)過程中，施加到給水流的直流電驅(qū)動(dòng)帶正電和帶負(fù)電的離子通過負(fù)離子和正離子交換膜，在那里它們被捕獲并被引導(dǎo)到廢物流。剩下的是純度可以達(dá)到 18 兆歐厘米電阻的產(chǎn)品水 - 完全在當(dāng)今超純鍋爐給水的公差范圍內(nèi)。

這個(gè)過程消除了對傳統(tǒng)離子交換樹脂床和化學(xué)再生的需要。其廢物流無需運(yùn)往異地進(jìn)行加工，而是可以在內(nèi)部進(jìn)行管理，在某些情況下，還可以進(jìn)行處理以供再利用。

持續(xù)、一致的純度

除了不含化學(xué)物質(zhì)外，CEDI 是一個(gè)連續(xù)過程，其中離子交換樹脂在復(fù)雜的電源管理技術(shù)的控制下不斷自我再生。純度保持一致的高水平，無需監(jiān)控突破過程。

作為面向商業(yè)市場的 CEDI 的開創(chuàng)者，江蘇華建環(huán)境公司研發(fā)的 凈化離子技術(shù)? 產(chǎn)品已將 CEDI 技術(shù)設(shè)計(jì)成廣泛的緊湊型模塊，用于研究、電子、工業(yè)、制藥和發(fā)電。與傳統(tǒng)離子交換相比，所有這些系統(tǒng)都以更小的占地面積提供更高的通量，因此升級到這種先進(jìn)技術(shù)變得相對簡單。而且這項(xiàng)技術(shù)仍在開辟新天地。當(dāng)前設(shè)計(jì)提供的流量是上一代 CEDI 的 20 倍，而占地面積僅是其三倍。對于電力行業(yè)，CEDI 模塊提供 15 至 100 gpm 的高流速。

結(jié)論

隨著能源市場過渡到法規(guī)和效率要求的新時(shí)代，提高鍋爐性能的壓力只會(huì)越來越大。與此同時(shí)，可以肯定的是，對環(huán)境合規(guī)和工作場所安全的要求將不可避免地增加。在這種環(huán)境下，CEDI 提供了新一代技術(shù)，可提供所有領(lǐng)域中最好的：安全性、合規(guī)性和效率。