除盐水系统的节能技术研究

李剑(淄矿集团内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司，内蒙古 鄂尔多斯 017313)

0 引言

2019年7月在内蒙古黄陶勒盖煤炭有限责任公司世林化工分公司水务车间对本项目进行了现场安装应用，投入使用后，世林化工水务车间实现了生产线的全负荷运转，达到了高效生产和节能减排的技改目的，取得了良好的效果。本项目产生效益为直接经济效益，包括多介质过滤器装置、袋式过滤器滤袋、超滤装置、一次水生产水泵、一级RO浓水等5个方面产生效益。

1 项目用途

在煤化工水处理领域，煤化工水处理工艺具有举足轻重的地位。但是目前环保需求和水资源短缺问题日益严峻，工业水处理尤其是煤化工水如何处理问题日益凸显，煤化工项目具有较大的耗水量和废水排放量，世林化工处于西北水资源匮乏的内蒙古鄂尔多斯境内，对水处理的要求较高，必须从源头降低原水使用量。为解决此问题，公司成立了专项问题课题组，对该问题进行了方案制定和技改实施。

2 技术原理及内容

2.1 项目实施方案

在原水脱盐产水外送总管(DN300)上接一根支管(DN300)至除盐水超滤产水箱，材质不锈钢304。由于现有一次水管网材质为碳钢，原水脱盐产水pH为6.8～7.0,采用现有一次水管输送原水脱盐产水，对一次水管网产生腐蚀。

2.2 技改后主要优点

除盐水站多介质过滤器、袋式过滤器、超滤装置停止运行，节约更换设备滤材费用及运行费用。

2.3 运行方式对比

目前运行方式。原水脱盐产水进入一次水池，通过生产水泵送至一次水管网，除盐水站进水设有一次水调节阀，通过调节水量进入除盐水多介质过滤器，经多介质过滤器过滤后的产水进入袋式过滤器，然后进入超滤装置，超滤装置产水进入超滤产水箱，通过超滤水泵送至除盐水后系统进行处理，多介质过滤器、超滤装置的冲洗水、反洗水进入中和水池，经中和水池提升泵输送至一体化净水器入口。

技改后运行方式。除盐水站预处理装置停止运行，原水脱盐反渗透产水(pH：6.8～7.0、电导率＜200us/cm、硬度：0mg/L、碱度＜50mg/L)输送至除盐水超滤水箱调节阀进行调节，原水脱盐产水指标满足除盐水系统正常运行。

2.4 运行方式变化后对机泵的影响及控制方案

(1)原水脱盐反渗透产水直接输送至除盐水站超滤水箱，一次水管网原供水量480m3/h，技改后减少260～300m3/h,一次水管网剩余180～220m3/h，开一台低压消防水泵满足正常运行(将低压消防水泵电动机更换为变频电动机，并加装变频装置)，保证一次水及低压消防供水；(2)在一次水回流管处安装自动泄压阀，防止一次水管网超压；(3)现有原水脱盐反渗透产水输送泵3台(流量220m3/h、扬程30m)能够满足输送要求。

2.5 新增管线稳定压力的措施及控制方案

在原水脱盐产水输送泵出口总管和去脱盐水站支管上分别安装DN300调节阀，确保原水脱盐反渗透产水至除盐水管线压力、流量稳定。

2.6 技改流程变化

技改前除盐水站工艺流程如图1所示，技改后除盐水站工艺流程如图2所示，技改后管线布置如图3所示。

图1 技改前除盐水站工艺流程

图2 技改后除盐水站工艺流程

图3 技改后管线布置图

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 关键技术和创新点

水务车间根据现有设备设施，利用原水脱盐反渗透产水作为除盐水站一级反渗透进水，原水脱盐反渗透产水工艺指标符合除盐水站一级反渗透进水要求，因此在原水脱盐产水外送总管(DN300)上接一根支管(DN300)至除盐水超滤产水箱，材质不锈钢304，代替除盐水站多介质过滤器，超滤装置，其次一级反渗透回收率可以由原设计75%提高至85%。

以下数据材料，具体金额不再详列。

3.1 多介质过滤器装置

多介质过滤器装置5台停运后，不需要更换石英砂、无烟煤、启动反洗水泵反洗。

(1)多介质过滤器节省石英砂约60t/次(使用寿命3～5年)；

(2)节省无烟煤5t/a；

(3)多介质过滤器平均48h反洗一次，反洗时间0.2h，按年运行330天，多介质反洗时间约330×24÷48×0.2×5(台)=165h；

(4)多介质反洗时正冲洗10分钟/次，多介质正冲洗用的是一次水，流量约250m3/h，全年正冲洗需要一次水量250×330×24÷48×10/60×5(台)=34375m3水，这些水也被节省下来。

(5)多介质反洗水由中和水泵全部送至一次水预处理，中和水泵功率75kW，每年节省了大量的电费和维护保养费用。

3.2 袋式过滤器

袋式过滤器共3台，平均每5天更换一次滤袋，每次更换滤袋16条，滤袋60元/条，每年节省了大量资金。

3.3 超滤装置

超滤装置三套停运后可节约更换超滤膜232支，每支膜约1万元。

(1)超滤装置每小时反洗一次，每次反洗需要3min，反洗水泵流量150m3/h、功率18.5kW，每年可节省大量水电费用；(2)每次加强洗进水排水约5min，加强洗5h/次，全年可节约大量水费；(3)每次加强洗使用盐酸、液碱、次氯酸费用约0.02万元，全年可节约药剂费用0.02×(330×24/5×2.5)(万元)，平均每月在线化学清洗两次，每次需要药剂费用约0.1万元，全年化学清洗费用也被节省下来；(4)超滤装置排放浓水25m³/h，全年可节约大量水电费用，超滤装置反洗水、加强洗排放废水由中和水泵全部输送至一次水预处理，中和水泵功率75kW，流量150m3/h，全年耗费大量电费，这些也都被节省下来。

3.4 生产水泵

停运两台生产水泵，生产水泵功率75kW，按年运行330天计算，全年可节约大量电费，每年设备维护保养费用约0.5万元，所以停运两台生产水泵每年可节约大量维护保养费用。

3.5 一级反渗透浓水

反渗透浓水单套每小时少排水10m³,除盐水站一级反渗透3套，平均2.5套保持连续运行，全年可节约大量水费。

4 结语

通过本次技术改造，对本公司的节能和成本控制方便取得了巨大成效。对无烟煤、水、电等资源的节约效果显著，对机械维护和减少废水的产生方面也取得了巨大进步。更重要的是，为本公司乃至同类型的其他公司都提供了宝贵的改造经验。