电厂化学制水中除碳技术及节能优化运行探索
杨志琴’，王璇”
（1.山西漳电同华发电有限公司，山西原平034114； 2.南开大学滨海学院环境工程专亚，天津300270）
补给水系统反渗透二级除盐工艺中除碳器短路运行的情况进行了分析，结果表明短路运行后阴离子交换器周期制水量保持稳定，而且出水水质得到提高.短路除碳器运行，在优化除盐系统的同时起到了节能降耗的作用.
关键词：除碳器；出水水质；经济效益
中图分类号：TM621.9文献标志码：B文章编号：1009-3230（2016)11-0030-03
Discussion on CarbonRemoval Technology and OptimizedOperation ofEnergy Saving inPower Plant Chemical
YANG Zhi - qin' WANG Xuan?(1. Shanxi Zhangshi Tonghua Power Generation Co. Ltd. Yuanping 034114 Shanxi Procince China;2. Department of Environmental Engineering Binhai University Nankai University Tianjin 300270 China)
Abstract ; In this paper the application principle and influencing factors of carbon removal deviceare introduced. The shorn - circuit operation of desulphurizer in reverse osmosis secondary desalting process of Boiler Make up Water System in Phase I of Shanxi Tonghua Power GenerationCo. Lad is analyzed. The results show that the water quantity of anion exchanger is stable and theefluent quality is improved after short circuit operation. Shor - circuit in addition to carbonoperation in the optimiration f deslinatin system at the same time played a role in energy saving.
Key words: Carbon removal efluent; Water quality; Economic benefit
显.既然没有除碳的必要，那么从节能与经济运行的角度考虑，是否可以短路除碳器呢？于是我们调查了同类型电厂水处理系统设计情况，并进行了分析比对后，考虑对系统运行方式优化，开展了短路除碳器运行的试验.
0引言
传统的预处理二级离子交换除盐系统必须设置除碳器.但是，随着膜技术的发展，膜处理设备已广泛应用于电厂水处理中.化学运行人员在长期的运行中发现，由于反渗透出水已经达到了除碳器游离二氧化碳含量≤5mg/1的品质要求，除碳器再进一步除碳已经效率极低，结论显示在有反渗透二级除盐系统中的除碳器作用不明
1除碳器及影响运行的因素
1.1除碳器技术及原理
氧化碳的设备，水自设备上部引人，经喷淋装置， 除碳器是用鼓风脱气的方式除去水质游离二流过填料层表面，空气自下部风口进入逆向穿过填料层.水中的游离二氧化碳迅速解析进人空气
下，经除碳器脱气后，水中残留的二氧化碳不超过5 mg/L.
鼓风式除碳器的工作原理：当有一定酸度的水（此时水中的碳酸盐的平截向生成CO）由除碳器顶部进入除碳器，下落的过程中在填料拉稀层作用下，水流被分散成许多小水滴或水膜，水的表面积增大，利用鼓风机将空气从除碳器底部送入，当空气和水滴接触时降低了C0，在水中的风压，水中溢出的CO便会并被空气流带走，达到除碳的目的.除碳原理是基于享利定律.根据亨利定律：二氧化碳在水中的溶解度，与该水面上气体压力中游离二氧化碳的分压力成正比，所以只要减少液面上二氧化碳的分压，就可以降低溶解在水中的二氧化碳含量.由于空气中二氧化碳所占的比例很小（在0.1MPa大气压中，二氧化碳的分压仅占0.03%）.在此分压下，水中相应的二氧化碳溶解度为1mg/L左右，而H型阳床出水中游离二氧化碳的含量（视原水碱度）为50到几百mg/L.因此可以利用空气流将水面上二氧化碳带走，以减少水面上二氧化碳的分压，水中的二氧化碳便会析出，并被空气流带走，从而降低二氧化碳在水中的溶解量.
鼓风除碳器是一个圆柱形设备，柱体一般由金属制造，内表面采用适当的防腐措施，柱内的填料可采用堆放多面空心球或其他填料.除碳器运行时水自除碳器的上部进人，经配水装置淋下，在 填料层中与下部鼓入的除碳风相接触，由于填料的分割作用，除碳水被分散成许多小股或水滴状，所以水中的游离CO很快地被除碳风带走，从上部排气筒排入大气.
1.2影响鼓风机除碳器效果的因素
中，自顶部排出.在水处理工艺中一般设置在氢每立方米除碳谁所需要的的空气立方米数.理离子交换器和反渗透设备的后面，正常配制情况论上，数去C0，其风水比应维持在15-40m空气/m”水.风水比低于上述值时，也会使除碳器效果受到影响；风压.选择鼓风机时，应考虑塔内填料层的阻力以及其他阻力的总和.风压过低会使CO，不能顺利地从风筒处排走，已排出的还会溶解在水中，使水中CO含量增高；填料.填料主要影响水的分散度，分散度大，有利于除碳.填料不同，其比表面积不同，对水的分散度影响也不同，因而除碳效果也不同；水温.提高水温会加快CO，从水中的脱除速度，有利于除碳：同时由于大部分的除碳器都置于户外，适当提高水温对冬季运行有利.除碳器温度受阴离子树脂热稳定性影响，所以水温以不超过40℃为宜；除碳器鼓风机的进气质量要好，新鲜空气要不含灰尘.否则污染其他的杂质（如CO，、NH，等），会随之溶入水中，影响除碳效果和阴床的进水水质.所以鼓风机入口最好要有过滤装置.
2制水系统及调整试验
2.1系统简介及短路后果
同华发电公司一期化学水处理除盐工艺为：反渗透二级离子交换除盐，在阳离子交换器与阴离子交换器之间设置2套鼓风式脱二氧化碳器（简称除碳器）.除碳器规格为直径1.4m，高度2.5m，钢制衬胶，内装直径50mm塑料多面空心球1.4m，进水装置为母管支管式，每套除碳器配备一台4kW除碳风机.除碳器的作用是除掉阳离子交换器出水中游离的二氧化碳，目的是为了减轻阴离子交换器的负担，利于阴离子交换器的除硅，提高阴离子交换器的周期制水量和出水水 质，减少再生剂用量（.
由于电厂周围空气质量不高，空气中粉尘颗负荷.由于进入除碳器水中的C02很高，粒物含量较高，当除碳器风机连续运转时，鼓风送定负荷运行；风水比.风水比指在除碳时处理阴床出水导电度升高.另外，从定检除碳器时可
2.2阴床出水导电度
2.3阴床周期制水量
以看到塑料多面空心球很脏（污染变黑），母支管式进水装置法兰也有多处腐蚀，除碳器内壁防腐有局部脱落等问题.一次性清洗、更换空心球及内壁防腐检修费用至少在2万元以上.鉴于以上原因，某电厂化学专业提出对一期除盐水系统除碳器进行运行调整试验，即开启除碳器手动旁路总门.停运#1#2除碳风机，阳床出水直接进人中间水箱.加强对水质指标的监视.
除碳器短路后可能产生的问题：当反渗透混合离子交换器制水工艺中把除碳器短路后，反渗透的产水直接进入混床，在某些情况下有可能出现二氧化碳浓度超标的情况，不仅影响到混合离子交换器的周期制水量，还有可能影响混床的出水水质.这是因为当水经过混合离子交换器的过程中，CO想要被除掉必须要使其转化成可交换碳酸氢根、碳酸根离子，才可以被阴离子树脂交换面去除.所以有两点建议措施可以减少反渗透出水中的CO，一是在反渗透装置后加设中间水箱.出水中少量的CO因为在中间水箱有充分的滞留时间，面直接与空气接触，多余的CO会通过排气口自动排出：二是适当增加混床里面阴树脂的量.目的是增加了树脂层高度，延长了水在树脂层的停留时间，使CO，有足够的时间被阴树脂去除.
经过2个多月时间的运行，阴床的出水水质不仅没有降低，反面还有提高（出水电导逐步下降至0.2μs/cm以下，二氧化硅从在线表数据看，没有明显变化，水质反面更好了（见下图曲线）.
阴床周期制水量甚至可以增加，降低碱耗.
3 经济效益
4结束语
周期 明床周期制水量 周期制水量 (1)1 32356 348122 30965 32 1823 9018 29 1994 28615 30 1355 966 29 871
除碳风机每台的功率为4kW，共2台同时运行，水处理系统年运行时间若按300天计算，短路除碳器运行后，每年可节约运行电4kW*0.382*2*24*360=26265.6元；同时降低了系统阻力，减少了检修维护工作量和维修费用，还避免室外空气中带入杂质面发生二次污染，提高了出水水质，节能效果非常明显.二期也实施后，每年都可以实现节约成本和各种费用至少5万元以上.
通过优化实验前后的对比，结果是明显的：当除盐系统正常运行时，除碳器可以短路，对出水水质、对系统安全运行无影响，可以提高水质、降低能耗、节约运行成本，并能产生一定的经济效益，降低系统的投资、日常维护费用和运行成本；面在除碳器短路后可能对后级二级除盐产生的问题，建议可以加设中间水箱，还有待于进一步研究试验.
参考文献
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