專利名稱：：一種凈化高溫凝結(jié)水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種凈化高溫凝結(jié)水的方法，屬于水處理及節(jié)能
技術(shù)領(lǐng)域：
。技術(shù)背景化工、火電等行業(yè)廣泛采用過(guò)熱蒸汽作為熱動(dòng)力和熱源使用，過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)功耗和熱交換后變?yōu)槔淠?，其溫度?(TC95'C之間，如果未受污染，蒸汽凝結(jié)水近于純凈的蒸餾水。但大多數(shù)企業(yè)的蒸汽凝結(jié)水因?yàn)楣艿栏g、物料泄漏、管理不善等原因，存在著少量油、固體雜質(zhì)、膠體、可溶性小分子有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子等污染物，所以不能直接進(jìn)鍋爐再循環(huán)利用。致使現(xiàn)今大多數(shù)企業(yè)的高溫凝結(jié)水大多數(shù)就地排放，不僅浪費(fèi)了大量的水資源和熱能，也給環(huán)境造成了一定程度的熱污染。一般來(lái)說(shuō)，飽和凝結(jié)水尚含有蒸汽熱能的20%左右，而傳統(tǒng)的鍋爐水處理設(shè)備僅能處理5(TC以下的凝結(jié)水，因此需對(duì)凝結(jié)水在處理前進(jìn)行冷卻降溫處理，需要配置大型換熱設(shè)備，不僅增加了設(shè)備投資，而且常造成水質(zhì)惡化，并浪費(fèi)了大量有用的熱能。鑒于此種結(jié)果，專利號(hào)為200410030636.7的發(fā)明專利采用水處理工段失效尚未再生的陰離子樹(shù)脂床脫除蒸汽冷凝液中的微量油及有機(jī)物，但該方法實(shí)施為間歇性操作過(guò)程，樹(shù)脂再生過(guò)程比較繁瑣，且凝結(jié)水中的油容易堵塞樹(shù)脂孔道，對(duì)樹(shù)脂造成不可恢復(fù)性危害。專利號(hào)為02236450.1的實(shí)用新型公開(kāi)了一種高溫凝結(jié)水除鐵裝置，采用能與鐵離子快速反應(yīng)的填料來(lái)除去高溫凝結(jié)水中的鐵離子，但該裝置主要針對(duì)高溫凝結(jié)水中的鐵離子的去除而設(shè)計(jì)，而對(duì)油、膠體、可溶性小分子有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子的去除效果很差，同時(shí)也存在著油包覆填料使鐵離子不能有效進(jìn)行去除的弊端°中石油天然氣有限公司撫順石化分公司采用活性炭過(guò)濾器預(yù)處理加粉末樹(shù)脂覆蓋過(guò)濾器深度處理高溫凝結(jié)水，能有效去除凝結(jié)水中的鐵、硅、油等雜質(zhì)；但由于活性炭和樹(shù)脂吸附過(guò)濾的容量有限，要頻繁更換濾料，存在著操作運(yùn)行繁瑣和對(duì)附屬設(shè)施要求高的問(wèn)題。對(duì)于油、固體雜質(zhì)、膠體、可溶性小分子有機(jī)物，采用耐高溫的超濾膜(一般為陶瓷膜)，就可以保證有良好的截留效果。專利號(hào)200710024847.3的發(fā)明專利公開(kāi)了一種膜集成工藝處理高溫凝結(jié)水的方法，采用孔徑為0.01lum的微濾或超濾膜，在0.011.5MPa壓力下，對(duì)溫度為5(TC95。C的高溫凝結(jié)水進(jìn)行過(guò)濾，截留水中的大部分油、膠體及懸浮物雜質(zhì)，然后進(jìn)行后續(xù)的吸附或進(jìn)一步采用離子交換處理。專利號(hào)200710024847.3的發(fā)明專利公開(kāi)了一種膜分離凈化蒸汽高溫凝結(jié)水的方法，將高溫凝結(jié)水先后經(jīng)過(guò)微濾或超濾膜預(yù)處理和納濾膜深度處理，去除水中的懸浮物、油、膠體、溶解性小分子有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子等雜質(zhì)。以上兩項(xiàng)發(fā)明均采用微濾或超濾膜分離來(lái)完成對(duì)高溫凝結(jié)水中油、固體雜質(zhì)、膠體、可溶性小分子有機(jī)物的去除，然而對(duì)于無(wú)機(jī)金屬離子，特別是一價(jià)離子，由于微濾或超濾的截留效果基本為零，所以在原水中電導(dǎo)較高的情況下，必須采用耐高溫的納濾或反滲透膜進(jìn)行過(guò)濾或采用離子交換樹(shù)脂處理才能有較好效果，而耐高溫的納濾和反滲透的成本是普通納濾和反滲透的3-5倍，在高溫下的運(yùn)行壽命也僅有前者在普通溫度下(10-45°C)的1/3-1/2，使用成本太高。離子交換樹(shù)脂在高溫下的使用也存在使用壽命短，吸附交換容量飽和后再生困難等問(wèn)題。以上各種方法實(shí)質(zhì)上是用樹(shù)脂等材料吸附去除凝結(jié)水中的離子雜質(zhì)，或用耐高溫的納濾或反滲透膜對(duì)離子雜質(zhì)進(jìn)行截留去除。就高溫凝結(jié)水的水質(zhì)特點(diǎn)來(lái)講，其電導(dǎo)一般較低，一般在20-10(^S/cm，因此采用吸附分離的方法在經(jīng)濟(jì)上更有優(yōu)勢(shì)，但高溫凝結(jié)水較高的運(yùn)行溫度與連續(xù)化運(yùn)行的處理方式對(duì)于離子交換樹(shù)脂是一個(gè)挑戰(zhàn)。在此條件下，絡(luò)合-超濾技術(shù)對(duì)重金屬離子的去除效果引起了水處理技術(shù)人員的注意。水溶性聚合物絡(luò)合-超濾耦合過(guò)程，是以水溶性聚合物絡(luò)合溶液中的重金屬離子，然后通過(guò)超濾濃縮溶液中的重金屬，以實(shí)現(xiàn)對(duì)水溶液中微量重金屬分離，從而達(dá)到處理金屬?gòu)U水的目的。在此基礎(chǔ)上，閻劍和許振良等對(duì)水溶性聚合物絡(luò)合-超濾耦合過(guò)程進(jìn)行了研究。分別選取聚乙烯亞胺(PEI)和聚丙烯酸(PAA)對(duì)含銅、鋅的二元重金屬?gòu)U水進(jìn)行絡(luò)合-超濾耦合過(guò)程研究，雖然該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用水溶性聚合物絡(luò)合-超濾耦合技術(shù)可以對(duì)水溶液中的銅、鋅等重金屬離子進(jìn)行分離去除，然而并沒(méi)有研究對(duì)高溫凝結(jié)水的凈化效果作研究，也沒(méi)有對(duì)一價(jià)離子的去除效果作報(bào)道。中國(guó)專利CN200610117661.8公開(kāi)了一種水溶性聚合物強(qiáng)化超濾法處理含金屬離子廢水的方法，其包括水溶性聚合物預(yù)處理，水溶性聚合物強(qiáng)化超濾，水溶性聚合物的回收、水溶性聚合物回用四步驟，使水溶性聚合物截留率達(dá)到100%;可回收工業(yè)廢水中重金屬離子、稀土離子，適用于處理含金屬離子的工業(yè)廢水。但該專利也沒(méi)有將該技術(shù)應(yīng)用于高溫凝結(jié)水凈化領(lǐng)域做報(bào)道，更沒(méi)有對(duì)一價(jià)離子的去除作研究。雖然產(chǎn)生電導(dǎo)的離子有一價(jià)離子也有多價(jià)離子，其分離機(jī)理也都為絡(luò)合作用。但現(xiàn)階段的研究都集中在重金屬離子濃度范圍為10-200mg/L，對(duì)應(yīng)加入的水溶性聚合物的濃度范圍為5-1000mg/L，而高溫凝結(jié)水的電導(dǎo)率一般在20-10(^S/cm，對(duì)應(yīng)的總?cè)芙庑怨腆w含量在5-30mg/L，其中一價(jià)離子所占的比例在70%以上，由此可以看出，蒸汽凝結(jié)水中離子雜質(zhì)凈化的實(shí)質(zhì)即為在原水中較低的離子含量條件下實(shí)現(xiàn)脫鹽過(guò)程。同時(shí)，閻劍等的研究表明當(dāng)pH:7時(shí)，PEI對(duì)Cu2+、Zn2+的絡(luò)合容量分別為KCu=0.10mgCu2+/mgPEI,KZn=0.06mgZn2+/mgPEI。并進(jìn)一步說(shuō)明由于銅、鋅二元混合溶液與PEI絡(luò)合容量不同，因此有實(shí)現(xiàn)混合物分離的可能性，當(dāng)pH二5.8時(shí)，分離因子最大可達(dá)18。這就說(shuō)明了水溶性聚合物對(duì)不同離子的絡(luò)合性能是不同的，而對(duì)產(chǎn)生電導(dǎo)的一價(jià)離子的絡(luò)合性能的研究還未見(jiàn)有報(bào)道，其應(yīng)用更是一片空白。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是采用絡(luò)合強(qiáng)化陶瓷膜過(guò)濾技術(shù)凈化高溫凝結(jié)水，解決常規(guī)方法凈化高溫凝結(jié)水對(duì)水中硬度去除效果差，出水水質(zhì)達(dá)不到要求的問(wèn)題，為高溫凝結(jié)水凈化領(lǐng)域提供一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)。本發(fā)明的方案如下采用高分子絡(luò)合劑，絡(luò)合高溫凝結(jié)水中的溶解性離子，然后采用陶瓷膜過(guò)濾的方法截留高分子絡(luò)合劑，降低水中的電導(dǎo)率到10nS/cm，其中陶瓷膜對(duì)高分子絡(luò)合劑的截留率達(dá)99%以上，且不會(huì)引入二次污染，尤其適合存在離子雜質(zhì)的高溫凝結(jié)水凈化。本發(fā)明的具體方案如下一種凈化高溫凝結(jié)水的方法，其特征在于在待凈化的高溫凝結(jié)水原水中添加高分子絡(luò)合劑，然后將原水加壓進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾器，分別收集滲透?jìng)?cè)出水和截留本發(fā)明所說(shuō)的高溫凝結(jié)水為過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)功耗或熱交換，由汽相轉(zhuǎn)化為液相的產(chǎn)物，其溫度在50。C95'C之間，pH值為5-9，電導(dǎo)率在10-100nS/cm。在以上高溫凝結(jié)水原水中添加高分子絡(luò)合劑，形成50-1000ppm的溶液，攪拌均勻，然后將水溶液泵入陶瓷膜過(guò)濾器，以截留其中的油、固體雜質(zhì)、膠體、可溶性小分子有機(jī)物和高分子絡(luò)合劑等雜質(zhì)，其中高分子絡(luò)合劑由于絡(luò)合了產(chǎn)生電導(dǎo)率的溶解性離子而使其電導(dǎo)率降低，而陶瓷膜對(duì)油、固體雜質(zhì)、膠體、可溶性小分子有機(jī)物等雜質(zhì)的去除率也可以分別達(dá)到95%、99%、50%和40%，可以滿足高溫凝結(jié)水凈化的要求。其中，添加的高分子絡(luò)合劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺、海藻酸或殼聚糖，分子量為20萬(wàn)-500萬(wàn)。其中陶瓷膜過(guò)濾器中所用的陶瓷膜的孔徑為5-50nm，既可以保證對(duì)高分子絡(luò)合劑的截留效果達(dá)99%以上，又可以保證對(duì)油、固體懸浮物、膠體等雜質(zhì)有良好的去除效果；考慮到高溫凝結(jié)水一般比較潔凈，但溫度較高，所以膜材質(zhì)選用耐高溫的氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦和碳化硅材料；膜的構(gòu)型可以釆用多通道管式，中空纖維等多種構(gòu)型。膜裝置為普通市售的陶瓷膜過(guò)濾裝置，采用泵對(duì)水源水加壓至0.1-0.5MPa，水從膜的內(nèi)側(cè)管道滲透到外側(cè)管壁，成為經(jīng)凈化的水，而油、固體懸浮物、膠體、高分子絡(luò)合劑等則被截留在膜內(nèi)側(cè)的管道，由平行于膜面的水流帶走，減輕了膜表面的污染。經(jīng)過(guò)濾的水，電導(dǎo)率可降低至10pS/cm以下，其他各項(xiàng)指標(biāo)也完全達(dá)到鍋爐補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)(GB1576—2001)。有益效果(1)工藝流程簡(jiǎn)單，對(duì)高溫凝結(jié)水中的溶解性離子雜質(zhì)的去除效果好。(2)對(duì)油、固體懸浮物、膠體等雜質(zhì)也有很好的去除效果，出水水質(zhì)達(dá)到鍋爐補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)(GB1576—2001)。具體實(shí)施方式實(shí)施例1準(zhǔn)確計(jì)量50L65'C的蒸汽凝結(jié)水，蒸汽凝結(jié)水的水質(zhì)如表1所示。表l水質(zhì)數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在以上蒸汽凝結(jié)水中，按250ppm的濃度加入分子量為100萬(wàn)的聚丙烯酸鈉，然后加壓至0.1MPa過(guò)陶瓷膜過(guò)濾裝置(南京九思高科技有限公司生產(chǎn)，膜面積0.5m2)，采用19通道氧化鋯陶瓷膜，孔徑為50nm，透過(guò)液收集后即為經(jīng)凈化的高溫凝結(jié)水，水質(zhì)指標(biāo)如表l所示。經(jīng)計(jì)算，透過(guò)液的電導(dǎo)率降低了90%，其他各項(xiàng)指標(biāo)也全部達(dá)到了鍋爐補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)(GB1576—2001)。實(shí)施例2準(zhǔn)確計(jì)量50L87'C的蒸汽凝結(jié)水，蒸汽凝結(jié)水的水質(zhì)如表1所示。表2水質(zhì)數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在以上蒸汽凝結(jié)水中，加入分子量為50萬(wàn)的聚乙烯亞胺，配成濃度為400ppm的聚乙烯亞胺溶液，然后加壓至0.3MPa過(guò)陶瓷膜過(guò)濾裝置(南京九思高科技有限公司生產(chǎn)，膜面積0.5m2)，采用19通道氧化鋁陶瓷膜，孔徑為20nm，透過(guò)液收集后即為經(jīng)凈化的高溫凝結(jié)水，水質(zhì)指標(biāo)如表2所示。經(jīng)計(jì)算，透過(guò)液的電導(dǎo)率降低了91%，其他各項(xiàng)指標(biāo)也全部達(dá)到了鍋爐補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)(GB1576—2001)。實(shí)施例3準(zhǔn)確計(jì)量50L87"C的蒸汽凝結(jié)水，蒸汽凝結(jié)水的水質(zhì)如表1所示。表3水質(zhì)數(shù)據(jù)水質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)處理后水質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在以上蒸汽凝結(jié)水中，加入分子量為20萬(wàn)的殼聚糖，配成濃度為1000ppm的殼聚糖溶液，然后加壓至0.5MPa過(guò)陶瓷膜過(guò)濾裝置(南京九思高科技有限公司生產(chǎn)，膜面積0.5m2)，采用中空纖維構(gòu)型的氧化鈦陶瓷膜，孔徑為5nm，透過(guò)液收集后即為經(jīng)凈化的高溫凝結(jié)水，水質(zhì)指標(biāo)如表3所示。經(jīng)計(jì)算，透過(guò)液的電導(dǎo)率降低了93%，其他各項(xiàng)指標(biāo)也全部達(dá)到了鍋爐補(bǔ)充水水質(zhì)指標(biāo)(GB1576—2001)。權(quán)利要求1.一種凈化高溫凝結(jié)水的方法，其特征在于在待凈化的高溫凝結(jié)水原水中添加高分子絡(luò)合劑，然后將原水加壓進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾器，分別收集滲透?jìng)?cè)出水和截留液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的原水的pH值為5-9，電導(dǎo)率在10-1001^/cm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的高分子絡(luò)合劑為聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、聚乙烯亞胺、聚丙烯酰胺、海藻酸或殼聚糖，分子量為20萬(wàn)-500萬(wàn)，加入后溶液中高分子絡(luò)合劑濃度為50-1000ppm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的陶瓷膜過(guò)濾器中所用陶瓷膜的孔徑為5-50nm,陶瓷膜的材質(zhì)為氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦或碳化硅材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的將原水加壓進(jìn)入陶瓷膜過(guò)濾器中的壓力為0.1-0.5MPa。全文摘要本發(fā)明涉及一種凈化高溫凝結(jié)水的方法，采用高分子絡(luò)合劑，絡(luò)合產(chǎn)生電導(dǎo)的溶解性離子，然后采用陶瓷膜過(guò)濾的方法截留高分子絡(luò)合劑，去除水中的溶解性離子雜質(zhì)，其中陶瓷膜對(duì)高分子絡(luò)合劑的截留率達(dá)99％以上，可以保證滲透出水的電導(dǎo)率在10μS/cm以下，且不會(huì)引入二次污染，尤其適合凈化高溫凝結(jié)水中的溶解性離子。文檔編號(hào)C02F1/44GK101264956SQ20081002349公開(kāi)日2008年9月17日申請(qǐng)日期2008年4月15日優(yōu)先權(quán)日2008年4月15日發(fā)明者丁曉斌,仲兆祥,姚春鳴,征范,范益群,邢衛(wèi)紅申請(qǐng)人:江蘇久吾高科技股份有限公司