陈凯
中国轻工业广州工程有限公司 511447
摘要：根据埃塞能源政策及本工程的具体情况，利用糖厂蔗渣及周边的农林生物质进行热电联产，以提高整个项目的综合经济效益，从而达到节能降耗，改善环境目的。
关键词：多介质过滤器，活性炭过滤器，反渗透，混合离子交换器
一、引言
现代糖厂中，水质起着非常重要的作用，如果水质超标则会影响锅炉和汽轮机的寿命，因此，化水处理系统在整个糖厂中起着至关重要的作用。如何通过计算以及经济性比较选用合适的化水处理系统是糖厂自备电站中至关重要的一步。
二、项目的设计资料
埃塞俄比亚糖业公司（OMO-KURAZ2）12000TCD甘蔗糖厂项目配套自备电站采用蔗渣锅炉，热电站规模为2x170t/h 高温高压蔗渣锅炉+ 1×30 MW双抽抽汽机组。根据物料平衡计算以及考虑锅炉启炉用水量，化水站出力确定为3X50 t/h。
本工程项目概况：
埃塞俄比亚糖业公司（OMO-Kuraz2）12000TCD糖厂项目拟建地点位于埃塞俄比亚南方民族州OMO地区Omo-Gibe河盆地，距首都亚地斯亚贝巴约890公里，距离吉布提（Djibouti）港口约1600公里。
2.1厂址气象和地理条件
2.4、化水处理系统出水水质要求
锅炉给水质量标准符合《火力发电机组及蒸汽动力设备汽水质量标准》。
正常运行时：
总硬度：≤2.0μmol/l
氢电导率（25℃）≤0.3μS/cm
溶解氧≤7μg/l
铁≤30μg/l
铜≤5μg/l
锅炉补给水质量标准：
除盐水箱进水电导率（25℃）≤0.2μS/cm
除盐水箱出水电导率（25℃）≤0.4μS/cm
三、化水处理系统设计
3.1水处理设备容量的确定
榨季，工艺装置有大量一效冷凝液回到热电站，化学水补充水为15.8t/h；化学水处理系统设备设3列，其中正常情况下2列运行1列备用。考虑到开工工况以及事故工况，每列出力50t/h（二用一备）。除盐水系统的原水来自水处理站。
3.2化水系统工艺流程确定
根据业主的水质报告以及《火力发电机组及蒸汽动力设备汽水质量标准》规定的水质要求，本项目的化水处理工艺流程确定为：生水→多介质过滤器→活性炭过滤器→反渗透→除碳器→中间水箱→中间水泵→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→除氧器。
3.3化水系统工艺流程的介绍
本系统设置了多介质过滤器及活性炭过滤器作为预处理系统，用于去除原水中的大部分悬浮物、游离氯、有机物及水中的色度、气味等杂质，处理后进入反渗透系统，从而为了防止前级由于故障以及其他特殊原因造成颗粒性物质进入反渗透，原水进入反渗透前设置保安过滤器，利用精密滤芯截留颗粒性物质。
为了确保细菌及难溶解性固体对反渗透系统的影响。系统中设置了多套药剂投加装置其中絮凝剂用于去除水中悬浮物及胶体物质；杀菌剂主要用来杀灭及抑制水中的细菌生长，防止膜表面滋生细菌膜；还原剂主要用来还原水中的余氯防止余氯氧化反渗透膜；阻垢剂主要用来阻止钙镁及其他溶解度低的离子在膜表面形成垢物造成膜元件透水能力的衰减。
通过上述预处理后的出水进入后级除盐系统。系统设置了两级脱盐设备，第一级为反渗透装置。反渗透装置利用渗透压使纯水透过膜元件进入淡水室以达到除盐的目的。经过反渗透装置的除盐处理以后，水中的大部分溶解性盐类、细菌等物质被有效去除。
反渗透出水进入鼓风填料式除二氧化碳器，去除水中的二氧化碳，从而减轻后续工艺的负担，除二氧化碳器出水经过水泵压力提升后进入二级除盐设备——混合离子交换器，混合离子交换器内装填有按一定比例混合均匀氢离子交换树脂和氢氧离子交换树脂。混合均匀的阳树脂和阴树脂紧密地交错排列，每一对阳树脂和阴树脂颗粒都类似于一组复床，故可以把混床看作无数复床串联运行。使系统产水完全满足工艺及锅炉给水水质要求。
3.4主要设备选型介绍
1、多介质过滤器
多介质过滤器是压力式的，其原理是当原水自上而下通过滤料时，水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤层表面截留下来；当水流进滤层中间时，由于滤料层中的砂粒排列的更紧密，使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞，于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互粘附，水中杂质截留在滤料层中，从而得到澄清的水质。经过滤后的出水悬浮物可在5毫克/升以下。
根据本项目的工艺流程，多介质过滤器出力能力为：正常出力：80t/h 最大出力：110t/h。选用规格为DN3200×4400mm
2、活性炭过滤器
活性炭的吸附原理是：在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度。活性炭颗粒的大小对吸附能力也有影响。一般来说，活性炭颗粒越小，过滤面积就越大。颗粒状的活性炭因颗粒成形不易流动，水中有机物等杂质在活性炭过滤层中也不易阻塞，其吸附能力强，携带更换方便。
根据本项目的工艺流程，活性炭过滤器出力能力为：正常出力：80t/h 最大出力：110t/h。选用规格为DN3200×4900mm
3、反渗透装置
反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到浓水。
根据本项目的工艺流程，反渗透装置出力能力为：50t/h×3。
4、混合离子交换器
工作原理：混合床离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放置在同一个交换器中，在运行前将它们均匀混合，所以可看着是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床，水中所含盐类的阴、阳离子通过该项交换器，则被树脂交换，而得到高度纯水本混合床采用体内再生法，再生时首先利用两种树脂的比重不同，用反洗使用权阴、阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉积在下，阴树脂浮在上面，然后阳树脂用盐酸（或硫酸）再生，阴树脂用烧碱再生。
根据本项目的工艺流程，混合离子交换器的出力能力为：50t/h×3。
四、化水站设备布置
化水间为单层结构，长度为56m，跨度为21m。室内布置4个机械过滤器、4个活性炭过滤器、3组反渗透装置、3组混合离子交换器、除盐水泵等。电气控制值及药品堆放间布置在花水间的左侧。原水箱、中间水箱、除盐水箱布置在室外±0.00m。本项目的设备布置图如下图所示：
五、结论及建议
本项目的化水站采用的工艺流程是非常合理的，厂房布置也是经过各专家讨论整合，因而本化水站的设置是成功的。
参考文献：
[1]邱黎明；赵小峰，混合离子交换器中排损坏原因及处理，《甘肃科技》- 2011-03-30
[2]王瑾，反渗透进水余氯超标原因分析与研究，《山西化工》- 2019-04-15
论文作者:陈凯
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第4期
论文发表时间:2019/9/20
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