综合法二氧化氯在电厂循环冷却水杀菌灭藻技术经济分析.doc

EX系列二氧化氯发生装置在电厂循环水系统杀菌除藻中的技术经济分析河北博欧电力科技有限公司一、 电厂循环水对杀菌除藻技术的要求大型火力发电厂凝汽器循环水冷却系统是将循环水通过凝汽器热交换器进行热交换，降低凝汽器温度，使低温蒸汽凝结，从而保证汽轮机内真空度、提高发电效率的重要环节。影响凝汽器换热器换热效率的因素很多，其中循环水质是主要的影响因素。在电厂循环冷却水系统中，水的温度较适合细菌、真菌、藻类、原生动物等微生物的生长与繁殖。并以这些微生物为主体，混杂泥砂、无机物和尘土等，形成生物粘泥附着与堆积。凝汽器换热器管道产生粘泥故障，轻微时引起管道结垢，增加水流阻力，造成换热效率降低，严重的造成孔蚀，可使管道穿孔，报废设备。藻类也容易在凉水塔和凉水池中大量繁殖引起配水管道阻塞。随着电厂冷却水用量的不断增大，采用循环运行及其水质稳定技术已日益受到人们普遍重视。近年来，有机聚电解质和有机磷酸酯等高效复合式缓蚀阻垢剂的应用，又使冷却水的循环运行从酸性环境运行转变为碱性环境运行。电厂循环冷却水碱性运行和水质稳定药剂的复配，不断地提高了系统的缓蚀阻垢能力，降低了系统的腐蚀。但碱性配方中许多药剂都是微生物营养剂，由此也加剧了细菌和藻类的繁殖。另外，随着补给水水源的短缺，很多电厂大量采用城市污水或污水处理厂的中水作为循环水补给水；这种水源有机物含量高，微生物繁殖快，也可造成循环水质的急剧恶化。为此，选用适当的杀菌除藻方式，是改善循环冷却水水质，提高凝汽器换热效率，进而保证汽轮机真空度、提高发电效率的关键措施。在节水、节能、环境保护要求日益提高的情况下，就迫切需要开发应用电厂循环冷却水碱性运行条件下的安全高效无副作用的消毒剂对其进行杀菌除藻处理。火力发电厂冷却循环水系统杀菌除藻要求：（1） 杀菌效果强于传统的杀菌除藻剂（2） 杀菌除藻效果不受pH值的影响（3） 具有较长维持杀菌消毒能力的时间（4） 无毒无害，操作安全性高（5） 运行成本低（6） 操作自动化程度高，方便检修（7） 应是绿色产品，无 “三废”排放，不污染环境二、 各种杀菌除藻方式简介目前火力发电厂采用的杀菌除藻方式主要有以下几种：1、 液氯液氯为黄绿色液体，具有强烈的窒息性气味，有剧毒，是一种广谱高效杀菌剂。液氯的杀菌作用主要在于当液氯溶于水后，生成次氯酸；次氯酸分子对微生物的细胞有很强的穿透作用，可有效的杀灭大部分微生物和细菌。液氯在酸性或微酸性环境下以次氯酸分子的形式存在，杀菌效果较好；在碱性环境下，液氯在水中大多以次氯酸根的离子态存在，杀菌效果大幅度下降。该方式为传统的杀菌除藻方式，主要优点是来源广、价格低廉。但是，由于其为剧毒物质，储存、运输、投加等操作安全性极差，一旦发生泄漏即可酿成重大事故。此外，由于电厂循环水为了提高水质，大量投加缓蚀剂、除垢剂等水锤药剂，使循环水一般呈为碱性，液氯已不能满足杀菌除藻的要求。因此，目前除一些老电厂外投加液氯方式基本已经淘汰。2、 次氯酸钠次氯酸钠溶液为淡黄色或无色液体，分子式为NaClO，有效氯含量为0.953，易于分解。是一种广谱高效杀菌剂。同液氯相似，在酸性或微酸性环境下，杀菌效果较好；在碱性环境下，杀菌效果较差。由于该液体易于分解不易保存，目前电厂一般采用次氯酸钠发生器现场生产，现场投加。次氯酸钠发生器的工作原理是：采用无隔膜电解槽，电解3%的NaCl溶液，生成浓度为68g/l的次氯酸钠溶液。该方式目前为大多数电厂杀菌除藻的主要方式。主要优点是设备运行安全稳定，运行费用较低；但是，由于在盐水电解的过程中，有三分之二的盐分未被电解，仍然以盐的形式存在于液体之中，被投加至循环水中。而在循环水系统的运行过程中，随着循环水的不断蒸发，水中的盐分不断累积，当盐分累积到一定浓度必须进行更换。因此，在循环水加药的过程中增加循环水的含盐量是不可取的。另外，从上述可知目前电厂的冷却循环水由于加入其它缓蚀剂等药品，水质呈碱性，使次氯酸钠溶液的杀菌效果下降不能满足要求。因此，次氯酸钠发生器在电厂的应用已趋于减少，有被取代的趋势。3、二氧化氯二氧化氯作为第四代高效、广谱杀菌剂，杀菌效果是液氯的45倍，而且杀菌能力不受pH值的影响；基本上可以达到上述电厂对杀菌除藻剂的要求。目前国内二氧化氯的主要生产方式是化学法，该装置的运行成本较高；另外，该法需排放反应后生成的残液，影响循环水的浓缩倍率，造成资源浪费和环境污染，因此，无法大面积推广使用。我公司EX系列二氧化氯发生装置为综合法，运行成本极低，无任何三废排放，不形成二次污染，为解决火力发电厂冷却循环水杀菌除藻问题创造了条件。4、臭氧臭氧是一种高效杀菌消毒剂，其杀菌消毒能力在现有杀菌消毒剂中是最强的。但是，O3在水中的半衰期约为20min (20)，因此在这些工艺的最后仍然需要采用其它消毒剂消毒，以维持管网中的持续消毒作用。另外，臭氧的生产设备价格极其昂贵。 5、其它药剂目前有部分火力发电厂采用二氯异氰脲酸钠和三氯异氰脲酸钠等无机或有机的杀菌剂作为冷却循环水杀菌除藻的杀菌剂。该方式所需费用在所有杀菌除藻方式中是最高的，达到液氯的10倍以上，经济性很差。6、各种杀菌方式比较杀菌剂种类液氯次氯酸钠臭氧无机或有机药剂二氧化氯化学法二氧化氯EX系列杀菌效果10.9536100.54545杀菌持续时间较长较长很短较长较长较长pH值影响酸性酸性无影响酸性无影响无影响挥发性易易易不易易易自身毒性剧毒无无无无无生成有害物质有有无有无无生产方式外购药剂现场生产现场生产外购药剂现场生产现场生产运行成本11.5210350.8从以上比较和分析可以看出，二氧化氯作为第四代杀菌剂从各个技术指标来看能充分满足电厂冷却循环水对杀菌除藻的要求。三、二氧化氯生产技术分析目前国内外二氧化氯生产有以下几种方式：1、三电极隔膜电解法：该生产方式采用三电极隔膜电解槽，电解氯化钠溶液，生成包括二氧化氯在内的混合气体，在水中溶解形成杀菌消毒液体。由于存在二氧化氯含量低（二氧化氯10%，氯气90%），隔膜寿命短、设备价格高、只有小型装置等缺陷。在电厂循环水杀菌除藻的实际使用中较少应用。2、化学法：该生产方式采用氯酸钠还原剂酸反应生成包括二氧化氯在内的混合气体，在水中溶解形成杀菌消毒液体。二氧化氯的含量随着还原剂与酸的不同而不同。化学法二氧化氯发生器无论采用哪一种反应方式，反应后的残液均无法处理，形成二次污染且该生产方式运行成本较高。3、综合法：这是EX系列二氧化氯发生装置独特的二氧化氯生产方法；该生产方式采用无隔膜电解槽，添加特殊电解液电解，在特制的反应器中进行加酸反应后生成二氧化氯气体，在水中溶解后形成二氧化氯溶液，该生产方式具有二氧化氯含量高、易于储存、加药方式灵活多样、运行成本低、无“三废”排放、全自动、高智能监控及控制等特点。4、各种二氧化氯生产技术性能比较生产技术电解法化学法综合法二氧化氯纯度10%50%80%生产杀菌剂种类ClO2Cl2ClO2Cl2ClO2Cl2杀菌效果差较好好生产方式三电极隔膜电解多药剂反应电解反应生产能力小型任意任意设备投资312生产原料NaClNaClO3 HClHCl运行成本351安全可靠性一般一般高部件检修周期0.51年5年5年设备寿命5年10年10年四、经济分析1、液氯费用：市场售价 2500元/tCl运费 300元/tCl合计 2800元/tCl投加量 20kg/万tH2O消毒费用 56元/万tH2O2、稳定型二氧化氯溶液费用：市场售价（浓度2%） 40005000元/tClO2运费 300元/tClO2合计 5000元/tClO2投加量 250kg/万tH2O消毒费用 1250元/万tH2O3、氯酸钠发生器运行费用氯化钠 6kg/kgNaClO 2.4元/kgNaClO电费 5度/kgNaClO 2.5元/kgNaClO合计 4.9元/kgNaClO投加量 20kg/万tH2O消毒费用 98元/万tH2O4、化学法二氧化氯发生器运行费用氯酸钠 3kg/kgClO2 18元/kgClO2盐酸30% 8kg/ kgClO2 4.0元/kgClO2电费（反应加热） 5度/kgClO2 1.0元/kgClO2合计 23元/kgClO2投加量 5kg/万tH2O消毒费用 115元/万tH2O4、 EX二氧化氯发生装置运行费用电费 10度/kgClO2 2元/kgClO2盐酸30% 5kg/kgClO2 2.5元/kgClO2合计 4.5元/kgClO2投加量 5kg/万tH2O消毒费用 22.5元/万tH2O由此可见，在杀菌消毒过程中，处理同等水量，EX系列二氧化氯发生装置在生产二氧化氯中发生的费用是购置液氯所发生的费用1/2，是次氯酸钠发生器的1/4，是化学法二氧化氯发生器的1/5，是购置稳定型二氧化氯溶液1/50。从以上分析可以看出，二氧化氯作