电厂化学岗前培训第三章水的预脱盐(反渗透)ppt课件

1、学习内容 绪论第一章 电厂用水概述第二章 水的预处理第三章 水的预脱盐超滤、反浸透第四章 锅炉补给水深度除盐第五章 凝结水精处理第六章 超临界机组热力设备腐蚀概述第七章 热力设备的氧腐蚀和酸性腐蚀第八章 超临界机组的水化学工况第九章 冷却水系统的腐蚀与防护第十章 热力设备的化学清洗第三章 反浸透预脱盐 第一节 反浸透脱盐的根本原理 第二节 反浸透膜的选择性透过原理 第三节 反浸透膜及反浸透装置 第四节 反浸透装置的预处理 第五节 反浸透装置运行与维护 第六节 反浸透的后处理 第一节 反浸透脱盐的根本原理一、反浸透脱盐的原理 二、浸透压 为浸透压；R为气体常数；T为水的绝对温度；ci为溶质的摩尔

2、浓度之和 Ko为系数，一般为2-4X10-5，详细数值可咨询膜供给商；t为水温，；TDS为总溶解固形物含量，mg/L 。 溶剂自动地从低浓度的一侧经过半透膜流向高浓度的一侧，这种自然现象叫做浸透Osmosis。 当在浓溶液上外加压力该压力大于浸透压时，浓溶液中的溶剂就会通过半透膜流向稀溶液的一侧，这种现象叫做反浸透Reverse Osmosis。三、操作压力三、操作压力 操作压力是指反浸透装置的实际运行压力，它由浸透压、反浸透装置的水流阻力、维持膜足够的透水速度的所必需的推动压力所决定。实际操作压力大致是浸透压的520倍甚至更高一些。 第二节 反浸透膜的选择性透过原理 二、反浸透方程二、反浸透

3、方程 Js盐的透过速度；B 为比例系数；c2 为盐水侧膜外表处盐的浓度；c3 为淡水侧膜外表处盐的浓度；jv 为溶液主要为水的透过速度；A 为纯水透过系数。 三、无机物的别离三、无机物的别离 盐水和细孔中的离子浓度公式 C2盐水中离子浓度； C孔膜孔中离子浓度；I和 分别是盐水和膜的介电常数； q 离子电荷； 与DebyeHuckel模型中的离子半径1/kp和膜孔径有关的常数，=1+kp2r2-1/2；a 离子半径；k Boltzmann常数；r 膜孔半径。以上公式说明：以上公式说明： 1孔径小的膜对离子除去率高，不过由于纯水透过速度大致与r1.5成正比，所以孔径变小，膜透水才能下降。 2降低

4、膜的介电常数或增加溶液的介电常数，可进步离子除去率。 3半径大的离子除去率低。因为水溶液中离子都是水化的，半径小的离子水化半径大，所以水化半径大的离子别离度高。例如，醋酸纤维素反浸透膜对离子除去率由高到低的顺序是： Li+Na+K+， Cl-Br-I-。 4电荷高的离子别离度高。例如，某些离子除去率由高到低的顺序为：PO34-SO42-Cl-， Fe3+Ca2+Na+。 5离子浓度增加，进入膜孔中的离子增多，离子除去率下降。因此，应尽量防止浓差极化，防止膜外表浓度过度增加。 6温度升高，离子进入膜孔中的量增加，但是由于溶剂透过速度增加更快，故透过液中离子浓度减少，离子除去率进步。 7上式中不含

5、膜厚度这一物理量，说明离子除去率与膜厚度无关。但尽量降低膜的厚度，以减少透水阻力。四、有机物的别离四、有机物的别离1电离特性2酸碱性3空间障碍4取代基的极性5溶解度6分子刚度 第三节 反浸透膜及反浸透装置一、半透膜一、半透膜 1、反浸透膜的性能、反浸透膜的性能 1产水量：产水量： QW=KWPA / T 式中：式中： QW产水量产水量 KW与膜性能有关的系数与膜性能有关的系数 P膜两侧的压差膜两侧的压差 浸透压浸透压 A膜的面积膜的面积 T膜的厚度膜的厚度 水通量：单位时间内单位膜面积上的产水量，单位为加仑水通量：单位时间内单位膜面积上的产水量，单位为加仑/平方英尺平方英尺天天GFD或升或升/

6、平方米平方米分钟分钟L/m2min。 2脱盐率：脱盐率： =1KSCA/QS T 式中：式中： 脱盐率脱盐率 QS进水盐浓度进水盐浓度 Ks与膜性能有关的系数与膜性能有关的系数 C膜两侧盐浓度差膜两侧盐浓度差 A膜的面积膜的面积 T膜的厚度膜的厚度 温度的影响：进水温度越高，水通量增加，但同时脱盐率会下降。温度的影响：进水温度越高，水通量增加，但同时脱盐率会下降。 pH值的影响：膜的脱盐率和水通量都随值的影响：膜的脱盐率和水通量都随pH值变化而变化。约在接近中性条件下时，膜的脱盐率最高。值变化而变化。约在接近中性条件下时，膜的脱盐率最高。 压力的影响：压力越高，产水量越大。膜的脱盐率与运行压力

7、无直接关系。压力的影响：压力越高，产水量越大。膜的脱盐率与运行压力无直接关系。 3反浸透膜的其它性能指标反浸透膜的其它性能指标 二、反浸透膜按构造分类二、反浸透膜按构造分类1醋酸纤维素CA PH值范围在56 2，聚酰胺PA pH值范围在211，但对水中游离氯比较敏感。 3复合膜 机械强度高；高脱盐率；高透过性兼备； 抗压密才能强良好的化学稳定性和耐热性； 可干膜存放；推动压力低；抗污染才能强。三、反浸透系统常用术语三、反浸透系统常用术语%100供水量淡水（产水量）%100进水物质含量产水物质含量进水物质含量四、反浸透装置的构造四、反浸透装置的构造1、中空纤维式、中空纤维式2、涡卷式膜元件、涡卷

8、式膜元件第四节 反浸透的预处理 预处理的目的是：防止悬浮物、微生物、胶体物质等附着在膜外表上或污堵；防止膜外表上结垢；防止膜受到机械损伤和化学损伤。1、温度调整2、pH值调整3、除去悬浮物和胶体4、可溶性硅酸的控制5、防止结垢 6、防止铁锰沉积7、杀菌处理 8、除去溶解性有机物 9、防止形成硅垢SiO21、温度调整、温度调整 设置自动加热系统。温度范围：0402、pH值调整值调整 原水加酸的目的不仅是为了防止结垢，而且是为了防止膜的水解。CA 使用的PH范围为56；聚酰胺PA膜使用的PH范围为3103、除去悬浮物和胶体、除去悬浮物和胶体 悬浮物和胶体颗粒除去，使进水的浊度和淤塞指数SDI又称污

9、染 指数FI到达定值。 用压力调节阀调节给水压力为30psi0.21MPa,用秒表和 500mL量筒测出开场通 水时，水连续通过0.45m滤膜， 流出500mL水所需要的时间t0， 通水15min后，再次测定其流出 500mL水所需要的时间t15。 15100)1 (150ttFI4、可溶性硅酸的控制、可溶性硅酸的控制 在pH=7的条件下，水温25和40时SiO2的溶解度分别为120mg/L和160mg/L； 进步水温、进步pH值、石灰软化原水、降低水的回收率和超滤等5、防止结垢防止结垢 产生结垢的物质一般为CaCO3、CaSO4、BaSO4、SiO2和CaF2等。 加阻垢剂、降低回收率等 采

10、用离子交换软化除去钙离子等。 加酸去除碳酸或重碳酸根离子6、防止铁锰沉积、防止铁锰沉积 曝气除去铁锰的措施，使铁生成FeOH3沉淀； 加Na2SO3除去溶解氧，可阻止铁锰氧化，使其保持溶解状态。7、杀菌处理、杀菌处理 杀菌剂为氯化物，如Cl2，此外还有H2O2、O3和KMnO4等。 消除余氯的方法主要有两种： 1复原法： Na2SO3HClOHClNa2SO4 2吸附法： 活性炭C2Cl2H2O4HClCO2一、反浸透进水水质一、反浸透进水水质二、预处理工艺二、预处理工艺 1以地下水为水源的预处理工艺 2以地表水为水源的预处理工艺 3以海水为水源的预处理工艺4以废水为水源的预处理工艺三、除去悬

11、浮固体三、除去悬浮固体 四、阻垢剂投加系统四、阻垢剂投加系统 五、保安过滤系统五、保安过滤系统 保安过滤器外型第五节 反浸透的运行和维护一、反浸透系统一、反浸透系统工业用小型反浸透工艺流程火电厂反浸透二、反浸透装置启动前的检查二、反浸透装置启动前的检查三、反浸透装置的运行三、反浸透装置的运行1、启动、冲洗、启动、冲洗 、投运的操作投运的操作 检查完毕，开启浓水排放气动门，开启淡水排放气动门，开启冲洗入口门，启动冲洗水泵，冲洗反浸透装置20分钟。 停洗水泵，关闭冲洗入口门，启动高压泵，缓慢开启高压泵出口电动门，关闭淡水排放气动门、浓水排放气动门，同时启动阻垢剂加药装置，开场向淡水箱进水。 调节反

12、浸透装置浓水排放手动门，控制产水流量60t/h，浓水流量20t/h。2、反浸透装置的运行监控、反浸透装置的运行监控 正常运行时，每2小时记录总进水流量、浓水流量、淡水流量、一段进水压力、二段进水压力、浓水压力、淡水压力、浓水PH、淡水电导率。 在正常运行时，入口水质应符合以下要求：温度45，SDI3，余氯0.1mg/L，PH：310。反浸透正常运行时，每段压差应小于0.25MPa。 阻垢剂加药系统出现故障无法加药时，反浸透必须停运。 3、反浸透装置的停运、反浸透装置的停运 停阻垢剂加药装置，停高压泵，关闭高压泵出口电动门。 开启浓水排放气动门、淡水排放气动门，开启冲洗入口门，启动冲洗水泵，冲洗

13、反浸透装置20分钟。 停反浸透冲洗水泵，关闭冲洗入口门，关闭浓水排放气动门、淡水排放气动门。 注：注：反浸透装置如短期退出运行时不超过七天，膜元件必须浸泡在水温530的合格水即反浸透出水中，每天启动12小时，或每天低压冲洗半小时。 反浸透装置如长期退出运行时，应先对膜进展化学清洗，然后采用1%的甲醛溶液加以保护。四、反浸透装置反洗及投运程序四、反浸透装置反洗及投运程序 方格内有阴影的表示对应阀门方格内有阴影的表示对应阀门/设备开启，无阴影表示对应阀门设备开启，无阴影表示对应阀门/设备关停。设备关停。五、反浸透设备的清洗五、反浸透设备的清洗 1、清洗的一般原那么：、清洗的一般原那么： a在正常压

14、力下，如产品水流量比正常值下降1015%。 b为了维持正常的产品水流量，经温度校正后的给水压力增加了1015%。 c产品水的盐透过率增加1015%。 d反浸透各段间压差增加明显，增加约10%。 2、清洗药剂的选择、清洗药剂的选择 建议使用的常见清洗液：清洗液1：柠檬酸 2% 用氢氧化钠调至PH=4.0-5.0清洗液2：三聚磷酸钠 2% EDTA四钠盐 0.8% 用硫酸调至 PH=10.0清洗液3：三聚磷酸钠 2% 十二烷基苯磺酸钠0.25% 用硫酸 调至PH=10.0 清洗液的最高使用温度为40，在清洗碳酸钙水垢时可不必加热。3、清洗系统、清洗系统4、反浸透的化学清洗程序、反浸透的化学清洗程序

15、膜的清洗方法是：使清洗液以低压高流速状态在膜的浓水侧进展循环。步骤如下：1首先开启清洗箱充水门，在反浸透清洗溶液箱中注入反浸透产水，启动清洗泵对膜进展冲洗并排放几分钟。2然后在溶液箱中注入清洗液，开启清洗泵入口门，清洗箱循环门，启动泵打循环配制清洗液。3开启清洗过滤器入口门，用配制好的清洗液清洗反浸透装置：低速循环清洗：对于8的压力容器，采用2.883.38t/h的清洗液流量，低速循环清洗515分钟，这可以去除松散附着的污染物。中速循环清洗：对于8的压力容器，采用5.626.75t/h的清洗液流量，中速循环清洗515分钟。高速循环清洗：对于8的压力容器约为8.010.0t/h的清洗液流量，循环

16、清洗3060分钟。4在清洗后段时，应使前段浸泡在清洗液中。有利于污染物的去除。5全部清洗完毕后，开启清洗箱排污门，排净箱中的清洗液，并冲洗溶液箱，然后在溶液箱中注满干净的反浸透产水，启动泵冲洗膜元件，并排放几分钟。6用清水洗膜之后，恢复系统、启动反浸透装置，在淡水排放门开启状态下运行，直到产水干净、无清洗剂泡沫为止。7清洗过程中，当清洗过滤器的压降超过0.07MPa时，那么需更换滤芯，更换清洗剂时也应更换清洗过滤器的滤芯。六、反浸透的故障与原因六、反浸透的故障与原因1 给水压力低的原因可能是： 给水流速不适当；系统泄漏； 高压泵入口水压力缺乏或泵部漏气、漏 水；保安过滤器滤芯污堵；高压泵故障。

17、2给水压力高的原因可能是： 高压泵出口门调节不当； 从高压泵到反浸透器之间的管道堵塞； 浓水调节门关的太紧或堵塞，浓水排放 流量小；回收率太高。3回收率太低的原因可能是： 给水流速过高；给水压力或浓度低。4回收率高的原因可能是： 给水压力过高；给水流速缺乏。5反浸透器两端压降高的原因可能： 浓水流速高；膜元件污染。6高压泵停顿运转的原因可能是： 泵出口水压力过高高限报警； 泵入口水压力过低低限报警。7产品水流量降低的原因可能是：给水温度低；给水压力低；浓水浓度太高引起高的浸透压。8产品水流量增大的原因可能是： 给水压力高；给水温度高。9产品水电导和浓水电导同时升高的原因 可能是： 浓水管道或浓水调节阀污堵；回收率过高。1