煤制天然气项目除盐水技术方案

内蒙华星新能源煤制天然气项目除盐水系统技术方案目录TOC\o"1-2"\h\z1 概述 42 设计基础 42.1 设计依据 42.2 原水水源及水质 42.3 出水水量及水质 63 工艺系统描述 63.1 工艺流程： 63.2 工艺系统简述 63.3 系统主要设备功能简述 74 公用工程指标 104.1 占地 104.2 电力 104.3 压缩空气 104.4 原水水量 114.5 反渗透浓水排水 114.6 主要化学品及投加量 115 各级设计指标 116 系统控制 127 主要构筑物及设备 127.1 主要构筑物 127.2 主要设备 128 直接运行费用 14概述本技术方案描述的是内蒙华星新能源40亿吨煤制气项目除盐水工艺系统及设备。系统水源为地表水和中水产水。系统采用“高效纤维过滤器+超滤+反渗透+混床”的工艺流程制取除盐水。控制系统采用PLC+组态进行全系统的自动控制。设计基础设计依据内蒙华星新能源提供的《生产用水水质和再生水水质和脱盐水水质》、《各用水量一览表》《全厂水量平衡》文件资料，以及相关设计规范。原水水源及水质水源：地表水1830t/h+中水产水600t/h。地表水水质如下：根据国家城市供水水质监测网银川监测站提供的原水水质分析报告，本工程生产用水水质如下：常规指标单位标准限值检验结果常规指标单位标准限值检验结果总大肠菌群CFU/100mL不得检出0肉眼可见物—无无耐热大肠菌群CFU/100mL不得检出0PH—6.5~8.57.99菌落总数CFU/mL10010铝mg/L0.20.41砷mg/L0.01<0.00031铁mg/L0.30.021镉mg/L0.005<0.00008锰mg/L0.10.008铬（六价）mg/L0.05<0.004铜mg/L1.0<0.0033铅mg/L0.01<0.00066锌mg/L1.0<0.0056汞mg/L0.001<0.00001氯化物mg/L250237.8硒mg/L0.01<0.00011硫酸盐mg/L250338.8氰化物mg/L0.05<0.00028溶解性总固体mg/L10001083氟化物mg/L1.00.51总硬度(以CaCO3计)mg/L450357硝酸盐（以N计）mg/L101.47耗氧量(COD法以O2计)mg/L32.23三氯甲烷mg/L0.060.0004挥发酚类(以苯酚计)mg/L0.002<0.00068四氯化碳mg/L0.0020.00003阴离子合成洗涤剂mg/L0.3<0.0083色度(铂钻色度单位)度156总α放射性Bq/L指导值0.50.080浑浊度(散射浑浊度单位)NTU10.1总β放射性Bq/L指导值10.525臭和味—无异臭、异味无氯气及游离氯制剂(游离氯)mg/L4其中出厂水中余量≥0.3mg/L，管网末梢水中余量0.05mg/L0.20出水水量及水质除盐水系统出水水质：2016m3/h。除盐水系统出水水质：电导率25℃≤0.20s/cmSi02<20ug/l硬度≤2微克当量/升溶解氧≤7微克/升铁≤30微克/升铜≤5微克/升PH8.8-9.5联氨10-50油≤0.3微克/升工艺系统描述工艺流程主工艺流程：原水（处理后的黄河水+回用中水）→原水箱→原水泵→高效纤维过滤器→自清洗过滤器—→超滤装置—→超滤水池—→超滤水泵—→保安过滤器—→高压泵（变频）—→反渗透装置—→除碳器—→中间水箱—→中间水泵—→混合离子交换器—→脱盐水箱—→脱盐水泵—→加氨—→用户。注：如果本工艺的原水进水浊度能够一直维持在水质报告中的1NTU，预处理可以去掉过滤器设备。辅工艺流程：反渗透装置浓水—→浓水箱—→浓水给水泵—→浓水保安过滤器—→浓水高压泵（变频）—→浓水反渗透—→除碳器—→中间水箱。所有可以回收水—→调节池—→提升泵—→全厂回用系统。中和池—→自吸式水泵—→全厂处理系统。酸碱再生系统。加药系统：杀菌剂、混凝剂、阻垢剂、还原剂、酸、氨加药装置。清洗、反洗及冲洗系统。工艺系统简述本系统设计以反渗透脱盐为核心工艺，高效纤维过滤器+超滤作为反渗透系统的预处理，用于保证反渗透系统的正常运行。混床为精处理，保证系统产水符合锅炉用水的要求。系统主要设备功能简述给水加热器相对较高的温度有利于降低膜分离设备的操作压力，减轻膜的污堵，延长膜的使用寿命。通过加热器的加热作用，调节原水进水温度，保持水温的相对稳定，保证反渗透（RO）系统在最佳温度范围内运行。同时对于反渗透复合膜（TFC），其最高进口温度为45℃。当水温太高时，膜的水解速度明显加快，对膜的寿命是不利的；同时，较高的温度容易导致细菌、病毒的滋生。结合上述两种因素，通过自动温控阀调节进蒸汽量，使出水稳定在25℃左右。自清洗过滤器自动清洗过滤器用在超滤装置前面去除大的颗粒，防止划伤、污堵膜元件。过滤介质首先经过粗滤网滤掉大颗粒的杂质，然后到达细滤网将较小的颗粒杂质去除。当细滤网内外差压达到0.5bar时，自动清洗。完全靠系统管线内压力完成，无需外接动力供应。过滤器过滤精度≤100μm。过滤器为机电一体化设备，无需买方提供额外的电气、控制设备，包括运行所需的所有就地仪表、控制箱及控制阀门。高效纤维过滤器高效纤维过滤器采用纤维代替传统的石英砂、无烟煤等粒状填料，解决了粒状滤料粒径不能进一步缩小的限制的问题，使滤料直径在几十微米甚至几微米情况下，过滤阻力仍然很小。设备由固定多孔板、活动多孔板、纤维束滤料、布气装置等组成。活动孔板可上下移动，过滤时，在水力作用下，滤料顺水流方向空隙由大逐渐变小，纤维堆积密度变大，形成理想的过滤层面，其过滤过程既有纵向深层过滤，又有横向深层过滤，有效地提高了过滤精度和过滤速度；清洗时，使纤维达到疏松状态，同时在气泡聚散和水力冲洗过程中，纤维处于不断抖动状态，在水力和上升气泡的作用下，使滤料被清洗而得以再生。通过高效过滤器，去除掉水中大部分悬浮物和胶体状物，降低浊度。高效过滤器为钢衬胶材质，其正常运行和反洗均可通过气动阀门实现全自动控制。过滤器设置10台，9用1备，运行滤速33.6m/h。反洗配套1台水泵和1台风机。超滤装置超滤是一种液体切向流动和压力驱动的过滤过程，并按分子量大小来分离颗粒，几乎可截留所有的大分子物质和杂质。本系统中超滤装置采用外压式中空纤维超滤膜，允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过，同时可去除所有颗粒、悬浮物、细菌、病菌和原生物、胶体(非活性炭、铁、铝等)、蛋白质、微生物和大分子有机物。该装置采用间断反洗的方式，使颗粒难以在膜表面堆积，装置可获得长久的生产力，该装置可用普通的清洗剂清洗，恢复超滤膜的性能。超滤膜组件材质采用PVDF，具有强度高、亲水性好、耐有机污染、耐酸碱等特点，出水满足后续设备的进水要求。超滤装置设置8套，单套出力288m3/(h·套)，回收率≥95%。运行通量选用60lmh。反渗透脱盐装置反渗透装置是除盐系统中的关键设备，装置利用膜分离技术除去水中绝大部分离子、SiO2等，大幅降低TDS。RO是将原水中的一部分沿与膜垂直的方向通过膜，水中的盐类和其它有害物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。膜组件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面处的物质溶度与主体水流中物质浓度不同，产生浓差极化现象。浓差极化会使膜表面盐的浓度高，增大膜的渗透压，引起盐透过率增大，为提高给水的压力而需要多消耗能量，此时采用清洗的方法进行恢复。RO装置停运时，用产品水自动冲洗，以排出膜和管道中的高TDS浓水，使停运的膜组件完全浸泡在淡水中，确保RO膜得到有效保养。反渗透装置由复合膜元件、玻璃钢压力容器、碳钢滑架和仪表控制柜组成。反渗透装置配备就地控制盘，盘上安装各种就地仪表和控制按钮。反渗透脱盐装置采用PLC控制，全自动运行。反渗透系统中设有自动控制阀，可对反渗透进行停机保护和系统高、低压保护。反渗透装置设置8套，单套处理216t/h，回收率75%，运行通量22.5lmh。为了提高整个系统的回收率是，设置2套浓水反渗透，单套出力144t/h（50%的回收率），回收率可控制在50-65%。化学清洗系统清洗系统由清洗水箱、清洗水泵、过滤器及一组仪表、管件组成。当膜组件受污染时，可以对膜系统进行化学清洗，以恢复膜的应用性能。混合离子交换器利用阴、阳离子交换树脂的交换作用，进一步去除反渗透产水中的阴、阳离子，经过混床的精处理，其产水水质可达到SiO2<20ug/L，电导率≤0.2us/cm。本系统设置8台直径为2.8m的混床，7用1备，运行流速46.8m/h。混合离子交换器再生装置再生系统利用酸、碱喷射器和计量箱控制酸、碱的投加量，保证再生液的流量和浓度的恒定。该系统主要设有酸碱贮罐和再生专用泵、酸碱喷射器、酸碱计量箱、酸雾吸收器、呼吸器、卸酸碱泵等。公用工程指标占地系统占地面积：85×87m2,其中厂房占地85×54m2。详见平面布置图。电力电源：380V/220V±10%，50HZ；总装功率：3540.72kW；运行功率：2224.25KW用电负荷表：序

号用电设备名称数量设备功率

(kW)总装机功率

(kW)总运行功率(kW)备注安装台数工作台数单台容量1原水泵5475375260.872过滤器反洗水泵1122223.833罗茨风机1137376.434超滤水泵5475375260.875超滤反洗水泵1145457.836RO高压泵8816012801113.04变频7RO冲洗泵1130305.228除碳器667.54539.139中间泵5455275191.3010除盐泵5490450313.0411卸酸碱泵227.5151.3012卸次氯酸钠泵11330.2613再生泵2215305.2214RO清洗1145457.8315浓水RO增压泵32451350.0016浓水RO高压泵221603200.00变频17提升泵2115302.6118自吸泵2111221.9119加药装置18130.254.53.25变频20搅拌660.372.220.30合计77653540.722224.25压缩空气超滤用气、混床用气、中和水池用气、仪表用风采用压缩空气（高效纤维过滤器采用罗茨风机供气）：瞬时最大流量7m3/min（间断使用），压力0.6MPa~0.8MPa。原水水量2430m3/h。排水量414m3/h。主要化学品及投加量序号名称型号外观形态标准有效成分备注1原水杀菌剂10%的次氯酸钠液体国标10%2原水混凝剂聚合氯化铝（PAC）固体粉末国标100%3超滤反洗杀菌剂10%的次氯酸钠液体国标10%4反渗透还原剂98%的亚硫酸氢钠固体粉末国标98%5反渗透阻垢剂SPECTRAGUARDSCLIQUIDSUPERCONCENTRATE无色液体厂商标准11倍浓缩液6浓水RO加酸盐酸，工业纯液体国标30%7产水加氨氨水液体国标30%8混床再生盐酸HCl液体国标30%9混床再生碱NaOH液体国标40%各级设计指标超滤系统产水水质特性：超滤系统设置8套超滤总产水量不小于2305m3/h（净出力）SDI≤3浊度≤1.0NTU系统的回收率：≥95%RO预脱盐系统产水水质特性：一级反渗透系统设置8套一级反渗透系统水的回收率：≥75%一级反渗透总产水量1728m3/h浓水反渗透系统设置2套浓水反渗透系统水的回收率：50-65%浓水反渗透总产水量288m3/h混床产水水质特性：出水量: 2016m3/h出水水质：电导率≤0.2μs/cm（25℃）二氧化硅≤20μg/L系统控制本系统采用全自动控制，根据系统特点，把工艺流程分为预处理、反渗透、后处理三部分，采用PLC+上位机方式实现自动控制。系统可实现现场就地和控制室集中控制两种操作方式，可进行自动与手动运行方式的切换。主要构筑物及设备主要构筑物序号名称尺寸数量备注1中间水池300m32个钢混2中和池220m31座钢混3调节水池500m31座钢混4厂房85m×54m1座主要设备序号设备名称设备规格单位数量备注1原水箱1000m3台22原水泵610m3/h,0.28MPa台54用1备3给水加热器610m3/h台44高效纤维过滤器DN3200，含纤维束台109用1备5过滤器反洗水泵200m3/h,0.20MPa台16罗茨风机26.81m3/min,0.05MPa台17自清洗过滤器610m3/h,100µm台48混凝剂加药装置2箱3泵套19杀菌剂加药装置2箱4泵套110反洗保安过滤器335m3/h，含滤芯7支台111超滤反洗水泵335m3/h，0.30MPa台112超滤装置288m3/(h·套)，通量60lmh套813超滤产水箱1000m3台214超滤水泵577m3/h，0.30MPa台54用1备15阻垢剂加药装置2箱3泵套116还原剂加药装置2箱2泵套117酸加药装置2箱2泵套118反渗透冲洗水泵200m3/h，0.32MPa台119化学清洗装置1箱1泵1过滤器台120反渗透保安过滤器288m3/h，每台含6支滤芯台821反渗透高压泵288m3/h，1.35MPa台822反渗透装置216m3/（h·套），回收率50%，通量22.5lmh台823浓水箱500m3台124浓水给水泵288m3/h，0.30MPa台32用1备25浓水反渗透保安过滤器288m3/h，每台含滤芯6支台226浓水反渗透高压泵288m3/h，1.35MPa台227浓水反渗透装置144m3/（h·套），回收率50-65%，通量18.45lmh套228中间水池300m3，钢混座229中间水泵504m3/h，0.28MPa台54用1备30混合离子交换器DN2800，含树脂台87用1备31树脂捕捉器252m3/h台832酸贮罐40m3台233碱贮罐50m3台234酸雾吸收器Φ5