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EDI与离子交换设备比较

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EDI设备与离子交换设备的比较

1.       电厂除盐技术及工艺

火力发电厂是依靠水作为传递能量的介质而进行发电的,也是依靠水作为冷却介质来完成热量交换工作的,因而水在火力发电厂中起着十分重要的作用。如果水质不良,会在锅炉受热金属面上形成水垢,使锅炉金属发生腐蚀和恶化蒸汽品质,涉及到锅炉的安全、经济、稳定运行,所以使用合格的水,是锅炉能够安全、经济、可靠、稳定运行的保证。

对于电厂化学水处理系统传统的处理工艺一般为预处理+复床(一级除盐)+混床(二级除盐)+后处理。20世纪70年代以来随着膜技术的发展与推广,反渗透技术以其优良的技术性能逐渐取代了复床除盐工艺。但,由于反渗透设备出水电阻率较低,对于电厂化学水处理系统二级除盐是必要的。迄今为止,二级除盐技术多采用混床离子交换器。近几年兴起的EDI设备由于其技术优势,正在逐渐取代混床离子交换器。

2.       离子交换和EDI的技术特点

一直以来混床基本上是所有电厂化学水处理系统的必不可少的工艺,其具有技术可靠、投资较低的特点,但其缺点是工作过程中需要周期性再生、再生时需用酸碱等化学药品、有酸碱废液的排放、操作较复杂、难以实现全自动化控制等。由于现代化企业对运行成本、环保和高自动化的要求,混床工艺已越来越不适应现代化企业的发展要求。

EDI(连续电再生除盐工艺)技术是将电渗析与混床相结合的新技术,其特点是无需酸碱再生,出水连续稳定,操作简单,易实现全自动化控制等。因此EDI技术在世界范围内得到广泛的应用。

EDI技术的产业化始于1986年,是世界上目前最为先进并相当成熟的二级除盐技术。混合离子交换器出现于20世纪40年代,是相当落后的技术。随着EDI技术的发展和被认识,混床离子交换器在技术上表现出的明显劣势逐渐被EDI取代。特别是在环保方面,EDI更是有着无法比拟的优势。

3.       EDI设备价格

由于EDI的技术含量较高,因此目前其膜堆价格较高。但是,随着其生产批量的增加其价格毫无疑问地呈下降趋势。可以预期,在3-5年后的EDI膜堆的价格可能是现在价格的1/3-1/2。那时更换膜堆的成本将大幅度下降。另外设备占用厂房空间要比混合离子交换器小得多。目前,EDI设备成本比复床+混床设备成本略低,与全自动复床的价格相当,比手动混床要高。

4.       EDI设备给水水质要求

作为二级除盐设备,EDI要求反渗透设备为一级除盐设备。为了保证EDI设备出水电阻率315MW.cm(电导率0.0625us/cm),EDI给水的给水总可交换阴离子(TEA)要求为小于等于25ppm。当纯水要求低于15MW.cm时,给水要求还可以适当放宽。

EDI给水的硬度要求为小于等于0.5mg/L(利用率90%),而单级反渗透设备产品水的硬度常常不能满足这一要求。这一问题可以通过对反渗透纯水软化的方法解决。值得注意的是由于反渗透纯水硬度已经相当低,对其软化的成本也很低。

5.       EDI膜堆的质量标准

与其它产品一样,不同生产厂制造的EDI设备质量也不同。质量可靠的EDI设备产品水电阻率315MW.cm(电导率0.0625us/cm)。市场上大部分厂家生产的EDI膜堆质量都有保证,但是个别厂家生产有的EDI产品初始产品水电阻率仅为4-5MW.cm(电导率0.25us/cm)左右,并且经过1-3个月运行后产品水的电阻率降至1-3MW.cm左右,运行3-6个月后,产品水电阻率降至1MW.cm以下。这种现象证明其EDI膜块本身存在明显技术问题,因此产品水质量无法保证。

6.       EDI是清除二氧化硅的有效方法

发电厂补给水中SiO2含量非常重要,而研究表明EDI设备只有在产品水电导率大于10 MW×cm时对SiO2的清除才比较有效(E-Cell design guide),所以发电企业如果选用EDI设备,则必须选择质量可靠的EDI产品。

7.       EDI与离子交换技术的综合比较

以下分别对两种除盐工艺的整个水处理系统的设备投资和运行成本进行了分析比较,以达到经济与技术的最佳平衡。该分析比较仅供相关人士参考。


  • EDI设备与离子交换设备性能比较:

            表一、性能参数比较

性能参数

EDI

复床+混床

备注

出水水质

5 MW×cm

5 MW×cm


稳定性

产水连续稳定

水质依再生周期波动


水利用率

99%

95%

EDI浓水回用

自动化程度

全自动

手动再生


入水要求

较严格 (RO纯水)

较宽松(与运行费用相关)


操作环境

劣(接触酸、碱)


废水排放及处理


                              

                               表二、投资比较(100/小时)

性能参数

EDI

复床+混床

备注

EDI设备

1,200,000



混床


460,000


再生辅助设施


125,000


废水中和设施


120,000


纯水软化设备

75,000



除碳器

63,000

63,000


现场工艺管道系统及安装

130,000

220,000


厂房设施

36,000

144,000


总投资

1,504,000

1,132,000


 

  • EDI设备与离子交换设备运行费用的比较:

                                  表三、EDI运行费用

序号

费用来源

单位时间

用量

估算单价元

成本

/

1

134KW/小时

0.40

0.67

2

111/小时

0.2

0.28

4

阻垢、还原剂

333/小时

0.045

0.19

5

微米过滤芯

104/6

50

0.01

7

反渗透膜更换

108/5

5,950

0.18

8

纯水软化再生NaCL

*

*

0.01

9

EDI组件更换

24/5

23,000

0.15

10

人工费用

3

60,000/

0.06


其它成本另计




合计




1.55

*细节见技术说明书

 

                                表四、离子交换运行费用

序号

费用来源

单位时间

用量

估算单价元

成本

/

1

121KW/小时

0.40

0.60

2

112/小时

0.2

0.28

4

阻垢、还原剂

333/小时

0.045

0.19

5

微米过滤芯

104/6

50

0.01

7

反渗透膜更换

108/5

5,950

0.18

8

酸再生费用

*

*

0.04

9

碱再生费用

*

*

0.03

10

再生水耗量

250/

1.20

0.04

11

再生电耗量

150 KW.hr/

0.40

0.02

12

废水处理费

250/

4.0

0.08

13

废液中和费

0.8/

500

0.04

14

树脂补充

10%/

44,860

0.06

15

人工费用

12

240,000/

0.34


其它成本另计




合计




1.91



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