锅炉给水处理工艺中使用膜脱气的新技术

适当的处理补给水对于操作与维护锅炉站是一重要课题. 当蒸气或热水由炉体送出后, 不纯物就会累积存于炉体内, 此会造成炉效率低下或炉体受损的现象. 像水中氧与二氧化碳溶气将与炉壁发生侵蚀反应. 避免水中不纯物对炉体的侵害, 甚至发生安全事故, 控制去除这些有害杂质是必要的.

历年来已有多样的水处里工艺应用于锅炉水上. 其中大部份的可溶离子可经RO, 离子交换方式去除; 而溶气传统上多用化学药剂或是用热气除氧方法去除.

近来水中脱气传统工艺已由崭新的脱气膜所取代了. 尤其集成电路厂中超纯水中溶氧控制1.0ppb以下, 已由脱气膜证实一切; 因应工业级的锅炉用水领域, 脱气膜研发出工业级的产品满足市场需要.

脱气膜是一种疏水性的中空丝膜. 丝膜提供了气液的巨大有效接触面积, 不同于脱气塔的直接接触法. 操作时于气相边抽真空降压, 提供了液相中溶气往气相跑的驱动力; 脱气膜是种可量化, 高效率, 精致小巧, 适用于各种环境的新品.

荣保昌膜脱氧技术

锅炉业中加药除氧法延用已久, 其时加药法的成本除设备与药剂外, 要考虑到经常排污的成本消耗. 当水转换成可挥发的蒸气后; 不纯物与药剂将积累于炉中, 所以需排污以免危害炉体. 药剂加越多排污变成频繁. 脱气膜取代加药自然可降低排污次数的成本损失.; 排污的成本有二: 高温水排放掉与补级给水再升温的水质与热能损失.

药剂成本

在中低压锅炉 (<1000 lbs/hr and < 50 psig), 唯一加药法应用广泛, 但高压锅炉传统并用加药与热力除氧.

便于计量, 以唯一加药的中低压锅炉为例; 相同方法可用于计量热力除氧法, 注意热力除氧要列入它运行操作的成本. 一般向热力除氧器厂商可要到成本分析资料. 操作成本可由超一般量的补给水与挥发散失的热能上计算出.

加药:

经验上10 ppm 的亚硫酸纳可去除1 ppm 溶氧. 1 ppm 亚硫酸纳等于 百万加仑水需 8.3 lbs.

药剂成本 (美金 / 加仑水 X 溶氧ppm O

补给水流量等于锅炉产能 + 排污的损失 – 冷凝回流水.

补给水流量 (lb/hr) =

药剂成本 (美金 / 年)

排污成本：

排污的成本有二: 高温水排放掉与补级给水再升温的水质与热能损失.

(Note: See steam tip sheet 9 from the USDOE ref DOE/GO-10099-954)

补给水成本

排污水流量 (lbs/hr) =

热能成本 (美金 / 年) =

排污成本

排污的成本有二: 高温水排放掉与补级给水再升温的水质与热能损失.

(Note: See steam tip sheet 9 from the USDOE ref DOE/GO-10099-954)

补给水成本

排污水流量 (lbs/hr) =

热能成本

因补给水只有 常压下60F故需加热到工作压力温度点. 热能可由热函(焓)值算出, 60F 为 28 BTU/lb, 而50 psig 蒸气热函为 297 BTU/lb.

热能成本 (美金 / 年) =

范例

高科技的工业化脱气膜并用加药法可减轻加药成本与排污次数. 下表比较了二系统的成本: 一为纯加药法(含10%排污), 二为假设一级脱气膜处里到0.5ppm后加药(含5%排污)

表中数据仅供参考, 各种操作条件应重估算 .

脱气膜运行成本

为能提供脱气水与后段加药, 可选用经济型工业用脱气膜; 操作成本等于真空帮浦电费与水封水费, 对应上系统要求, 脱气膜运行成本如下:

使用脱气膜运行成本低于每年 550 美金. 与前表可知经一级脱气再配何小量加药可让你省下巨额费用; 一般可于二年内回收经济效益.

除费用的节省外, 使用脱气膜还有大大降低药剂量, 对水界高唱环保是一福音.

苏州荣保昌机械科技有限公司使用RTO脱气膜于锅炉业界中. 已有多套连续正常运转中, 享用排污少, 省费用等好处. 下面为该公司的二套设备照片供参考指教.

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蒸气除氧

时下多用传统的热力除氧器. 消耗可观的的锅炉产能. 蒸气与给水直接接触. 预热了给水用温度效应来除氧. 可观的蒸气需与废气一起排放大气中, 此热能损失可观可估算出.

经验上需给水10%的排放量才可带出废气. 况且要求在 2-4 psig 下运作, 当尖峰运载时可难保正常运作. 这些总总不便的损失理应列入成本分析.

总结

锅炉是高危险的工业设施, 给水中溶氧的去除防止对设备的腐蚀是一大课题. 传统的加药已不经济又不环保; 考虑到投资与运行成本, 当今一级脱氧膜配合二级微量加药法是最佳选择.

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