電廠除鹽水處理中反滲透技術的應用

摘 要：電廠發電過程中，想要保證發電設備運轉正常，必須進行除鹽水工作，通過除鹽水工作還能令發電效率有效提升，以此促進電廠經濟效益的提升。發電機組運轉過程中需要源源不斷向鍋爐中提供高質量潔凈水，因而鍋爐水的除鹽工作具有著重要的意義。而在除鹽水工作中應用反滲透技術是目前公認的高效環保的水處理技術。因此電廠在鍋爐水的處理中引入反滲透技術，對提升發電機組效率具有積極作用。

關鍵詞：鹽水處理 電廠 反滲透技術

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（b）-0143-02

1 鹽水處理的意義

在火力發電過程中，電廠需利用某種媒介進行能量的傳遞，使用最多的便是水。媒介水被運送到鍋爐后，會在鍋爐燃燒所產生的熱能中變為水蒸氣，而汽輪機便會在水蒸氣的推動下進行機械運動，而汽輪機又會帶動電動機運轉，從而完成發電。而電廠在發電過程中，整個發電機組對鍋爐中的媒介水有著較高的純凈度要求。若發電機組蒸汽參數較高，蒸汽做功后經過凝汽器重新變成水，即凝結水，經過除氧器、高壓加熱后循環利用。

通過上述分析可以看出，電廠在發電過程中，發電機組可以循環利用水汽，但是在循環利用的過程中，水汽也會發生損耗，但鍋爐中的必須保證充足，因此需要源源不斷向鍋爐中輸送高純凈度的水作為熱能傳輸的媒介。若補充的水純凈度不足，那么再循環利用過程中就會產生結垢、積鹽現象，并會對熱力設備造成腐蝕侵害，這對過熱器、汽輪機會產生極大的危害。若汽輪機上過度積鹽，其運轉效率以及輸出功率會大大降低，汽輪機的容量越大，溫度、壓力也就越高，會導致積鹽情況更嚴重。

2 技術原理

反滲透工作原理是在高于溶液滲透壓的作用下，水中的各種離子、細菌、農業殘留、等其他雜質不能透過半透膜而把這些人們不需要的雜質與水分離開。反滲透膜其實是半透膜，是用現代高分子材料加上特殊工藝精心制作的。使用反滲透設備時，水分子可以透過這種半透膜，而溶解在水中的鹽分等雜質則不能通過。具體的操作是把半透膜、導流層、隔網膜依照順序粘合，再卷制在排孔的中心管上。把加壓過的原水從元件的一端流入到隔網層，大部分水和極少數量的鹽分流出半透膜進入導流層內，然后沿著導流網經中心管壁的微孔流入中心管析出，生成凈化水，其他水和絕大多數雜質通過隔網層于膜元件的另一端析出而變成了濃縮的水。

醋酸纖維是制造反滲透膜的主要原料，木材以及棉花等材料的纖維素含量相對較高，在使用前需要對其進行水解、醋化反應，從而得到醋酸纖維。將制備的醋酸纖維進一步加工，可獲得反滲透膜。目前在電廠鹽水處理中，主要使用芳香族聚酞胺膜為使用最多的反滲透膜，該膜材料主要有含氮芳香聚合物以及芳香族聚酞胺一酞臍。

3 反滲透裝置分析

反滲透技術在電廠鹽水處理中發揮了重要作用，但該技術為一項系統性的技術，除了具有反滲透膜外，其鹽水的排出以及淡水的收集需要原水室、濃水室、純水室、以及其他元件共同完成。在反滲透技術中，其膜元件具有脫鹽功能，可以將高鹽分水和凈化后的純水區分開來。但是該結構只能作為一個單元結構。在鹽水處理中，脫鹽單元需要諸多這樣的小元件聯合構成，叫做膜組件。而這些膜組件又會組合變成更大的脫鹽單元，這便是電廠常用的反滲透裝置。而滲透膜在反滲透裝置中具有核心地位，因而文章主要圍繞反滲透膜展開了論述，針對反滲透膜材料、結構以及膜分類進行重點分析。

4 反滲透膜概述

4.1 材料

材料分子結構是影響反滲透膜性能的直接因素，這里性能主要指分離性。在制作反滲透膜過程中，需要依照除鹽要求進行制作。一般都會選擇高分子材料作為反滲透膜制作原料，而經過多年的實踐、驗證，研究人員最終發現，醋酸纖維和芳香聚酞胺是反滲透效果最佳的原料。而醋酸纖維的制備更加簡便，因而得到了廣泛的認可。

4.2 結構特點

反滲透膜的結構大體可以分為宏觀結構及微觀結構。宏觀結構指的是反滲透膜的幾何形狀，按照幾何形狀可以分成四大類即：板、管、卷和中空纖維式四類；反滲透膜的微觀結構是指反滲透膜的斷面結構和結晶的狀態等。按形貌講，反滲透膜分兩大類，即均相膜和非均相膜。非均相膜還叫做非對稱結構膜。非對稱結構膜形貌特征孔隙分布不對稱、不均勻、不具備規則的特性，從表層向里層其孔隙越來越大，里層孔隙大、表層孔隙較小。

目前所使用的鹽水處理技術中，反滲透膜大多為非對稱膜，而反滲透膜的方向性就是由這種非對稱的孔隙結構所決定。若反滲透膜在高壓側為致密層面時，潔凈的水分子可以通過反滲透膜，此時大分子的雜質以及鹽分等都無法通過，鹽分就被過濾出來。正是由于反滲透膜的該種特性，使得鹽水處理工作效率得以提升，但是在使用過程中需要注意掌握反滲透膜的安裝方向，若安裝不當，不但無法過濾雜質以及鹽分，還會降低鹽水處理的工作效率。使用反滲透膜時，致密層的辨別十分簡單，光澤度以及平滑度良好的便是致密層。

4.3 反滲透膜分類

反滲透膜的分類可以依照不同的標準，有些是依照制作材料以及制作工藝進行分類；有些則是依照傳質機理、結構特點以及用途和形狀進行區分，有些則依照檢測壓力進行區分。若按照材料進行分類，反滲透膜有醋酸纖維素膜；若依照制作工藝分，反滲透膜有溶液相轉化膜；若依照結構特點進行分類，反滲透膜有非對稱膜；弱依照傳質機理進行劃分，有活性膜；依照用途劃分的反滲透膜，有海水淡化膜；若依照形狀進行劃分，反滲透膜有管式膜；依照檢測壓力進行劃分的反滲透膜有低壓膜等等。而在發電廠的鹽水處理中，滲透性大且強度高、脫鹽能力強的反滲透膜更為適用。并且需要注意，電廠反滲透膜應當為高質量膜，具有透水量大、脫鹽率高、耐酸堿、耐高溫以及耐腐蝕性等特點，機械強度好，不會因高強的水壓變形，不會輕易破裂。雖然這種膜的造價相對較高，但電廠鹽水處理需要考慮的是較高的性價比，應當用長遠的發展眼光進行考量。

5 反滲透膜的保養

反滲透膜性能雖然優越，但其使用并非一蹴而就。反滲透膜在進行鹽水處理中，長期浸泡在高鹽分、高雜質含量的臟水中，跟毒害物質正面接觸。受到鹽分、有毒害物質、雜質的侵蝕不可避免。因此需要定期對反滲透膜進行清洗保養，清洗方式一般會采用在線化學清洗，當產水量比初始（上一次）降低15%左右、當脫鹽率比初始（上一次）降低15%左右或者當反滲透膜進出口壓差比初始（上一次）增加15%左右，出現以上任何一種情況時，需要進行在線化學清洗，一般采用先酸洗后堿洗的清洗順序，酸洗時常用的藥液為檸檬酸，清洗溶液pH控制在2～3；堿洗時常用三聚磷酸氫鈉和EDTA的混合藥液，清洗溶液pH控制在12～13。當反滲透膜污堵嚴重的情況下也可采用離線化學清洗，利用備用膜將正在使用的反滲透膜替換下來，不會對水處理系統的運行造成影響。

6 結語

電廠除鹽水處理是發電機組正常運行的必要工作，而引入反滲透技術不但能夠提高鹽水處理效率，節約能源，進一步提高發電效率，更是對電廠生產成本的有效降低，令電廠的生產走上持續性發展的道路。

參考文獻

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