電滲析工藝在火力發(fā)電廠水處理中應(yīng)用的探討

【摘要】物理學(xué)中，電滲析的定義為：利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質(zhì)粒子的方法稱為滲析，在電場(chǎng)作用下進(jìn)行滲析時(shí)，溶液中的帶電溶質(zhì)粒子通過膜而遷移的現(xiàn)象稱為電滲析。利用電滲析進(jìn)行提純和分離物質(zhì)的技術(shù)稱為電滲析法，這種方法是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種新技術(shù)，最初用于海水淡化，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于化工、輕工、冶金、造紙、醫(yī)藥工業(yè)等方面。

近幾年，隨著科技的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷革新，電滲析技術(shù)也較為成熟地應(yīng)用到了以火力發(fā)電為主的電廠水處理環(huán)節(jié)，這項(xiàng)技術(shù)之所以能夠被快速接受并廣泛應(yīng)用，最主要的原因是其具有耗能少、循環(huán)性好，具備很好的經(jīng)濟(jì)效益，所需的設(shè)備從設(shè)計(jì)、安裝到使用都極為靈活，無論是操作還是維修拆裝都很方便，最重要的是它不污染環(huán)境，較其他方法來說，更能夠符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展戰(zhàn)略。

【關(guān)鍵詞】電滲析；火力發(fā)電；水處理

科技的進(jìn)步，帶來了技術(shù)的發(fā)展，其產(chǎn)物也能夠更加便利的為人們提供服務(wù)。電滲析技術(shù)作為物理學(xué)發(fā)展的創(chuàng)新技術(shù)，應(yīng)用的范圍也在不斷的發(fā)展壯大。電滲析技術(shù)是從工業(yè)方面的給水處理環(huán)節(jié)開始投入到生產(chǎn)中的，隨著技術(shù)的成熟，進(jìn)而推廣到了火電廠水處理步驟當(dāng)中，用這種方法代替原來傳統(tǒng)的化學(xué)方法，用物理方法分離水中的酸、堿、鹽物質(zhì)，用來提純、淡化天然水，這給發(fā)電廠帶來的經(jīng)濟(jì)效益不可限量。

一、電滲析技術(shù)在火電廠水處理中應(yīng)用的意義

目前，我國(guó)大多數(shù)的火電廠都是通過化學(xué)方法進(jìn)行水處理的，這些利用化學(xué)方法去除酸、堿、鹽的方法不僅浪費(fèi)化學(xué)藥劑，成本極其昂貴，而且產(chǎn)生的廢液更是會(huì)造成環(huán)境水污染。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對(duì)電力供應(yīng)的要求日益迫切，無疑需要大力發(fā)展電力事業(yè)，如果采用化學(xué)方法，帶來的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染可想而知。但如果采用電滲析方法，最少只需要原化學(xué)藥劑投入的10%，就可以達(dá)到預(yù)期的除鹽效果，在節(jié)能的同時(shí)，又做到了環(huán)保。

（一）火電廠水處理的特點(diǎn)

電滲析方法應(yīng)用到火電廠水處理，主要是用于處理汽輪機(jī)冷卻水和鍋爐補(bǔ)給水。目前，主要投入生產(chǎn)的是處理鍋爐補(bǔ)給水方面，與傳統(tǒng)的一般工業(yè)鍋爐相比，火電廠的電滲析法鍋爐補(bǔ)給水處理的優(yōu)勢(shì)為：供水量大而穩(wěn)定、生產(chǎn)的循環(huán)連續(xù)性好、提供的水質(zhì)達(dá)標(biāo)，質(zhì)量高、穩(wěn)定性好，這都為火電廠的安全可靠運(yùn)行提供了保障。用電滲析方法進(jìn)行的水處理，從根本上保證了鍋爐用水的質(zhì)量，延緩了鍋爐的老化速度。電滲析法提供的除鹽水純度高，電解質(zhì)含量極低，這就降低了鍋爐管壁結(jié)垢、聚垢的可能性。蒸汽品質(zhì)高，同時(shí)也避免了蒸汽對(duì)鍋爐各受熱面的腐蝕，一舉多得，降低了成本，提高了收益。根據(jù)上述特點(diǎn)，電滲析法的優(yōu)勢(shì)顯而易見，但根據(jù)我國(guó)的具體情況，這種方法目前更適合在中、小型的發(fā)電廠進(jìn)行推廣使用。

（二）電滲析的脫鹽功能

眾所周知，水處理脫鹽不僅包括中性鹽，還包括硬度和堿度。目前，大多數(shù)的人認(rèn)為電滲析法的脫鹽處理主要指的是處理中性鹽，很自然的就把電滲析法列入到了去除中性鹽的技術(shù)流中。但在了解了電滲析法的工作原理后，我們就可以知道，無需增加任何藥劑，也無需更換任何設(shè)備，只要改變電場(chǎng)的磁極磁性，電滲析法就可以不僅僅去除中性鹽，任何的電解質(zhì)都可以脫離干凈。

二、電滲析水處理的經(jīng)濟(jì)效益

采用電滲析進(jìn)行水處理的方法，無論是比較傳統(tǒng)的化學(xué)方法，還是剛剛被取代的蒸餾方法，它的經(jīng)濟(jì)效益都是非常明顯的，它不僅投入成本少，而且制水成本也不高，最重要的是它產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益非常好。

（一）投入成本少

傳統(tǒng)的水處理系統(tǒng)是用蒸發(fā)器、石灰和氫鈉離子交換器組合搭建的，如果總投資是600萬元的話，制水能力不超過35t/h，這樣算來，每t/h水的造價(jià)在17萬元左右。但如果用電滲析代替蒸發(fā)器和石灰，只需要不超過傳統(tǒng)系統(tǒng)25%的成本，就能搭建出制水能力高達(dá)40t/h的制水系統(tǒng)，水造價(jià)在3.5萬元/t/h，僅為原來造價(jià)的20%。

（二）制水成本低

依照以上的計(jì)算數(shù)據(jù)，制水成本降低到原來的五分之一，這樣低的制水成本，預(yù)計(jì)最少一年，最多二年，就可以完全地收回整個(gè)系統(tǒng)的全部建設(shè)成本。

（三）產(chǎn)出效益好

用電滲析法提供的蒸汽水質(zhì)好，這大大提高了鍋爐的運(yùn)行效率，降低了鍋爐的排污率，同時(shí)也避免了藥劑對(duì)鍋爐內(nèi)壁、管道的腐蝕，更是降低了其他熱損、水損。通過降低設(shè)備的損耗率來提高的經(jīng)濟(jì)效益，往往比降低制水成本、提高產(chǎn)出效率等方法產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益高出很多。

三、火力發(fā)電廠電滲析水處理存在的問題

電滲析方法雖然作為物理方法的新型工藝技術(shù)，有著它獨(dú)特的，無可比擬的優(yōu)越性，但受到技術(shù)成熟度的制約，并不十分的完善，特別是應(yīng)用于火電廠的水處理環(huán)節(jié)，還是處于最初的發(fā)展階段，還是有很多問題亟待解決的。

（一）耗水量大

電滲析方法進(jìn)行水處理需要提供大量的水，而且消耗量很大，傳統(tǒng)化學(xué)方法進(jìn)行水處理全過程的耗水量約占處理量的三分之一多一點(diǎn)，但電滲析法進(jìn)行水處理全過程的耗水量卻占到了處理量的一倍，這就說明在缺水地區(qū)使用是受到限制的，不能得到廣泛推行。雖然目前電滲析方法主要應(yīng)用在中、小型的火電廠，對(duì)于耗水量的問題，表現(xiàn)的并不是十分突出，但這個(gè)問題不容小覷。如何降低耗水量，是電滲析法目前需要解決的技術(shù)問題，而耗水量將達(dá)到什么程度，就決定了電滲析法能夠被推廣應(yīng)用的范圍。

（二）除硅效果差

硅酸鹽作為弱電解質(zhì)，在直流電場(chǎng)上移動(dòng)的距離、速度都很差，直接影響到了電滲析法去除硅酸鹽的質(zhì)量，致使除硅效果不理想，是需要改善的問題。

（三）脫鹽不能達(dá)到固定的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值

電滲析法處理后得到的淡水含鹽量并不是固定的，它很大程度上取決于原來被處理水的含鹽量，這就制約著電滲析法因無法達(dá)到固定的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)指標(biāo)而不能被完全的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，目前電滲析方法在很多火電廠是被做為前置環(huán)節(jié)進(jìn)行水處理的。

結(jié)論

電滲析技術(shù)應(yīng)用于火電廠進(jìn)行水處理，在我國(guó)推行的時(shí)間并不長(zhǎng)，但發(fā)展卻是十分迅猛的，只用了不到3年的時(shí)間，就能使一臺(tái)設(shè)備的處理能力由原來的幾噸，迅速增長(zhǎng)到了幾十噸，隨著設(shè)備的不斷更新，技術(shù)的不斷創(chuàng)新，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)完全具備了大面積投入生產(chǎn)的能力。在政策的規(guī)劃、影響下，中、小型火電廠已經(jīng)取得了一定的收益，它設(shè)備簡(jiǎn)易、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，更是得到了一線工人的大力好評(píng)。當(dāng)然，取得了成績(jī)并不代表我們達(dá)到了目標(biāo)，我們要精益求精，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)，在保證質(zhì)量和穩(wěn)定性的前提下，通過革新技術(shù)手段，更替技術(shù)設(shè)備，來達(dá)到產(chǎn)量翻一番，成本降一半的目標(biāo)。這需要我們技術(shù)人員孜孜不倦的努力，耐得住浮躁，扛得住失敗，以堅(jiān)韌的意志和不屈的精神，一起為我們的電力事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

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作者簡(jiǎn)介

巴忠磊（1982年9月-），男，漢族，籍貫山東濱州。2004年畢業(yè)于山東交通學(xué)院，電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)。2007年就職于廣州市蘇源電力設(shè)備有限公司，電氣助理工程師，研究方向：火力發(fā)電廠水質(zhì)監(jiān)測(cè)與處理。