反滲透水處理技術(shù)在鍋爐中的應(yīng)用探析

摘 要：在我國當(dāng)前的中小型工業(yè)鍋爐使用中，水質(zhì)凈化處理問題是其技術(shù)的重點(diǎn)研究內(nèi)容。而在這一過程中反滲透水處理技術(shù)的應(yīng)用與推廣，極大地提高了鍋爐水質(zhì)凈化質(zhì)量。本文即針對這一技術(shù)的原理與優(yōu)勢，開展了應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：反滲透水處理技術(shù)；鍋爐；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.048

隨著我國化工、能源等產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中對于鍋爐應(yīng)用技術(shù)的要求也在不斷提升中。特別是在這類產(chǎn)業(yè)鍋爐運(yùn)行中，如何在生產(chǎn)中降低水質(zhì)硬度，做好鈣、鎂等金屬離子的分離工作，滿足鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行中的水質(zhì)質(zhì)量要求，就成為了鍋爐技術(shù)研究的重要組成部分。這一研究中，鍋爐反滲透水技術(shù)研究與應(yīng)用發(fā)揮了重要作用。反滲透水處理技術(shù)研究的開展，一方面為鍋爐運(yùn)行中，用水質(zhì)量的提升以及節(jié)水目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下了有力基礎(chǔ)；另一方面也為化工、能源生產(chǎn)質(zhì)量的提升提供了技術(shù)理論支持。

1 傳統(tǒng)水處理技術(shù)存在的主要問題

在傳統(tǒng)的工業(yè)鍋爐運(yùn)行中，分離水中礦物質(zhì)離子的常用技術(shù)為鈉離子交換技術(shù)。在技術(shù)研究中研究者發(fā)現(xiàn)，這一傳統(tǒng)的技術(shù)措施在使用中具有以下的三點(diǎn)問題。

1.1 部分礦物離子無法有效分離

在鈉離子交換技術(shù)應(yīng)用中，其對于鈣、鎂等礦物離子有著一定的去除效果，進(jìn)而起到了降低水質(zhì)硬度的作用。但是這一技術(shù)在水處理中對于部分雜質(zhì)無法有效分離。如對水質(zhì)中的鹽堿物質(zhì)，鈉離子交換技術(shù)就難以起到有效的分離。這主要是因為鈉離子交換中使用的強(qiáng)酸陽樹脂，無法有效水中的陰離子與氯離子成分造成的。

1.2 對鍋爐爐體腐蝕性與污染性大

在鈉離子交換過程中，由于水質(zhì)中的無法有效去除水中的堿性物質(zhì)，進(jìn)而容易造成鍋爐水中的堿度不斷增加。這種堿度的增加會造成以下的三個問題。一是易造成鍋爐內(nèi)部結(jié)垢，進(jìn)而影響鍋爐加熱質(zhì)量；二是堿度較高的鍋爐水質(zhì)容易造成鍋爐內(nèi)部構(gòu)件腐蝕，影響鍋爐壽命；三是為了確保鍋爐水質(zhì)量，生產(chǎn)企業(yè)需要定期排放部分（一般為15-20%）污水，進(jìn)而造成了鍋爐污染性的提升。

1.3 造成浪費(fèi)與成本提高問題

在采用鈉離子交換技術(shù)進(jìn)行水質(zhì)處理的過程中，由于技術(shù)人員需要應(yīng)對內(nèi)部結(jié)垢、部件腐蝕等問題，進(jìn)而需要增加鍋爐維護(hù)工作量，繼而造成了生產(chǎn)維護(hù)成本的提升。同時為了應(yīng)對排污等問題，生產(chǎn)企業(yè)還需要對排污系統(tǒng)進(jìn)行改造；增加鍋爐注水量等處理。這些工作的開展，都會提升鍋爐使用中的生產(chǎn)成本。

正因為鈉離子交換技術(shù)在使用中具有以上的問題，因此在鍋爐水處理中已經(jīng)逐步被生產(chǎn)企業(yè)淘汰。而取而代之的正式此次研究的反滲透水處理技術(shù)。

2 反滲透水技術(shù)在鍋爐水處理中的技術(shù)原理分析

在鍋爐反滲透技術(shù)應(yīng)用研究中，研究者首先需要對其主要工作原理進(jìn)行研究。在實(shí)際應(yīng)用中反滲透技術(shù)的核心在于反滲透裝置的應(yīng)用。下面我們就對裝置的原理進(jìn)行研究。

2.1 反滲透裝置中半透膜應(yīng)用

在反滲透裝置工作中，其核心的技術(shù)材料是水過濾半透膜材料的應(yīng)用。這種材料在應(yīng)用中具有在外力作用下優(yōu)秀的機(jī)械性、耐腐蝕性以及化學(xué)穩(wěn)定性。而其工作的原理在于其可以對水溶液中的各種離子物質(zhì)（包括了金屬離子、堿性物質(zhì)、陰離子等），進(jìn)行選擇性通過，進(jìn)而阻止離子通過的性能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了鍋爐用水凈化與濃縮分離的技術(shù)要求。在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用中，半透膜材料的水凈化率可以達(dá)到95-98%的效果，進(jìn)而使其可以實(shí)現(xiàn)鍋爐使用中的水質(zhì)凈化要求。

2.2 反滲透裝置的使用原理

在反滲透裝置的應(yīng)用中，其技術(shù)原理在于通過半透膜將純水與鹽堿水進(jìn)行分割。在初始狀態(tài)下由于沒有壓力，純水與鹽堿水處于平衡狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，純水在滲透理象影響下進(jìn)入鹽堿水一側(cè)。而當(dāng)半透膜鹽堿水一側(cè)受到一定壓力的狀態(tài)下，鹽堿水一側(cè)的水就會1（b）所示 ，若在膜的鹽水側(cè)施加壓的情況下，水流就會發(fā)生逆轉(zhuǎn)流向。在這一過程中，鹽堿水一側(cè)經(jīng)過半透膜回流至純水側(cè)，完成水的反滲透過濾過程。在這一過程中，鍋爐中的硬質(zhì)水即完成了過濾過程，形成了鍋爐需要使用的純水。

2.3 反滲透裝置的技術(shù)優(yōu)勢

在鍋爐水處理中，反滲透過濾技術(shù)的應(yīng)用與傳統(tǒng)鈉離子交換技術(shù)相比較，具有以下的的數(shù)據(jù)優(yōu)勢。一是反滲透技術(shù)95——98%的凈化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈉離子交換技術(shù)，且這一技術(shù)可以對水質(zhì)中的各種離子進(jìn)行有效凈化，凈化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈉離子交換技術(shù)。二是由于反滲透技術(shù)凈化效果較好，進(jìn)而減少了水垢、水腐蝕等問題的產(chǎn)生，提高了鍋爐運(yùn)行效率，降低了其維護(hù)成本。三是水質(zhì)凈化效果的提升，可以將鍋爐的排污率降至1%以下，進(jìn)而減少了生產(chǎn)中的污染性。

3 反滲透技術(shù)裝置的實(shí)踐應(yīng)用領(lǐng)域

在反滲透技術(shù)裝置的實(shí)際應(yīng)用中，其重點(diǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域包括了以下幾點(diǎn)。（1）工業(yè)再生水應(yīng)用領(lǐng)域。在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)中，將再生水資源應(yīng)用于鍋爐使用，是當(dāng)前大型工業(yè)生產(chǎn)節(jié)水的重要措施。而再生水中的礦物質(zhì)離子遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自然水，進(jìn)而其水質(zhì)需要進(jìn)行做好處理工作。而反滲透技術(shù)的應(yīng)用，可以很好的完成再生水過濾工作，進(jìn)而提高了再生水利用率。（2）化工與能源產(chǎn)業(yè)中的鍋爐水處理。在化工與能源生產(chǎn)中，其產(chǎn)品中的化學(xué)物質(zhì)極易影響鍋爐用水，進(jìn)而造成其水質(zhì)惡化。因此當(dāng)前反滲透水技術(shù)，在這兩個行業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用。（3）水質(zhì)較差的自然水鍋爐應(yīng)用中。在我國的工業(yè)生產(chǎn)中，部分河流（如黃河、黑龍江等）與深井水中的水質(zhì)一般較硬，因此不適用于鍋爐生產(chǎn)直接使用。而通過反滲透技術(shù)，這一問題得到很好地解決。

隨然反滲透技術(shù)在鍋爐水質(zhì)過濾處理中具有很好地處理效果，但是其在實(shí)際應(yīng)用中等成本高于鈉離子交換技術(shù)。因此使用中，設(shè)計者應(yīng)根據(jù)鍋爐使用的實(shí)踐情況，充分考慮設(shè)計支出因素，進(jìn)行設(shè)備改造。同時在大型鍋爐應(yīng)用中，為鍋爐安裝單獨(dú)的過濾水設(shè)備，其過濾效果與效率也高于反滲透裝置，因此也不適用這一技術(shù)。

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作者簡介：李鵬飛（1986-），男，湖南人，研究方向：熱工工程（涉及飽和蒸汽余熱發(fā)電、反滲透制水、低壓燃?xì)忮仩t）。