回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，包括預處理單元、反滲透單元、精處理單元，還包括冷凝水處理單元，所述冷凝水單元的精密過濾器出口與所述精處理單元的中間水箱進口之間以管道連通，所述冷凝水單元的冷凝水換熱器出口與所述預處理單元的原水箱進口之間以管道連通，冷凝水單元的冷凝水換熱器出口與所述預處理單元的預處理換熱器進口之間以管道連通，所述預處理單元的預處理過濾器出口與所述冷凝水單元的冷凝水換熱器進口之間以管道連通。通過高溫冷凝水與原水在換熱器中進行熱交換，充分回收熱量，同時冷凝水補充進入脫鹽水系統，增加了除鹽水產量。反滲透單元中產生的高鹽量濃水進入次鈉配置系統、乙炔發生系統和燒堿系統，進行回收利用。
【專利說明】回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及回收系統領域，具體涉及一種回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備 系統。
【背景技術】
[0002] 節能減排指節約能源、降低能源消耗、減少污染物排放。繼國家"十一?五"規劃綱 要中提出后，"十二?五"規劃中明確提出了到2015年節能減排的目標。因此，從2006年開 始，我國工業領域開始大力推行節能減排相關技改，發展循環經濟，實現資源的綜合利用。
[0003] 冷凝水產生于蒸汽加熱和輸送過程中，水質好且含有大量熱量。在火力發電、石油 化工廠、煤化工等領域，一般是將冷凝液回用至鍋爐，作補充水使用，有效利用了冷凝水的 熱值，同時減少的鍋爐的補充用水量。根據生產工藝的特性，不同企業對冷凝液的回用方法 也各不相同。在工業園區或者是大型企業，蒸汽采用集中供應，輸送管線長，冷凝液量有時 波動較大，采用冷凝液回收至鍋爐的方法，有效回用熱值低，且系統水平衡難以保證。
【發明內容】
[0004] 針對以上問題，對于希望進行冷凝水回收利用，且具有脫鹽水制備系統的單位，本 實用新型提供一種回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統。
[0005] 本實用新型的目的是以下述方式實現的：
[0006] -種回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，包括預處理單元、反滲透單元、精處 理單元，所述預處理系統包括依次通過管道連通的原水箱、原水泵、預處理過濾器、預處理 換熱器、超濾裝置，所述反滲透單元包括依次通過管道連通的超濾產水箱、超濾產水泵、保 安過濾器、RO裝置高壓泵、RO裝置，反滲透單元的超濾產水箱與預處理單元的超濾裝置通 過連通，所述精處理單元包括依次通過管道連通的除CO2裝置、中間水箱、中間水泵、混床、 除鹽水箱、除鹽水泵，預處理單元RO裝置與精處理單元的除CO2裝置通過管道連通，還包括 冷凝水處理單元，所述冷凝水處理單元包括冷凝水箱、冷凝水泵、冷凝水換熱器、冷凝水過 濾器、精密過濾器，所述冷凝水處理單元的設備之間依次以管道連接，所述冷凝水處理單元 的精密過濾器出口與所述精處理單元的中間水箱進口之間以管道連通，所述冷凝水處理單 元的冷凝水換熱器出口與所述預處理單元的原水箱進口之間以管道連通，冷凝水處理單元 的冷凝水換熱器出口與所述預處理單元的預處理換熱器進口之間以管道連通，所述預處理 單元的預處理過濾器出口與所述冷凝水處理單元的冷凝水換熱器進口之間以管道連通。
[0007] 所述冷凝水處理單元冷凝水箱進口管線與在線監測系統相連，冷凝水處理單元水 箱進口管線設置閥門控制的排放管道。
[0008] 本實用新型還包括濃水回收單元，濃水回收單元包括濃水箱、濃水泵，濃水箱和濃 水泵之間以管道連接，反滲透單元的RO裝置出口與濃水箱進口以管道連接。
[0009] 所述濃水泵出口分別與燒堿系統、乙炔發生系統、次鈉配置系統以管道連接。
[0010]所述預處理系統的預處理過濾器為網式過濾器、預處理換熱器為板式換熱器；所 述反滲透單元的保安過濾器為5 y保安過濾器；所述冷凝水處理單元的冷凝水換熱器為板 式換熱器、冷凝水過濾器為除鐵過濾器。
[0011]所述反滲透單元還包括RO化學清洗裝置，化學清洗裝置包括與保安過濾器連通 的還原劑容器和與保安過濾器連通的阻垢劑容器。
[0012] 相對于現有技術，本實用新型將蒸汽冷凝液回用于脫鹽水系統制取脫鹽水，其熱 量回用于原水加熱，加熱后的原水進入系統用于制取脫鹽水，提高了脫鹽水系統的產水率， 同時也解決了因冬季水溫低而影響脫鹽水系統產水量的問題；另外，系統中的濃水回收裝 置，將反滲透產生的濃水回收利用于乙炔發生、配置次鈉、返淡鹽水槽采鹵，最大限度地達 到資源綜合利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 如圖1所示的一種回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，包括預處理單元、反 滲透單元、精處理單元，所述預處理系統包括依次通過管道連通的原水箱、原水泵、預處理 過濾器、預處理換熱器、超濾裝置，所述反滲透單元包括依次通過管道連通的超濾產水箱、 超濾產水泵、保安過濾器、RO裝置高壓泵、RO裝置，反滲透單元的超濾產水箱與預處理單元 的超濾裝置通過管道連通，所述精處理單元包括依次通過管道連通的除CO2裝置、中間水 箱、中間水泵、混床、除鹽水箱、除鹽水泵，預處理單元RO裝置與精處理單元的除CO2裝置通 過管道連通，還包括冷凝水處理單元，所述冷凝水處理單元包括冷凝水箱、冷凝水泵、冷凝 水換熱器、冷凝水過濾器、精密過濾器，所述冷凝水處理單元的設備之間依次以管道連接， 所述冷凝水處理單元的精密過濾器出口與所述精處理單元的中間水箱進口之間以管道連 通，所述冷凝水處理單元的冷凝水換熱器出口與所述預處理單元的原水箱進口之間以管道 連通，冷凝水處理單元的冷凝水換熱器出口與所述預處理單元的預處理換熱器進口之間以 管道連通，所述預處理單元的預處理過濾器出口與所述冷凝水處理單元的冷凝水換熱器進 口之間以管道連通。
[0015] 系統來水從原水箱開始，依次進入預處理單元、反滲透單元、精處理單元進行處 理，通過除鹽水泵送至各用戶處使用。冷凝水經過冷凝水系統處理后，達到脫鹽水水質要 求，并入中間水箱繼續經混床處理。高溫冷凝水還要與原水通過冷凝水換熱器進行熱交換， 充分回收熱量。
[0016] 具體如下：
[0017]①預處理單元
[0018] 預處理單元主要包括預處理過濾器、預處理換熱器、超濾裝置等設備。原水先經預 處理過濾器（即網式過濾器）過濾掉大顆粒的懸浮物，然后通過預處理換熱器（即板式換熱 器）加熱，再進入超濾系統。
[0019] 預處理單元除了去除絕大部分細微顆粒、膠體、懸浮物等等，還可以降低水的濁 度。超濾裝置是預處理系統最重要的設備，它可以進一步去除原水中的膠體、懸浮物、細菌 等雜質，超濾裝置出水完全可以達到反滲透裝置的進水要求，能夠確保反滲透裝置等后序 設備長期安全穩定運行。
[0020] 另外，由于超濾裝置和RO裝置最佳操作溫度在20-25°C，因此在預處理單元需設 置預處理換熱器用以對原水升溫，使之達到超濾裝置和RO裝置的最佳操作溫度，使整個系 統達到一個較佳的工作狀況。
[0021] ②反滲透單元
[0022] 預處理系統單元的產水進超濾產水箱過渡，由超濾產水泵升壓，經過5 y m保安過 濾器，再經過RO裝置高壓泵大幅升高壓力，進入RO裝置進行預脫鹽處理。
[0023] 5 i! m保安過濾器是原水進入反滲透前的最后一道保護裝置，它可以過濾去除水中 仍存在的極微小顆粒物，以免RO膜被這些顆粒物劃傷而造成永久性損壞。同時，在保安過 濾器前投加阻垢劑，以保證RO濃水不結垢，保護RO膜并延長RO膜的使用時間。
[0024] 優選地，設置一套RO化學清洗裝置，化學清洗裝置包括與保安過濾器連通的還原 劑容器和與保安過濾器連通的阻垢劑容器。RO裝置是主要的除鹽設備。RO裝置的可溶解 固體的去除率約為97% (三年內）。因為RO經過長期運行難免會有污垢沉積,從而造成性能 下降。因此設置的阻垢劑容器中的阻垢劑經保安過濾器后進入RO裝置，對RO裝置進行清 洗。按照需要對RO裝置進行清洗，從而恢復其性能。
[0025] ③精處理單元
[0026] RO裝置的產水經過除CO2裝置后進入中間水箱過渡，由中間水泵升壓，通過混床設 備，進一步去除水中的可溶解固體物質，從而得到純度非常高的產水。混床的產水進入除鹽 水箱，再通過除鹽水泵送至用戶用水點。
[0027] 經過混床精處理的水的水質進一步提高，完全可以達到技術要求。混床產水進入 除鹽水箱，通過除鹽水泵外送至用水點。
[0028] ④冷凝水處理單元
[0029] 冷凝水經系統循環后進入冷凝水箱，由冷凝水泵提升進入冷凝水換熱器（即板式 換熱器)，使高溫的冷凝水與原水進行熱交換降溫后經冷凝水過濾器（即除鐵過濾器）和精 密過濾器祛除系統析出的鐵后進入混床，達到脫鹽水水質要求。
[0030] 優選的，在冷凝液水箱前設置在線監測及排放管線。系統配置在線監視儀表接入 PLC控制系統，冷凝水水質出現異常就地排放。
[0031] 實施例2:
[0032] 與實施例1相比，回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，還包括濃水回收單元。
[0033] 在反滲透單元中產生的濃水通過管線進入濃水箱，濃水箱中的濃水通過濃水泵一 部分去次鈉配置系統，一部分去乙炔發生系統，另一部分送至燒堿系統淡鹽水返井槽，替代 一次水返井采鹵。充分利用了這部分含鹽量高的廢水。
[0034] 以某公司的實驗使用效果為例，采用實施例2裝置后，有如下綜合效果：
[0035] ①冷凝液正常回收量為40m3/h，則全年共計減排冷凝液40m3/hX8000h=32萬m 3， 節約原水32萬m3 ;
[0036] ②冷凝液用于對原水進行換熱，每年可減少蒸汽使用量，一年節約蒸汽約為41271 噸；
[0037] ③反滲透裝置產生濃水水量約65m3/h，按8000h計算，一年可回收水資源52萬m 3。
[0038] 本實用新型所使用的回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，最大化的進行水資 源綜合利用，對冷凝液的熱量進行了回收利用，減少了酸堿廢水排放和環境污染，工藝技術 在國內、外氯堿行業處于領先水平。重點解決了在沒有鍋爐的情況下對冷凝液的回收，熱量 回用于本系統原水加熱，提高了反滲透的產水率，這一特點是在沒有增加動能的前提下實 現的，在脫鹽水處理工藝中具有創造性特點。另外，經反滲透產生的濃水，其含鹽量大，若此 部分廢水直接排掉造成了資源浪費，在脫鹽水系統設計濃水回收系統，即將這部分含鹽量 高的廢水收集至濃水箱，由濃水外送泵經外管廊一部分送往乙炔發生，同時也用于配置次 鈉。另一部分經外管可輸送至燒堿系統淡鹽水返井槽，替代一次水返井采鹵。整個系統通過 工藝的優化組合，綜合考慮資源最大化利用，從而降低了脫鹽水處理成本，既節能又環保。
[0039] 以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員 來說，在不脫離本實用新型整體構思前提下，還可以作出若干改變和改進，這些也應該視為 本實用新型的保護范圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。
[0040] 以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本領域的技術人員 來說，在不脫離本實用新型整體構思前提下，還可以作出若干改變和改進，這些也應該視為 本實用新型的保護范圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。
[0041] 以下是與本實用新型相關的技術原理：
[0042] ①超濾原理
[0043] 超濾是一種從溶液中分離出大粒子溶質的膜分離過程，其分離機理為：機械篩分 原理，其中超濾膜具有選擇性分離的特點。
[0044] 其超濾過程為：在壓力作用下，料液中含有的溶劑及各種小的溶質從高壓料液側 透過濾膜到達低壓側，從而得到超濾液，而尺寸比膜孔徑大的溶質分子被膜截留成為濃縮 液，溶質在被膜截留的過程中有以下幾種作用方式：（1)在膜面的機械截留；（2)在膜表面 及微孔內吸附；（3)膜孔的堵塞。
[0045] ②反滲透原理
[0046] 用一張只透過溶劑而不透過溶質的理想半透膜把水和鹽水隔開，則出現水分子由 純水一側通過半透膜向鹽水一側擴散的現象，這就是滲透現象。隨著滲透現象的進行，鹽水 與純水的液面高差不斷增大，最后兩液面差不再變化，達到了滲透平衡，兩液面差就是鹽水 的滲透壓。
[0047] 當體系處在滲透平衡狀態時，如果外界增加鹽水側的壓力，則破壞了已經形成的 滲透平衡，就會出現水分子從鹽水側通過半透膜向純水側擴散滲透的現象。由于這時水的 擴散方向恰恰與滲透現象相反，因此人們把這個過程稱為反滲透。
[0048] ③混床工作原理
[0049] 混床是陽、陰離子交換樹脂按一定比例混合裝填于同一交換柱內的離子交換裝 置，均勻混合的樹脂層，陽樹脂001 X7與陰樹脂201 X7緊密交錯排列，每一對陽樹脂與陰 樹脂顆粒類似于一組復床。故可以把混床視作無數組復床串聯運行，由于通過混合離子交 換后進入水中的氫離子與氫氧離子立即生成電離度很低的水分子。很少可能形成陽離子 或陰離子交換時的反離子，可以使交換反應進行得十分徹底，因而混合床的出水水質優于 陽、陰離子交換柱串聯組成的復床所能達到的水質，能制取純度相當高的成品水，由于混床 的再生過程較陽、陰離子交換柱的再生工藝復雜，且再生效率低，再生后樹脂的工作交換容 量也較低，再生成本高于陽床或陰床，因而混床一般用于進水含鹽量較低的場合(如一級復 床、反滲透后的深度除鹽或高純水系統的精處理）這樣可以延長工作周期，增加產水量，減 少再生次數，充分發揮混床出水品質好的優點。
[0050] 所述某公司實際使用的原水水質質量指標如下表：
[0051]
【權利要求】
1. 回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，包括預處理單元、反滲透單元、精處理單 元，所述預處理系統包括依次通過管道連通的原水箱、原水泵、預處理過濾器、預處理換熱 器、超濾裝置，所述反滲透單元包括依次通過管道連通的超濾產水箱、超濾產水泵、保安過 濾器、RO裝置高壓泵、RO裝置，反滲透單元的超濾產水箱與預處理單元的超濾裝置通過管 道連通，所述精處理單元包括依次通過管道連通的除CO 2裝置、中間水箱、中間水泵、混床、 除鹽水箱、除鹽水泵，反滲透單元RO裝置與精處理單元的除CO2裝置通過管道連通，其特征 在于：還包括冷凝水處理單元，所述冷凝水處理單元包括冷凝水箱、冷凝水泵、冷凝水換熱 器、冷凝水過濾器、精密過濾器，所述冷凝水處理單元的設備之間依次以管道連接，所述冷 凝水處理單元的精密過濾器出口與所述精處理單元的中間水箱進口之間以管道連通，所述 冷凝水處理單元的冷凝水換熱器出口與所述預處理單元的原水箱進口之間以管道連通，冷 凝水處理單元的冷凝水換熱器出口與所述預處理單元的預處理換熱器進口之間以管道連 通，所述預處理單元的預處理過濾器出口與所述冷凝水處理單元的冷凝水換熱器進口之間 以管道連通。
2. 如權利要求1所述的回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，其特征在于：所述冷 凝水處理單元冷凝水箱進口管線與在線監測系統相連，冷凝水處理單元水箱進口管線設置 閥門控制的排放管道。
3. 如權利要求1或2所述的回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，其特征在于：還 包括濃水回收單元，濃水回收單元包括濃水箱、濃水泵，濃水箱和濃水泵之間以管道連接， 反滲透單元的RO裝置出口與濃水箱進口以管道連接。
4. 如權利要求3所述的回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，其特征在于：所述濃 水泵出口分別與燒堿系統、乙炔發生系統、次鈉配置系統以管道連接。
5. 如權利要求1或2所述的回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，其特征在于：所 述預處理系統的預處理過濾器為網式過濾器、預處理換熱器為板式換熱器；所述反滲透單 元的保安過濾器為5 μ保安過濾器；所述冷凝水處理單元的冷凝水換熱器為板式換熱器、 冷凝水過濾器為除鐵過濾器。
6. 如權利要求1或2所述的回用冷凝水及其熱量的脫鹽水制備系統，其特征在于：所 述反滲透單元還包括RO化學清洗裝置，化學清洗裝置包括與保安過濾器連通的還原劑容 器和與保安過濾器連通的阻垢劑容器。
【文檔編號】C02F9/02GK204125245SQ201420428209
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】張偉, 肖娜, 李太祥, 王凱, 徐紹東 申請人:河南永銀化工實業有限公司