粉末樹脂覆蓋過濾器技術已經在我國火力發電廠中大量使用,通過總結數年的應用經驗,對該系統的優缺點有了較為全面的了解,本文對粉末樹脂覆蓋過濾技術的應用及其存在問題進行探討。
1.粉末樹脂過濾器在我國的發展過程
1978年,中國電機工程學會火電設計赴日考察實習組在考察報告的“前置過濾器”部分,介紹了覆蓋過濾器和粉末樹脂過濾器在日本的使用情況。1999年11月,國家電力公司電力規劃設計總院召開了對粉末樹脂覆蓋過濾設備的評審會,提出了如下的評審意見:
(1)粉末樹脂覆蓋過濾設備具有系統簡單、基建投資省、設備占地面積小、有較好的除鐵和除硅效果、無酸堿廢液的排放等優點;
(2)可作為火電廠正常運行時的凝結水處理、機組起動時的除鐵除硅、直接空冷機組的凝結水除鐵除二氧化碳等處理的比選方案;
(3)無錫鍋爐廠從美國引進的粉末樹脂覆蓋過濾系統的設計及設備制造技術,在國內處于地位;
(4)粉末樹脂覆蓋過濾設備的生命力在于國產化,建議通過和外商合作生產,加速實現國產化,不斷*與提高,增強市場的競爭能力。
2.粉末樹脂覆蓋過濾器存在的問題
粉末樹脂覆蓋過濾器是從紙粉覆蓋過濾器發展而來,利用粉末樹脂替代紙粉作為過濾材料。使用粉末樹脂替代紙粉的目的是希望該設備具有過濾除鐵和除鹽的雙重作用,達到前置過濾和混床的雙重效果。但是,在實際應用中出現了下列問題:
(1)如此細的樹脂粉末無法進行再生和重復使用,失效的粉末樹脂必須棄去,大大增加了運行費用。
(2)由于所覆蓋的粉末樹脂數量少,離子交換量低,凝結水中的氨可使氫型陽樹脂粉末迅速變為銨型(約4h～8h),樹脂直接與高pH值的凝結水接觸,失去除鹽能力。
(3)氫型陽樹脂轉為銨型時,顆粒體積縮小,造成樹脂覆蓋層的體積收縮,出現裂縫。有的設備為了防止樹脂覆蓋層裂縫,用銨型陽樹脂粉替代了氫型樹脂粉,雖然解決了覆蓋層的裂縫問題,但失去了4h～8h的除鹽能力。
(4)由于粉末樹脂要與高pH值凝結水接觸,并與水中的離子達到平衡,因此必須具有很高的再生度(在深床工藝的氫型混床中,不需要如此高的再生度)。要達到此再生度,必須消耗大量的酸堿,同時產生大量的廢酸堿。因這部分廢酸堿在粉末樹脂的制造廠排放,對環境的污染可能增大。
3.問題分析
(1)從上述出現的問題可以看出,以氫型陽樹脂鋪膜的粉末樹脂覆蓋過濾器能夠發揮除鹽作用的時間只占運行周期的1.67%,而其它運行時間沒有除鹽作用。使用銨型粉末陽樹脂則沒有除鹽作用。粉末樹脂覆蓋過濾器只是用粉末樹脂作為過濾材料的覆蓋過濾器,與紙粉覆蓋過濾器的效果相似,但使用粉末樹脂比紙粉容易爆膜。
(2)顆粒很細的樹脂粉末對運行水流必將產生很大的阻力,影響設備出力。為了防止濾層的水流阻力過大,除了減低覆蓋層厚度外,國外有關專家認為:可以利用陽、陰樹脂粉末混合時產生的“空間效應”使濾層的水流阻力降低。但是,在運行中的水流作用下,此效應迅速消失,水流阻力又會增大。
(3)粉末樹脂覆蓋過濾器在大部分運行時間內失去了除鹽作用,其出水的電導率和含鹽量也與進水近似或相同。
(4)粉末樹脂覆蓋過濾器的作用主要是對凝結水中腐蝕產物和懸浮物的去除。近年來,淘汰了20世紀80年代曾使用的梯形繞絲濾元,而改用管式過濾器作為濾元。由于管式過濾器本身就具有過濾除鐵的作用,覆蓋粉末樹脂后,其過濾作用可進一步提高。