回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，包括预处理单元、反渗透单元、精处理单元，还包括冷凝水处理单元，所述冷凝水单元的精密过滤器出口与所述精处理单元的中间水箱进口之间以管道连通，所述冷凝水单元的冷凝水换热器出口与所述预处理单元的原水箱进口之间以管道连通，冷凝水单元的冷凝水换热器出口与所述预处理单元的预处理换热器进口之间以管道连通，所述预处理单元的预处理过滤器出口与所述冷凝水单元的冷凝水换热器进口之间以管道连通。通过高温冷凝水与原水在换热器中进行热交换，充分回收热量，同时冷凝水补充进入脱盐水系统，增加了除盐水产量。反渗透单元中产生的高盐量浓水进入次钠配置系统、乙炔发生系统和烧碱系统，进行回收利用。
【专利说明】回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及回收系统领域，具体涉及一种回用冷凝水及其热量的脱盐水制备 系统。
【背景技术】
[0002] 节能减排指节约能源、降低能源消耗、减少污染物排放。继国家"十一?五"规划纲 要中提出后，"十二?五"规划中明确提出了到2015年节能减排的目标。因此，从2006年开 始，我国工业领域开始大力推行节能减排相关技改，发展循环经济，实现资源的综合利用。
[0003] 冷凝水产生于蒸汽加热和输送过程中，水质好且含有大量热量。在火力发电、石油 化工厂、煤化工等领域，一般是将冷凝液回用至锅炉，作补充水使用，有效利用了冷凝水的 热值，同时减少的锅炉的补充用水量。根据生产工艺的特性，不同企业对冷凝液的回用方法 也各不相同。在工业园区或者是大型企业，蒸汽采用集中供应，输送管线长，冷凝液量有时 波动较大，采用冷凝液回收至锅炉的方法，有效回用热值低，且系统水平衡难以保证。
【发明内容】
[0004] 针对以上问题，对于希望进行冷凝水回收利用，且具有脱盐水制备系统的单位，本 实用新型提供一种回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统。
[0005] 本实用新型的目的是以下述方式实现的：
[0006] -种回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，包括预处理单元、反渗透单元、精处 理单元，所述预处理系统包括依次通过管道连通的原水箱、原水泵、预处理过滤器、预处理 换热器、超滤装置，所述反渗透单元包括依次通过管道连通的超滤产水箱、超滤产水泵、保 安过滤器、RO装置高压泵、RO装置，反渗透单元的超滤产水箱与预处理单元的超滤装置通 过连通，所述精处理单元包括依次通过管道连通的除CO2装置、中间水箱、中间水泵、混床、 除盐水箱、除盐水泵，预处理单元RO装置与精处理单元的除CO2装置通过管道连通，还包括 冷凝水处理单元，所述冷凝水处理单元包括冷凝水箱、冷凝水泵、冷凝水换热器、冷凝水过 滤器、精密过滤器，所述冷凝水处理单元的设备之间依次以管道连接，所述冷凝水处理单元 的精密过滤器出口与所述精处理单元的中间水箱进口之间以管道连通，所述冷凝水处理单 元的冷凝水换热器出口与所述预处理单元的原水箱进口之间以管道连通，冷凝水处理单元 的冷凝水换热器出口与所述预处理单元的预处理换热器进口之间以管道连通，所述预处理 单元的预处理过滤器出口与所述冷凝水处理单元的冷凝水换热器进口之间以管道连通。
[0007] 所述冷凝水处理单元冷凝水箱进口管线与在线监测系统相连，冷凝水处理单元水 箱进口管线设置阀门控制的排放管道。
[0008] 本实用新型还包括浓水回收单元，浓水回收单元包括浓水箱、浓水泵，浓水箱和浓 水泵之间以管道连接，反渗透单元的RO装置出口与浓水箱进口以管道连接。
[0009] 所述浓水泵出口分别与烧碱系统、乙炔发生系统、次钠配置系统以管道连接。
[0010]所述预处理系统的预处理过滤器为网式过滤器、预处理换热器为板式换热器；所 述反渗透单元的保安过滤器为5 y保安过滤器；所述冷凝水处理单元的冷凝水换热器为板 式换热器、冷凝水过滤器为除铁过滤器。
[0011]所述反渗透单元还包括RO化学清洗装置，化学清洗装置包括与保安过滤器连通 的还原剂容器和与保安过滤器连通的阻垢剂容器。
[0012] 相对于现有技术，本实用新型将蒸汽冷凝液回用于脱盐水系统制取脱盐水，其热 量回用于原水加热，加热后的原水进入系统用于制取脱盐水，提高了脱盐水系统的产水率， 同时也解决了因冬季水温低而影响脱盐水系统产水量的问题；另外，系统中的浓水回收装 置，将反渗透产生的浓水回收利用于乙炔发生、配置次钠、返淡盐水槽采卤，最大限度地达 到资源综合利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统示意图。
【具体实施方式】
[0014] 如图1所示的一种回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，包括预处理单元、反 渗透单元、精处理单元，所述预处理系统包括依次通过管道连通的原水箱、原水泵、预处理 过滤器、预处理换热器、超滤装置，所述反渗透单元包括依次通过管道连通的超滤产水箱、 超滤产水泵、保安过滤器、RO装置高压泵、RO装置，反渗透单元的超滤产水箱与预处理单元 的超滤装置通过管道连通，所述精处理单元包括依次通过管道连通的除CO2装置、中间水 箱、中间水泵、混床、除盐水箱、除盐水泵，预处理单元RO装置与精处理单元的除CO2装置通 过管道连通，还包括冷凝水处理单元，所述冷凝水处理单元包括冷凝水箱、冷凝水泵、冷凝 水换热器、冷凝水过滤器、精密过滤器，所述冷凝水处理单元的设备之间依次以管道连接， 所述冷凝水处理单元的精密过滤器出口与所述精处理单元的中间水箱进口之间以管道连 通，所述冷凝水处理单元的冷凝水换热器出口与所述预处理单元的原水箱进口之间以管道 连通，冷凝水处理单元的冷凝水换热器出口与所述预处理单元的预处理换热器进口之间以 管道连通，所述预处理单元的预处理过滤器出口与所述冷凝水处理单元的冷凝水换热器进 口之间以管道连通。
[0015] 系统来水从原水箱开始，依次进入预处理单元、反渗透单元、精处理单元进行处 理，通过除盐水泵送至各用户处使用。冷凝水经过冷凝水系统处理后，达到脱盐水水质要 求，并入中间水箱继续经混床处理。高温冷凝水还要与原水通过冷凝水换热器进行热交换， 充分回收热量。
[0016] 具体如下：
[0017]①预处理单元
[0018] 预处理单元主要包括预处理过滤器、预处理换热器、超滤装置等设备。原水先经预 处理过滤器（即网式过滤器）过滤掉大颗粒的悬浮物，然后通过预处理换热器（即板式换热 器）加热，再进入超滤系统。
[0019] 预处理单元除了去除绝大部分细微颗粒、胶体、悬浮物等等，还可以降低水的浊 度。超滤装置是预处理系统最重要的设备，它可以进一步去除原水中的胶体、悬浮物、细菌 等杂质，超滤装置出水完全可以达到反渗透装置的进水要求，能够确保反渗透装置等后序 设备长期安全稳定运行。
[0020] 另外，由于超滤装置和RO装置最佳操作温度在20-25°C，因此在预处理单元需设 置预处理换热器用以对原水升温，使之达到超滤装置和RO装置的最佳操作温度，使整个系 统达到一个较佳的工作状况。
[0021] ②反渗透单元
[0022] 预处理系统单元的产水进超滤产水箱过渡，由超滤产水泵升压，经过5 y m保安过 滤器，再经过RO装置高压泵大幅升高压力，进入RO装置进行预脱盐处理。
[0023] 5 i! m保安过滤器是原水进入反渗透前的最后一道保护装置，它可以过滤去除水中 仍存在的极微小颗粒物，以免RO膜被这些颗粒物划伤而造成永久性损坏。同时，在保安过 滤器前投加阻垢剂，以保证RO浓水不结垢，保护RO膜并延长RO膜的使用时间。
[0024] 优选地，设置一套RO化学清洗装置，化学清洗装置包括与保安过滤器连通的还原 剂容器和与保安过滤器连通的阻垢剂容器。RO装置是主要的除盐设备。RO装置的可溶解 固体的去除率约为97% (三年内）。因为RO经过长期运行难免会有污垢沉积,从而造成性能 下降。因此设置的阻垢剂容器中的阻垢剂经保安过滤器后进入RO装置，对RO装置进行清 洗。按照需要对RO装置进行清洗，从而恢复其性能。
[0025] ③精处理单元
[0026] RO装置的产水经过除CO2装置后进入中间水箱过渡，由中间水泵升压，通过混床设 备，进一步去除水中的可溶解固体物质，从而得到纯度非常高的产水。混床的产水进入除盐 水箱，再通过除盐水泵送至用户用水点。
[0027] 经过混床精处理的水的水质进一步提高，完全可以达到技术要求。混床产水进入 除盐水箱，通过除盐水泵外送至用水点。
[0028] ④冷凝水处理单元
[0029] 冷凝水经系统循环后进入冷凝水箱，由冷凝水泵提升进入冷凝水换热器（即板式 换热器)，使高温的冷凝水与原水进行热交换降温后经冷凝水过滤器（即除铁过滤器）和精 密过滤器祛除系统析出的铁后进入混床，达到脱盐水水质要求。
[0030] 优选的，在冷凝液水箱前设置在线监测及排放管线。系统配置在线监视仪表接入 PLC控制系统，冷凝水水质出现异常就地排放。
[0031] 实施例2:
[0032] 与实施例1相比，回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，还包括浓水回收单元。
[0033] 在反渗透单元中产生的浓水通过管线进入浓水箱，浓水箱中的浓水通过浓水泵一 部分去次钠配置系统，一部分去乙炔发生系统，另一部分送至烧碱系统淡盐水返井槽，替代 一次水返井采卤。充分利用了这部分含盐量高的废水。
[0034] 以某公司的实验使用效果为例，采用实施例2装置后，有如下综合效果：
[0035] ①冷凝液正常回收量为40m3/h，则全年共计减排冷凝液40m3/hX8000h=32万m 3， 节约原水32万m3 ;
[0036] ②冷凝液用于对原水进行换热，每年可减少蒸汽使用量，一年节约蒸汽约为41271 吨；
[0037] ③反渗透装置产生浓水水量约65m3/h，按8000h计算，一年可回收水资源52万m 3。
[0038] 本实用新型所使用的回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，最大化的进行水资 源综合利用，对冷凝液的热量进行了回收利用，减少了酸碱废水排放和环境污染，工艺技术 在国内、外氯碱行业处于领先水平。重点解决了在没有锅炉的情况下对冷凝液的回收，热量 回用于本系统原水加热，提高了反渗透的产水率，这一特点是在没有增加动能的前提下实 现的，在脱盐水处理工艺中具有创造性特点。另外，经反渗透产生的浓水，其含盐量大，若此 部分废水直接排掉造成了资源浪费，在脱盐水系统设计浓水回收系统，即将这部分含盐量 高的废水收集至浓水箱，由浓水外送泵经外管廊一部分送往乙炔发生，同时也用于配置次 钠。另一部分经外管可输送至烧碱系统淡盐水返井槽，替代一次水返井采卤。整个系统通过 工艺的优化组合，综合考虑资源最大化利用，从而降低了脱盐水处理成本，既节能又环保。
[0039] 以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员 来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为 本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
[0040] 以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员 来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为 本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。
[0041] 以下是与本实用新型相关的技术原理：
[0042] ①超滤原理
[0043] 超滤是一种从溶液中分离出大粒子溶质的膜分离过程，其分离机理为：机械筛分 原理，其中超滤膜具有选择性分离的特点。
[0044] 其超滤过程为：在压力作用下，料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧 透过滤膜到达低压侧，从而得到超滤液，而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成为浓缩 液，溶质在被膜截留的过程中有以下几种作用方式：（1)在膜面的机械截留；（2)在膜表面 及微孔内吸附；（3)膜孔的堵塞。
[0045] ②反渗透原理
[0046] 用一张只透过溶剂而不透过溶质的理想半透膜把水和盐水隔开，则出现水分子由 纯水一侧通过半透膜向盐水一侧扩散的现象，这就是渗透现象。随着渗透现象的进行，盐水 与纯水的液面高差不断增大，最后两液面差不再变化，达到了渗透平衡，两液面差就是盐水 的渗透压。
[0047] 当体系处在渗透平衡状态时，如果外界增加盐水侧的压力，则破坏了已经形成的 渗透平衡，就会出现水分子从盐水侧通过半透膜向纯水侧扩散渗透的现象。由于这时水的 扩散方向恰恰与渗透现象相反，因此人们把这个过程称为反渗透。
[0048] ③混床工作原理
[0049] 混床是阳、阴离子交换树脂按一定比例混合装填于同一交换柱内的离子交换装 置，均匀混合的树脂层，阳树脂001 X7与阴树脂201 X7紧密交错排列，每一对阳树脂与阴 树脂颗粒类似于一组复床。故可以把混床视作无数组复床串联运行，由于通过混合离子交 换后进入水中的氢离子与氢氧离子立即生成电离度很低的水分子。很少可能形成阳离子 或阴离子交换时的反离子，可以使交换反应进行得十分彻底，因而混合床的出水水质优于 阳、阴离子交换柱串联组成的复床所能达到的水质，能制取纯度相当高的成品水，由于混床 的再生过程较阳、阴离子交换柱的再生工艺复杂，且再生效率低，再生后树脂的工作交换容 量也较低，再生成本高于阳床或阴床，因而混床一般用于进水含盐量较低的场合(如一级复 床、反渗透后的深度除盐或高纯水系统的精处理）这样可以延长工作周期，增加产水量，减 少再生次数，充分发挥混床出水品质好的优点。
[0050] 所述某公司实际使用的原水水质质量指标如下表：
[0051]
【权利要求】
1. 回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，包括预处理单元、反渗透单元、精处理单 元，所述预处理系统包括依次通过管道连通的原水箱、原水泵、预处理过滤器、预处理换热 器、超滤装置，所述反渗透单元包括依次通过管道连通的超滤产水箱、超滤产水泵、保安过 滤器、RO装置高压泵、RO装置，反渗透单元的超滤产水箱与预处理单元的超滤装置通过管 道连通，所述精处理单元包括依次通过管道连通的除CO 2装置、中间水箱、中间水泵、混床、 除盐水箱、除盐水泵，反渗透单元RO装置与精处理单元的除CO2装置通过管道连通，其特征 在于：还包括冷凝水处理单元，所述冷凝水处理单元包括冷凝水箱、冷凝水泵、冷凝水换热 器、冷凝水过滤器、精密过滤器，所述冷凝水处理单元的设备之间依次以管道连接，所述冷 凝水处理单元的精密过滤器出口与所述精处理单元的中间水箱进口之间以管道连通，所述 冷凝水处理单元的冷凝水换热器出口与所述预处理单元的原水箱进口之间以管道连通，冷 凝水处理单元的冷凝水换热器出口与所述预处理单元的预处理换热器进口之间以管道连 通，所述预处理单元的预处理过滤器出口与所述冷凝水处理单元的冷凝水换热器进口之间 以管道连通。
2. 如权利要求1所述的回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，其特征在于：所述冷 凝水处理单元冷凝水箱进口管线与在线监测系统相连，冷凝水处理单元水箱进口管线设置 阀门控制的排放管道。
3. 如权利要求1或2所述的回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，其特征在于：还 包括浓水回收单元，浓水回收单元包括浓水箱、浓水泵，浓水箱和浓水泵之间以管道连接， 反渗透单元的RO装置出口与浓水箱进口以管道连接。
4. 如权利要求3所述的回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，其特征在于：所述浓 水泵出口分别与烧碱系统、乙炔发生系统、次钠配置系统以管道连接。
5. 如权利要求1或2所述的回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，其特征在于：所 述预处理系统的预处理过滤器为网式过滤器、预处理换热器为板式换热器；所述反渗透单 元的保安过滤器为5 μ保安过滤器；所述冷凝水处理单元的冷凝水换热器为板式换热器、 冷凝水过滤器为除铁过滤器。
6. 如权利要求1或2所述的回用冷凝水及其热量的脱盐水制备系统，其特征在于：所 述反渗透单元还包括RO化学清洗装置，化学清洗装置包括与保安过滤器连通的还原剂容 器和与保安过滤器连通的阻垢剂容器。
【文档编号】C02F9/02GK204125245SQ201420428209
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】张伟, 肖娜, 李太祥, 王凯, 徐绍东 申请人:河南永银化工实业有限公司