粉末树脂覆盖过滤器技术已经在我国火力发电厂中大量使用,通过总结数年的应用经验,对该系统的优缺点有了较为全面的了解,本文对粉末树脂覆盖过滤技术的应用及其存在问题进行探讨。
1.粉末树脂过滤器在我国的发展过程
1978年,中国电机工程学会火电设计赴日考察实习组在考察报告的“前置过滤器”部分,介绍了覆盖过滤器和粉末树脂过滤器在日本的使用情况。1999年11月,国家电力公司电力规划设计总院召开了对粉末树脂覆盖过滤设备的评审会,提出了如下的评审意见:
(1)粉末树脂覆盖过滤设备具有系统简单、基建投资省、设备占地面积小、有较好的除铁和除硅效果、无酸碱废液的排放等优点;
(2)可作为火电厂正常运行时的凝结水处理、机组起动时的除铁除硅、直接空冷机组的凝结水除铁除二氧化碳等处理的比选方案;
(3)无锡锅炉厂从美国引进的粉末树脂覆盖过滤系统的设计及设备制造技术,在国内处于地位;
(4)粉末树脂覆盖过滤设备的生命力在于国产化,建议通过和外商合作生产,加速实现国产化,不断完善与提高,增强市场的竞争能力。
2.粉末树脂覆盖过滤器存在的问题
粉末树脂覆盖过滤器是从纸粉覆盖过滤器发展而来,利用粉末树脂替代纸粉作为过滤材料。使用粉末树脂替代纸粉的目的是希望该设备具有过滤除铁和除盐的双重作用,达到前置过滤和混床的双重效果。但是,在实际应用中出现了下列问题:
(1)如此细的树脂粉末无法进行再生和重复使用,失效的粉末树脂必须弃去,大大增加了运行费用。
(2)由于所覆盖的粉末树脂数量少,离子交换量低,凝结水中的氨可使氢型阳树脂粉末迅速变为铵型(约4h～8h),树脂直接与高pH值的凝结水接触,失去除盐能力。
(3)氢型阳树脂转为铵型时,颗粒体积缩小,造成树脂覆盖层的体积收缩,出现裂缝。有的设备为了防止树脂覆盖层裂缝,用铵型阳树脂粉替代了氢型树脂粉,虽然解决了覆盖层的裂缝问题,但失去了4h～8h的除盐能力。
(4)由于粉末树脂要与高pH值凝结水接触,并与水中的离子达到平衡,因此必须具有很高的再生度(在深床工艺的氢型混床中,不需要如此高的再生度)。要达到此再生度,必须消耗大量的酸碱,同时产生大量的废酸碱。因这部分废酸碱在粉末树脂的制造厂排放,对环境的污染可能增大。
3.问题分析
(1)从上述出现的问题可以看出,以氢型阳树脂铺膜的粉末树脂覆盖过滤器能够发挥除盐作用的时间只占运行周期的1.67%,而其它运行时间没有除盐作用。使用铵型粉末阳树脂则没有除盐作用。粉末树脂覆盖过滤器只是用粉末树脂作为过滤材料的覆盖过滤器,与纸粉覆盖过滤器的效果相似,但使用粉末树脂比纸粉容易爆膜。
(2)颗粒很细的树脂粉末对运行水流必将产生很大的阻力,影响设备出力。为了防止滤层的水流阻力过大,除了减低覆盖层厚度外,国外有关专家认为:可以利用阳、阴树脂粉末混合时产生的“空间效应”使滤层的水流阻力降低。但是,在运行中的水流作用下,此效应迅速消失,水流阻力又会增大。
(3)粉末树脂覆盖过滤器在大部分运行时间内失去了除盐作用,其出水的电导率和含盐量也与进水近似或相同。
(4)粉末树脂覆盖过滤器的作用主要是对凝结水中腐蚀产物和悬浮物的去除。近年来,淘汰了20世纪80年代曾使用的梯形绕丝滤元,而改用管式过滤器作为滤元。由于管式过滤器本身就具有过滤除铁的作用,覆盖粉末树脂后,其过滤作用可进一步提高。