煤制天然氣項(xiàng)目除鹽水技術(shù)方案

內(nèi)蒙華星新能源煤制天然氣項(xiàng)目除鹽水系統(tǒng)技術(shù)方案目錄TOC\o"1-2"\h\z1 概述 42 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 42.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 42.2 原水水源及水質(zhì) 42.3 出水水量及水質(zhì) 63 工藝系統(tǒng)描述 63.1 工藝流程： 63.2 工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)述 63.3 系統(tǒng)主要設(shè)備功能簡(jiǎn)述 74 公用工程指標(biāo) 104.1 占地 104.2 電力 104.3 壓縮空氣 104.4 原水水量 114.5 反滲透濃水排水 114.6 主要化學(xué)品及投加量 115 各級(jí)設(shè)計(jì)指標(biāo) 116 系統(tǒng)控制 127 主要構(gòu)筑物及設(shè)備 127.1 主要構(gòu)筑物 127.2 主要設(shè)備 128 直接運(yùn)行費(fèi)用 14概述本技術(shù)方案描述的是內(nèi)蒙華星新能源40億噸煤制氣項(xiàng)目除鹽水工藝系統(tǒng)及設(shè)備。系統(tǒng)水源為地表水和中水產(chǎn)水。系統(tǒng)采用“高效纖維過(guò)濾器+超濾+反滲透+混床”的工藝流程制取除鹽水?？刂葡到y(tǒng)采用PLC+組態(tài)進(jìn)行全系統(tǒng)的自動(dòng)控制。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)內(nèi)蒙華星新能源提供的《生產(chǎn)用水水質(zhì)和再生水水質(zhì)和脫鹽水水質(zhì)》、《各用水量一覽表》《全廠(chǎng)水量平衡》文件資料，以及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范。原水水源及水質(zhì)水源：地表水1830t/h+中水產(chǎn)水600t/h。地表水水質(zhì)如下：根據(jù)國(guó)家城市供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)銀川監(jiān)測(cè)站提供的原水水質(zhì)分析報(bào)告，本工程生產(chǎn)用水水質(zhì)如下：常規(guī)指標(biāo)單位標(biāo)準(zhǔn)限值檢驗(yàn)結(jié)果常規(guī)指標(biāo)單位標(biāo)準(zhǔn)限值檢驗(yàn)結(jié)果總大腸菌群CFU/100mL不得檢出0肉眼可見(jiàn)物—無(wú)無(wú)耐熱大腸菌群CFU/100mL不得檢出0PH—6.5~8.57.99菌落總數(shù)CFU/mL10010鋁mg/L0.20.41砷mg/L0.01<0.00031鐵mg/L0.30.021鎘mg/L0.005<0.00008錳mg/L0.10.008鉻（六價(jià)）mg/L0.05<0.004銅mg/L1.0<0.0033鉛mg/L0.01<0.00066鋅mg/L1.0<0.0056汞mg/L0.001<0.00001氯化物mg/L250237.8硒mg/L0.01<0.00011硫酸鹽mg/L250338.8氰化物mg/L0.05<0.00028溶解性總固體mg/L10001083氟化物mg/L1.00.51總硬度(以CaCO3計(jì))mg/L450357硝酸鹽（以N計(jì)）mg/L101.47耗氧量(COD法以O(shè)2計(jì))mg/L32.23三氯甲烷mg/L0.060.0004揮發(fā)酚類(lèi)(以苯酚計(jì))mg/L0.002<0.00068四氯化碳mg/L0.0020.00003陰離子合成洗滌劑mg/L0.3<0.0083色度(鉑鉆色度單位)度156總α放射性Bq/L指導(dǎo)值0.50.080渾濁度(散射渾濁度單位)NTU10.1總β放射性Bq/L指導(dǎo)值10.525臭和味—無(wú)異臭、異味無(wú)氯氣及游離氯制劑(游離氯)mg/L4其中出廠(chǎng)水中余量≥0.3mg/L，管網(wǎng)末梢水中余量0.05mg/L0.20出水水量及水質(zhì)除鹽水系統(tǒng)出水水質(zhì)：2016m3/h。除鹽水系統(tǒng)出水水質(zhì)：電導(dǎo)率25℃≤0.20s/cmSi02<20ug/l硬度≤2微克當(dāng)量/升溶解氧≤7微克/升鐵≤30微克/升銅≤5微克/升PH8.8-9.5聯(lián)氨10-50油≤0.3微克/升工藝系統(tǒng)描述工藝流程主工藝流程：原水（處理后的黃河水+回用中水）→原水箱→原水泵→高效纖維過(guò)濾器→自清洗過(guò)濾器—→超濾裝置—→超濾水池—→超濾水泵—→保安過(guò)濾器—→高壓泵（變頻）—→反滲透裝置—→除碳器—→中間水箱—→中間水泵—→混合離子交換器—→脫鹽水箱—→脫鹽水泵—→加氨—→用戶(hù)。注：如果本工藝的原水進(jìn)水濁度能夠一直維持在水質(zhì)報(bào)告中的1NTU，預(yù)處理可以去掉過(guò)濾器設(shè)備。輔工藝流程：反滲透裝置濃水—→濃水箱—→濃水給水泵—→濃水保安過(guò)濾器—→濃水高壓泵（變頻）—→濃水反滲透—→除碳器—→中間水箱。所有可以回收水—→調(diào)節(jié)池—→提升泵—→全廠(chǎng)回用系統(tǒng)。中和池—→自吸式水泵—→全廠(chǎng)處理系統(tǒng)。酸堿再生系統(tǒng)。加藥系統(tǒng)：殺菌劑、混凝劑、阻垢劑、還原劑、酸、氨加藥裝置。清洗、反洗及沖洗系統(tǒng)。工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)述本系統(tǒng)設(shè)計(jì)以反滲透脫鹽為核心工藝，高效纖維過(guò)濾器+超濾作為反滲透系統(tǒng)的預(yù)處理，用于保證反滲透系統(tǒng)的正常運(yùn)行。混床為精處理，保證系統(tǒng)產(chǎn)水符合鍋爐用水的要求。系統(tǒng)主要設(shè)備功能簡(jiǎn)述給水加熱器相對(duì)較高的溫度有利于降低膜分離設(shè)備的操作壓力，減輕膜的污堵，延長(zhǎng)膜的使用壽命。通過(guò)加熱器的加熱作用，調(diào)節(jié)原水進(jìn)水溫度，保持水溫的相對(duì)穩(wěn)定，保證反滲透（RO）系統(tǒng)在最佳溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。同時(shí)對(duì)于反滲透復(fù)合膜（TFC），其最高進(jìn)口溫度為45℃。當(dāng)水溫太高時(shí)，膜的水解速度明顯加快，對(duì)膜的壽命是不利的；同時(shí)，較高的溫度容易導(dǎo)致細(xì)菌、病毒的滋生。結(jié)合上述兩種因素，通過(guò)自動(dòng)溫控閥調(diào)節(jié)進(jìn)蒸汽量，使出水穩(wěn)定在25℃左右。自清洗過(guò)濾器自動(dòng)清洗過(guò)濾器用在超濾裝置前面去除大的顆粒，防止劃傷、污堵膜元件。過(guò)濾介質(zhì)首先經(jīng)過(guò)粗濾網(wǎng)濾掉大顆粒的雜質(zhì)，然后到達(dá)細(xì)濾網(wǎng)將較小的顆粒雜質(zhì)去除。當(dāng)細(xì)濾網(wǎng)內(nèi)外差壓達(dá)到0.5bar時(shí)，自動(dòng)清洗。完全靠系統(tǒng)管線(xiàn)內(nèi)壓力完成，無(wú)需外接動(dòng)力供應(yīng)。過(guò)濾器過(guò)濾精度≤100μm。過(guò)濾器為機(jī)電一體化設(shè)備，無(wú)需買(mǎi)方提供額外的電氣、控制設(shè)備，包括運(yùn)行所需的所有就地儀表、控制箱及控制閥門(mén)。高效纖維過(guò)濾器高效纖維過(guò)濾器采用纖維代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石英砂、無(wú)煙煤等粒狀填料，解決了粒狀濾料粒徑不能進(jìn)一步縮小的限制的問(wèn)題，使濾料直徑在幾十微米甚至幾微米情況下，過(guò)濾阻力仍然很小。設(shè)備由固定多孔板、活動(dòng)多孔板、纖維束濾料、布?xì)庋b置等組成?；顒?dòng)孔板可上下移動(dòng)，過(guò)濾時(shí)，在水力作用下，濾料順?biāo)鞣较蚩障队纱笾饾u變小，纖維堆積密度變大，形成理想的過(guò)濾層面，其過(guò)濾過(guò)程既有縱向深層過(guò)濾，又有橫向深層過(guò)濾，有效地提高了過(guò)濾精度和過(guò)濾速度；清洗時(shí)，使纖維達(dá)到疏松狀態(tài)，同時(shí)在氣泡聚散和水力沖洗過(guò)程中，纖維處于不斷抖動(dòng)狀態(tài)，在水力和上升氣泡的作用下，使濾料被清洗而得以再生。通過(guò)高效過(guò)濾器，去除掉水中大部分懸浮物和膠體狀物，降低濁度。高效過(guò)濾器為鋼襯膠材質(zhì)，其正常運(yùn)行和反洗均可通過(guò)氣動(dòng)閥門(mén)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。過(guò)濾器設(shè)置10臺(tái)，9用1備，運(yùn)行濾速33.6m/h。反洗配套1臺(tái)水泵和1臺(tái)風(fēng)機(jī)。超濾裝置超濾是一種液體切向流動(dòng)和壓力驅(qū)動(dòng)的過(guò)濾過(guò)程，并按分子量大小來(lái)分離顆粒，幾乎可截留所有的大分子物質(zhì)和雜質(zhì)。本系統(tǒng)中超濾裝置采用外壓式中空纖維超濾膜，允許小分子物質(zhì)和溶解性固體(無(wú)機(jī)鹽)等通過(guò)，同時(shí)可去除所有顆粒、懸浮物、細(xì)菌、病菌和原生物、膠體(非活性炭、鐵、鋁等)、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物。該裝置采用間斷反洗的方式，使顆粒難以在膜表面堆積，裝置可獲得長(zhǎng)久的生產(chǎn)力，該裝置可用普通的清洗劑清洗，恢復(fù)超濾膜的性能。超濾膜組件材質(zhì)采用PVDF，具有強(qiáng)度高、親水性好、耐有機(jī)污染、耐酸堿等特點(diǎn)，出水滿(mǎn)足后續(xù)設(shè)備的進(jìn)水要求。超濾裝置設(shè)置8套，單套出力288m3/(h·套)，回收率≥95%。運(yùn)行通量選用60lmh。反滲透脫鹽裝置反滲透裝置是除鹽系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，裝置利用膜分離技術(shù)除去水中絕大部分離子、SiO2等，大幅降低TDS。RO是將原水中的一部分沿與膜垂直的方向通過(guò)膜，水中的鹽類(lèi)和其它有害物質(zhì)將在膜表面濃縮，剩余一部分原水沿與膜平行的方向?qū)饪s的物質(zhì)帶走，在運(yùn)行過(guò)程中自清洗。膜組件的水通量越大，回收率越高則其膜表面濃縮的程度越高，由于濃縮作用，膜表面處的物質(zhì)溶度與主體水流中物質(zhì)濃度不同，產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象。濃差極化會(huì)使膜表面鹽的濃度高，增大膜的滲透壓，引起鹽透過(guò)率增大，為提高給水的壓力而需要多消耗能量，此時(shí)采用清洗的方法進(jìn)行恢復(fù)。RO裝置停運(yùn)時(shí)，用產(chǎn)品水自動(dòng)沖洗，以排出膜和管道中的高TDS濃水，使停運(yùn)的膜組件完全浸泡在淡水中，確保RO膜得到有效保養(yǎng)。反滲透裝置由復(fù)合膜元件、玻璃鋼壓力容器、碳鋼滑架和儀表控制柜組成。反滲透裝置配備就地控制盤(pán)，盤(pán)上安裝各種就地儀表和控制按鈕。反滲透脫鹽裝置采用PLC控制，全自動(dòng)運(yùn)行。反滲透系統(tǒng)中設(shè)有自動(dòng)控制閥，可對(duì)反滲透進(jìn)行停機(jī)保護(hù)和系統(tǒng)高、低壓保護(hù)。反滲透裝置設(shè)置8套，單套處理216t/h，回收率75%，運(yùn)行通量22.5lmh。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的回收率是，設(shè)置2套濃水反滲透，單套出力144t/h（50%的回收率），回收率可控制在50-65%?；瘜W(xué)清洗系統(tǒng)清洗系統(tǒng)由清洗水箱、清洗水泵、過(guò)濾器及一組儀表、管件組成。當(dāng)膜組件受污染時(shí)，可以對(duì)膜系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗，以恢復(fù)膜的應(yīng)用性能?；旌想x子交換器利用陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的交換作用，進(jìn)一步去除反滲透產(chǎn)水中的陰、陽(yáng)離子，經(jīng)過(guò)混床的精處理，其產(chǎn)水水質(zhì)可達(dá)到SiO2<20ug/L，電導(dǎo)率≤0.2us/cm。本系統(tǒng)設(shè)置8臺(tái)直徑為2.8m的混床，7用1備，運(yùn)行流速46.8m/h?；旌想x子交換器再生裝置再生系統(tǒng)利用酸、堿噴射器和計(jì)量箱控制酸、堿的投加量，保證再生液的流量和濃度的恒定。該系統(tǒng)主要設(shè)有酸堿貯罐和再生專(zhuān)用泵、酸堿噴射器、酸堿計(jì)量箱、酸霧吸收器、呼吸器、卸酸堿泵等。公用工程指標(biāo)占地系統(tǒng)占地面積：85×87m2,其中廠(chǎng)房占地85×54m2。詳見(jiàn)平面布置圖。電力電源：380V/220V±10%，50HZ；總裝功率：3540.72kW；運(yùn)行功率：2224.25KW用電負(fù)荷表：序

號(hào)用電設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量設(shè)備功率

(kW)總裝機(jī)功率

(kW)總運(yùn)行功率(kW)備注安裝臺(tái)數(shù)工作臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量1原水泵5475375260.872過(guò)濾器反洗水泵1122223.833羅茨風(fēng)機(jī)1137376.434超濾水泵5475375260.875超濾反洗水泵1145457.836RO高壓泵8816012801113.04變頻7RO沖洗泵1130305.228除碳器667.54539.139中間泵5455275191.3010除鹽泵5490450313.0411卸酸堿泵227.5151.3012卸次氯酸鈉泵11330.2613再生泵2215305.2214RO清洗1145457.8315濃水RO增壓泵32451350.0016濃水RO高壓泵221603200.00變頻17提升泵2115302.6118自吸泵2111221.9119加藥裝置18130.254.53.25變頻20攪拌660.372.220.30合計(jì)77653540.722224.25壓縮空氣超濾用氣、混床用氣、中和水池用氣、儀表用風(fēng)采用壓縮空氣（高效纖維過(guò)濾器采用羅茨風(fēng)機(jī)供氣）：瞬時(shí)最大流量7m3/min（間斷使用），壓力0.6MPa~0.8MPa。原水水量2430m3/h。排水量414m3/h。主要化學(xué)品及投加量序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)外觀(guān)形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)有效成分備注1原水殺菌劑10%的次氯酸鈉液體國(guó)標(biāo)10%2原水混凝劑聚合氯化鋁（PAC）固體粉末國(guó)標(biāo)100%3超濾反洗殺菌劑10%的次氯酸鈉液體國(guó)標(biāo)10%4反滲透還原劑98%的亞硫酸氫鈉固體粉末國(guó)標(biāo)98%5反滲透阻垢劑SPECTRAGUARDSCLIQUIDSUPERCONCENTRATE無(wú)色液體廠(chǎng)商標(biāo)準(zhǔn)11倍濃縮液6濃水RO加酸鹽酸，工業(yè)純液體國(guó)標(biāo)30%7產(chǎn)水加氨氨水液體國(guó)標(biāo)30%8混床再生鹽酸HCl液體國(guó)標(biāo)30%9混床再生堿NaOH液體國(guó)標(biāo)40%各級(jí)設(shè)計(jì)指標(biāo)超濾系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)特性：超濾系統(tǒng)設(shè)置8套超濾總產(chǎn)水量不小于2305m3/h（凈出力）SDI≤3濁度≤1.0NTU系統(tǒng)的回收率：≥95%RO預(yù)脫鹽系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)特性：一級(jí)反滲透系統(tǒng)設(shè)置8套一級(jí)反滲透系統(tǒng)水的回收率：≥75%一級(jí)反滲透總產(chǎn)水量1728m3/h濃水反滲透系統(tǒng)設(shè)置2套濃水反滲透系統(tǒng)水的回收率：50-65%濃水反滲透總產(chǎn)水量288m3/h混床產(chǎn)水水質(zhì)特性：出水量: 2016m3/h出水水質(zhì)：電導(dǎo)率≤0.2μs/cm（25℃）二氧化硅≤20μg/L系統(tǒng)控制本系統(tǒng)采用全自動(dòng)控制，根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)，把工藝流程分為預(yù)處理、反滲透、后處理三部分，采用PLC+上位機(jī)方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)就地和控制室集中控制兩種操作方式，可進(jìn)行自動(dòng)與手動(dòng)運(yùn)行方式的切換。主要構(gòu)筑物及設(shè)備主要構(gòu)筑物序號(hào)名稱(chēng)尺寸數(shù)量備注1中間水池300m32個(gè)鋼混2中和池220m31座鋼混3調(diào)節(jié)水池500m31座鋼混4廠(chǎng)房85m×54m1座主要設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備規(guī)格單位數(shù)量備注1原水箱1000m3臺(tái)22原水泵610m3/h,0.28MPa臺(tái)54用1備3給水加熱器610m3/h臺(tái)44高效纖維過(guò)濾器DN3200，含纖維束臺(tái)109用1備5過(guò)濾器反洗水泵200m3/h,0.20MPa臺(tái)16羅茨風(fēng)機(jī)26.81m3/min,0.05MPa臺(tái)17自清洗過(guò)濾器610m3/h,100μm臺(tái)48混凝劑加藥裝置2箱3泵套19殺菌劑加藥裝置2箱4泵套110反洗保安過(guò)濾器335m3/h，含濾芯7支臺(tái)111超濾反洗水泵335m3/h，0.30MPa臺(tái)112超濾裝置288m3/(h·套)，通量60lmh套813超濾產(chǎn)水箱1000m3臺(tái)214超濾水泵577m3/h，0.30MPa臺(tái)54用1備15阻垢劑加藥裝置2箱3泵套116還原劑加藥裝置2箱2泵套117酸加藥裝置2箱2泵套118反滲透沖洗水泵200m3/h，0.32MPa臺(tái)119化學(xué)清洗裝置1箱1泵1過(guò)濾器臺(tái)120反滲透保安過(guò)濾器288m3/h，每臺(tái)含6支濾芯臺(tái)821反滲透高壓泵288m3/h，1.35MPa臺(tái)822反滲透裝置216m3/（h·套），回收率50%，通量22.5lmh臺(tái)823濃水箱500m3臺(tái)124濃水給水泵288m3/h，0.30MPa臺(tái)32用1備25濃水反滲透保安過(guò)濾器288m3/h，每臺(tái)含濾芯6支臺(tái)226濃水反滲透高壓泵288m3/h，1.35MPa臺(tái)227濃水反滲透裝置144m3/（h·套），回收率50-65%，通量18.45lmh套228中間水池300m3，鋼混座229中間水泵504m3/h，0.28MPa臺(tái)54用1備30混合離子交換器DN2800，含樹(shù)脂臺(tái)87用1備31樹(shù)脂捕捉器252m3/h臺(tái)832酸貯罐40m3臺(tái)233堿貯罐50m3臺(tái)234酸霧吸收器Φ5