树脂膜分离除氧器替代传统除氧器的节能经济效益(下)
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 19841 次点击
(四)、替代海绵铁粒除氧器
海绵铁粒除氧原理:水中溶解氧与海绵铁粒反应,生成氢氧化亚铁和氢氧化铁而被除去。
为了加快反应速度,把废钢铁融化加入少量钴通入氮气,制成多孔粒状海绵体。化学反应方程式如下:
O2+2Fe+2H2O→2Fe(OH)2(1)
O2+4Fe(OH)2+2H2O→4Fe(OH)3(2)
由化学反应方程式可知,除氧反应生成铁的氢氧化物胶体,阻碍了溶解氧与铁反应,因此,要定期用高压软化水反冲洗,配置一台IS100-80-160高压泵,功率15kw,反洗强度为27L/m2.s,反洗30分钟(或用真空泵吸进空气,反洗强度可降低到15L/m2.s),每天反洗一次,洗去海绵铁粒表面的铁胶体,由化学反应方程式(1)还可知,除去8mgO2生成Fe2+28mg。软化水中含铁离子,软化水经除氧后带黄色,进入锅炉铁离子会在锅炉管内壁生成铁垢,铁垢导热系数比钢铁小8倍,不但造成锅炉热效率降低,而且给锅炉安全运行造成隐患(尤其是燃气锅炉),因此,为了锅炉安全运行GB1576-2001标准中规定锅炉给水中铁含量≤0.3mg/L,海绵铁除氧必须再加软化器除铁,组成海绵铁除氧除铁装置,水温保持在8℃以上,残余氧含量才能≤100ppb,对于我国东北、西北地区冬季水温接近0℃,不适合使用。以武汉水利电力大学河南安阳长城水处理设备厂生产的ZGY-1200-1型组合式除氧除铁器为例,该除氧器出力17t/h,分上下两室,下室内装填海绵铁粒层高900mm,海绵铁粒重6.5t,上室装填001×7阳离子交换树脂层高900mm,体积为707L,重350kg,采用低速逆流再生(2m/h),盐耗量为80g/L,再生盐中加1.5%Na2SO3,把Fe3+还原成Fe2+,防止Fe3+对001×7阳离子交换树脂的污染。树脂对Fe2+工作交换容量400moL/m3。
1、海绵铁粒除氧成本
①除铁费用
除铁设备再生一次可除去0.4×707=282.8molFe2+,除氧后水中产生与溶氧等当量Fe2+,水中Fe2+浓度,溶氧含量以8mg/L计即1mol/t,可产无铁脱氧水282.8t
A电费,盐泵功率2.2kw,盐液浓度4-5%,1.5m3盐水,以2m/h流速打入除铁器中,在一个除铁周期中盐泵电费为D1=2.2×0.5=1.00元;
B软化器再生费用,工业盐0.7元/kg,再生水平以80g/L树脂计,盐费D2=0.7×0.08×707=0.7×56.56=39.59元
C软化器反洗自耗水以5%计,自耗水费D3=282.8×5%×5=70.7元;
DFe3+还原费,由于Fe3+使阳离子交换树脂中毒,因此需加亚硫酸钠和亚硫酸氢钠还原Fe3相当于再生用盐量2%,亚硫酸钠和亚硫酸氢钠平均价以4元’kg计,还原剂费用D4=4×0.08×707×2%=4.52元,除铁费D=(D1+D2+D3+D4)/282=(1.0+39.59+70.5+4.52/282.8=115.62/282.8=0.41元/t。
②反冲洗铁胶体消耗水费:水费