ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ｌＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 工业技术 脱盐水生产中蒸汽冷凝液的回收与利用 赵之珍 （中沙（天津）石化有限公司 天津 ３０００００） 摘要：通过对天津石化公司乙烯厂蒸汽凝液系统的改造，将凝液进入脱盐水系统的入口由混床入口变更至阳床入口，同时增加反洗水箱、 冷却塔，储水池等设施，有效的解决了原凝液系统存在的问题，提高了蒸汽凝液的利用效率，获得了良好的经济效益。 关键词：脱盐水 蒸汽冷凝液 离子交换 中圈分类号：ｘ７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—３７９１（２０１０）Ｉｌ（ｂ）一Ｏ０８２—０２ 将水中溶解的杂质离子全部去除或大 厂冷凝液回收后，没有能够进行完全有效 １．３装置开车后生产中的问题 幅度降低的过程称为脱盐，经脱盐后得到 的利用，造成很大浪费。为了充分回收与利 （１）冷凝液进混床温度偏高。 的水称之为脱盐水。根据脱盐方法和脱盐 用冷凝液，我们本着改动少、投入少、见效 混床进水温度受树脂耐热，进水 的程度，脱盐水可分为一级脱盐水和二级 快的原则，对原设计进行了改造，并取得了 脱盐水。得到脱盐水的方法有离子交换树 初步成果。 脂法、电渗析法、膜渗透法及蒸发冷却法 温度要求≤３ ５℃，由于受换热器及一级制 水量，换热器设计能力小，换热不充 分，出水最低温度只有５５℃，如果控制混床 等。一般用于提供给锅炉发生蒸汽等用途。 天津石化公司乙烯厂采用了离子交换 １脱盐水系统介绍 １．１工艺流程 进水温度≤３５℃，仅能利用２０～３０ｍ ／ｈ冷 凝液量，其余只好全部白白放掉，造成很大 法制取脱盐水。新鲜水经阳离子交换床（即 脱盐水站负责整个乙烯厂的一、二级 浪费。 阳床）和阴离子交换床（即阴床）后得到一级 脱盐水的外供。一级脱盐水采用双室浮动 （２）混床进水与出水外供压力不匹配。 脱盐水，一级脱盐水再经过阴阳离子混合 床化学除盐工艺，二级脱盐水采用固定式 运行中冷凝液与阴床出水流向相对（见 床（即混床）后得到二级脱盐水。为减少能耗 多级混床化学除盐工艺。冷凝液回收后经 工艺图１），冷凝液压力为０．３ＭＰａ，而阴床出 物耗，提高树脂寿命，乙烯厂脱盐水采用了 换热、过滤后直接供混床制二级脱盐水， 蒸汽凝液回收技术，回收全厂的蒸汽凝液， 水量差额由阴床出水补充，工艺流程如图 用做脱盐水的原料。 差，同时设计也存在一定的缺陷，导致对全 ｌ所示。 水母管又进常压的一级水箱（一个大气压）， 造成混床运行压力很低，不能满足工艺要 求。 由于实际用水量与设计值存在较大偏 １．２设计能力和实际负荷 如表ｌ所示。 （３）影响混床和浮床运行。 由于此工艺冷凝液直接供混床，一旦 冷凝液水质发生恶化，很快就造成混床出 水恶化，影响二级脱盐水外供，而且切换阀 门频繁。同时由于一级外供量小，造成阴阳 床流量也小（２０ｍ ／ｈ），不能满足浮床运行的 最低流量（４５ｍ ／ｈ），造成出水水质差，床体 制水周期短，运行不平稳。为保证一级浮动 床运行，我们操作时只好采用阴床直接向 混床供水，让冷凝液排放，损失很大。 （４）对床体运行周期和寿命有影响。 由于大量使用含盐量高的新鲜水制脱 盐水，含盐量低的冷凝液没有得到充分应 用，导致离子交换树脂再生频繁，交换容量 下降快。最终导致工作层的移动加快，床子 运行周期下降，床子过早失效。 ２装置改造和应用 ２．１改造思路和方案 为减少浪费，我们考虑对冷凝液进行 全部回收，把温度降至３５℃直接供阳床进 水，以降低一、二级脱盐水的单耗，并保证 浮床运行要求。对此我们以阳床所进混和 水的流量为１ＯＯｍ ／ｈ，其中冷液水量为６０ ｍ ／ｈ进行了计算，并得出结论：冷凝液可完 全回收后用到阳床进水。同时，我们计算了 图１ 脱盐水工艺流程图 表１ 脱盐水设计能力和实际负荷 设计值ｍ ／ｈ 一脱Ｃ０，器负荷情况，由于进水温度提高、ＣＯ， 含量降低，脱ｃＯ，器完全能够正常工作。具 实际负荷ｍ ／ｈ ２０ ８０ 体改造情况如下。 （１）冷凝液流程。 级脱盐水 ２００ ２００ 二级脱盐水 改造后，８ ５℃冷凝液经过原来的换热 器换热后，温度降为５５℃；从换热器出来的 ５５℃冷凝液再沿床体的回收管线进入新增 冷凝液回收 １Ｏ０ ６０ ８２ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｑ： ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 工业技术 加的一台逆流式冷却塔，经过换热降到３５℃， 运行。 然后进入一个新建的４００ｍ 回用水池；最后 用新加的泵将降温后冷凝液打入阳床进水 管道，供阳床用水。 （２）脱盐水流程。 一（３）增加反冼水箱。 如图２，在精密过滤器出口增加了反洗 和寿命明显好转。 改造后，由于浮床进水量和水质都得 到了较大的改善，浮床的工作状态得到了 水箱，这样在每次换新树脂时，可向反洗水 较大的改善，制水量、再生周期都得到了明 显的改善。改造前后阳床进水水质情况见 箱进冷凝水，有利于对新树脂的处理。 改造后的工艺流程如图２所示。 表２，反洗频率见表３，周期制水量见表４。 级出水直接进入一级水箱，原二级 （２）抗工艺波动能力明显提高。 水泵从一级水箱向混床供水。这样不仅消 ２．２改造后的工艺流程图 由于增加了反洗水箱和水池，系统对 除了混床对一级出水的影响，而且还增大 ２．３改造效果 （１）阳床水质得到改善，浮床再生周期 凝液量的波动有了明显的缓冲能力。同时，了混床的进水压力，有利于一二级床体的 由于凝液进入阳床人口，在生产装置运行 不正常造成冷凝液水质恶化时，冷凝液经 过阳床阴床树脂过滤后，可以保证水质合 格且缓冲时间长，处理简单，不影响向外供 水，安全系数高。 （３）改善了供水压力。 由于乙烯除氧器使用的蒸汽压力为１．ＯＭＰａ 左右，而原设计的二级供水压力为０．５ＭＰａ， 按原设计，如果蒸汽压力调节不好，将不能 保证正常供水。通过改造我们新增加了压力 为１．２ＭＰａ的二级供水泵，把原来的二级供 水泵改为混床的供水泵，这样既提高了混床 的供水压力，又满足了工艺要求。 （４）解决了阳床进水经常气堵的问题。 为了克服冬天阳床进水温度低，原设 计中在阳床进水前，增加了中压蒸汽加热， 但由于设备本身原因，在使用中“气堵”现 象非常严重，造成管道震动很大，经常泄 漏，无法达到正常使用。改造后，由于凝液 温度高，冬季通过调节凝液冷却，即可解决 进水温度低的问题，不再需要使用中压蒸 汽加热，“气堵”问题迎刃而解。 （５）经济效益。 以２００２年，一级制水量８Ｏ万ＩＩｌ ，运行３４０ 天计算。年运行节酸４８Ｏｔ，反洗用酸节约 ７２ｔ，合计节约资金约２７．６万元；运行节碱 ４００ｔ，反洗用碱节约７２ｔ，合计节约资金约 ４７．２万元；减少水耗１６０ｔ，减少２＃线生产水 图２ 改造后脱盐水工艺流程图 表２阳床进水水质表 ４８．９６万ｔ，节约反洗水１．０２万ｔ，合计节约资 金约２６３．９２万元。总体合计年效益在３００万 元以Ｅ。 浊度 ｌ电导 ｌ余氯 ｌ温度 ＰＨ ６ｍｇ／１ ｆ ４８０ｕｓ／ｃｍ ｆ ｏ．４ｐｐｍ Ｉ ８℃～２５￣Ｃ ＿ ７．８ 改造后 １ ２０００ｐｐｂ ０．３ｍｇ／１ Ｉ ４５０ｕｓ／ｃｍ ｌ ０．３ｐｐｍ Ｉ ２５ Ｃ～４０￣Ｃ ７．２ 改造前 ３７０００ｐｐｂ 。０．Ｐｎａ ３结语 通过对蒸汽凝液回用系统的改造，有 效解决了混床进水温度高、压力不匹配、交 表３ 阴阳床的反洗频率表 换床运行差等固有问题，同时增加了脱盐 反洗次数 反洗水耗量 改造前 ８次／年 ５００吨／次 表４周期制水量情况表 改造前 ｌ ｌＩ 改造后 ２ Ｏ：／￣ａ ３００￣ｇ／Ｔｋ 水系统抗工艺波动的缓冲能力，充分有效 的利用了蒸汽冷凝液，保证了浮床正常流 量，获得了良好的经济效益。 参考文献 改造后 ４０００ｍ ／周期 ３００００ｍ ／周期 ５％ 【ｌ】化工原理［Ｍ】．化学工业出版社． 周期制水量 水耗 一级：１８００ｍ ／周期 ｌ１．１％ 【２］给水排水［Ｍ】．中国建筑技术研究院，中 国土木工程学会水工业分会共同出版． 【３】环境工程手册一水污染防治卷【Ｍ］．高等 教育出版社． 二级：８０００ ｍ ／周期 酸单耗 碱单耗 １．３ｋｇ／ｍ １．２ｋｇ／ｍ ０．７ｋｇ／ｍ ０．７ｋｇ／ｍ 水单耗 １．４ １．２ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ８３
