Konstruktion und Prüfung von einem Wasser …

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Konstruktion und Prüfung eines Wasseraufbereitung und ZLD-System

POWER berichtet auf Null Flüssigkeitsabgabe (ZLD) Technologie (siehe zum Beispiel, “Fundamentals of Zero Flüssigkeitsaustrag Systems,” Oktober 2011, bei http://www.powermag.com verfügbar) und hat die Branche diskutiert’s Betriebserfahrungen mit ZLD Systeme in der Vergangenheit (“Recycling, Wiederverwendung zukünftige Anlagen Designs definieren,” Mai 2006). Reduzierung der Kraftwerkswasserverbrauch in der Zukunft bleibt ein Industrie Priorität, so das Interesse an ZLD und andere Technologien, die Anlage der Wasserverbrauch hoch bleibt zu reduzieren und POWER seine Berichterstattung über das Problem weiterhin besteht (siehe “Wasserschutz-Optionen für Energieerzeugungsanlagen,” Seite 54).

In der folgenden Fallstudie diskutiert Aquatech International Corp. ein Behandlungssystem Wasser entwickelt, um den Wasserverbrauch und Einleitungen, sowohl flüssige als auch feste, in einem gasbefeuerten GuD-Anlage in Kalifornien zu minimieren. Die Ergebnisse der ersten Tests des integrierten Wasser- und Abwasserbehandlungssystem mit ZLD werden ebenfalls vorgestellt. Die Anlage wurde im Jahr 2010, und die Wassersystemtests in Auftrag gegeben wurden, dass Dezember durchgeführt. Die Anlage wird bei 600 MW nominell bewertet und verwendet Trockenkühltechnik. Die geringe Menge an Wasser Make-up von der Pflanze benötigt wird lokal über Kanal zur Verfügung gestellt.

Make-up-Wasserbehandlung

Rohwasser wird mit Natriumhypochlorit und Koagulationsmittel vor dem Eintritt in die Stufe 1 Selbstreinigungsfilter, wo feine Schwebstoffe und kolloidale Partikel entfernt sind chemisch behandelt. Die selbstreinigende Filter wirken wie Wache Filter, großformatiger Partikel Ablagerungen verhindert das Eindringen von Ultrafiltration (UF) Membranen (Abbildung 1).

1. Wasserbehandlungssystem Flussdiagramm. Die Behandlung des Kanals Rohwasser beschäftigt Vorfiltration, Ultrafiltration, Umkehrosmose und Entsalzung, bevor das Wasser in den Dampferzeuger verwendet werden. Andere Wassernutzungen, wie Make-up Wasser für die Verdunstungskühlern, kann Wasser aus einem der Zwischenbehandlungsverfahren genommen verwenden. Quelle: Aquatech International Corp.

Als nächstes wird UF des Wassers vor der Speicherung in dem Rohwasserbehälter 800.000 Gallonen abgeschlossen. Die Rohwasserbehälter ist auch die Anlage’s Löschwassertank. UF ist ein druckgetriebenes Membrantrennverfahren, das Partikel aus löslichen Komponenten trennt. Der Vorteil der UF-Membranen ist, dass Rohwasser kann ohne die Verwendung hoher Mengen chemischer Desinfektionsmittel desinfiziert werden, wie Chlor. Die Strömung durch die Hohlfasermembranen ist eine Außen-in-Konfiguration. Während des Filtrationsprozesses sammeln sich Feststoffe auf der Oberfläche der Membran und müssen periodisch gereinigt werden. Die UF-Kapillar-Hohlfasermembranen arbeiten bei etwa 90% für die Verwertung und bei einer Flussrate von durchschnittlich 25 Gallonen / Quadratfuß / Tag (Abbildung 2).

2. Ultrafiltrationsmembranen. UF-Membranen weisen typischerweise Porengrßen im Bereich von 0,01 bis 0,10 µm und haben eine hohe Abscheideleistung für Bakterien und die meisten Viren, Kolloide, und Schlick. Je kleiner der UF Membrandurchmesser ist, desto größer die Pumpleistung benötigt jedoch. Courtesy: Aquatech International Corp.

Wasser, das durch die 2 UF-System Stufe behandelt wird, in dem gefilterten Wassertank gespeichert. Dieses Wasser wird verwendet, um die Anlage zu liefern’Trinkwasserverbrennungsturbine Verdunstungsluftkühler s und die Mischbett Demineralisierers über die beiden Passumkehrosmose (RO) System (Abbildung 3). Das behandelte Wasser wird dann in der demin Wassertank gespeichert.

3. Umkehrosmose-Membranen. Die UF-behandeltem Wasser wird als nächstes durch eine Umkehrosmose-System behandelt, um gelöste Feststoffe zu entfernen. Endbehandlung mit einem Mischbett Demineralisierers wird Wasser geeignet für den Einsatz in der Anlage produzieren’s Abhitze-Dampferzeuger. Courtesy: Aquatech International Corp.

Alle Quellen von Pflanzen Abwasser werden in der Rückstauabwassertank gesammelt, wo Wasser aufbereitet und durch die Lamella Klärbecken geklärt. Das geklärte Wasser wird dem Rohwasservorratsbehälter zur Wiederverwendung zurückgeführt. Schlamm erzeugt in der Lamelle Klärbecken wird in der Filterpresse entwässert und die trockenen Feststoffe hergestellt angeordnet sind offsite.

Das Filtrat durch die Filterpresse erzeugt wird, auch zurück in die RO ablehnen Abwassertank zurückgeführt wird, wie die zweite Pass RO ablehnen Wasser, Destillat aus den Kristallisator-Einheiten und Verdunstungskühler Abblasen. Ablehnen Wasser aus dem First-Pass-RO bis zur Rohwasservorratsbehälter zurückgeführt wird (Abbildung 1). Ablehnen Wasser aus dem Abwasser RO (WWRO) Einheiten in der ZLD System behandelt.

Die Zero Flüssiges Entladesystem

Der thermische Teil des ZLD System beinhaltet einen mechanischen Dampfkompressionskristallisator Wasser aus dem High-Solid-Abfallstrom und einer Rahmenfilterpresse zu entfernen trockene Feststoffe zur Entsorgung zu erzeugen. In beiden Verfahren werden die Ströme Filtrats zurück in die Hauptwasserbehandlungssystem (Abbildung 4) zurückgeführt wird.

4. Null Flüssigkeitsabgabesystem Flussdiagramm. Das ZLD System empfängt die High-Solid-Abwasser, konzentriert sich die gelösten Feststoffe in einem festen Material geeignet für die Deponie und recycelt das Wasser. Quelle: Aquatech International Corp.

Der Kristallisator-System ist ein Zwangsumlaufverdampfertyp, der speziell auszufällen und wachsen Kristalle in der Sole ausgelegt ist als Wasser kontinuierlich verdampft.

Rezirkuliert Sole Aufschlämmung wird durch den Zwangsumlauf-Wärmetauscher (FCHX) gepumpt, wo es über seiner normalen Siedetemperatur mit Dampf aus dem Kristallisator Brüdenverdichter (5) erwärmt wird.

5. Die Konzentration der gelösten Feststoffe. Der Kristallisator unter Verwendung sorgfältig ausgewählten chemischen Zusätzen, fängt die gelösten Feststoffe in dem Abwasser in Soleschlamm, die durch eine Filterpresse zur einfachen Entsorgung verarbeitet werden können. Courtesy: Aquatech International Corp.

Der Kristallisator mit WWRO gespeist wird Schlammwasser aus dem Kristallisationsbeschickungstank ZLD (nicht in 4 gezeigt). Säure wird inline vor dem Einlaß eines Gebläse Decarbonator dosiert Bicarbonate umwandeln Skalierung zu CO2 und Wasser, um Skalierung in der nachgeschalteten Geräte zu vermeiden. Das Speisewasser wird dann auf die Zufuhrwärmetauscher gepumpt. Die Wärmetauscher vorzuwärmen des Speisewassers durch Wärme mit den Destillatströme aus dem Kristallisator FCHX auszutauschen. Die vorerhitzten Beschickungsströme werden dann direkt in den Kristallisator Flashtank zugeführt.

Der überhitzte Sole blinkt, wie es entlädt in den Entspannungsbehälter, der bei einem etwas niedrigeren Druck als die Soleseite des FCHX arbeitet. Die Verdampfung von Wasser aus der Aufschlämmung übersättigt die Sole Aufschlämmung und Salze kristallisieren aus der Sole Aufschlämmung diese Übersättigung zu lösen.

Der Kristallisator konzentriert den Speisewasserstrom in schweren Schlamm von Kristallen Zwangsumlaufverdampfungstechnik. Das Design des Systems ist, dass er die Sättigungs Beschränkungen eines herkömmlichen Verdampfers überwindet: geringer Löslichkeit Skalierungs Salze, wie Calciumsulfat und Calciumcarbonat, und hochlösliche Salze, wie Natriumchlorid, Natriumsulfat und Natriumnitrat.

Ein Kristallisator Rezirkulationspumpe vorgesehen, um die Aufschlämmung bei einer hohen Geschwindigkeit durch die Rohre FCHX zu rezirkulieren Feststoffe zu suspendieren, Zunderbildung zu vermeiden, und eine hohe Wärmeübergangskoeffizienten aufrechtzuerhalten. Der Entspannungsbehälter ist mit ausreichend Verweilzeit zur Verfügung gestellt die Kristalle zu ermöglichen Übersättigung wachsen und erreichen.

Flash-Dampf wird aus dem rezirkulierenden Aufschlämmung in dem Entspannungsbehälter ausgerückt. Der Dampf strömt durch einen inneren Tropfenabscheider zu suspendierten Tröpfchen aus dem verdampften Dampf entfernen. Der Tropfenabscheider wird intermittierend mit Destillat gewaschen, um den Aufbau von Feststoffen zu verhindern. Feststoffaufbau wird die Effizienz der Tröpfchenentfernungs reduzieren und in einem erhöhten Destillat gesamten gelösten Feststoffkonzentration führen. Ein Schaum Separator wird verwendet, um Flüssigkeit Schnecken zu entfernen, die den Kristallisator Dampfkompressor beschädigen können. Der Dampf strömt aus dem Schaum Abscheider zum Ansaugen des Kompressors.

Die FCHX wird erhitzt, indem Sie auf der Außenseite von Rohren Dampf / Wasserdampf kondensiert. Der Dampf, erzeugt durch Verdampfung aus der Sole Aufschlämmung liefert den Dampf benötigt. Um diesen Dampf nutzen, eine motorgetriebene mechanischen Brüdenverdichter verwendet.

Die Dichte des Kristallisators rezirkulierenden Aufschlämmung wird überwacht und gesteuert. Auf hoher Dichte, automatische Ventile geöffnet und Gülle zugeführt wird, in die Filterpresse, wo ein trockenes Salzkuchen gebildet wird, die Filterpresse. Der Salzkuchen wird dann von den Platten von Hand entfernt und fällt in einen Müllcontainer.

Testergebnisse

Die Wasseraufbereitung und ZLD Systeme wurde eine 24-Stunden- und 12-Stunden-Tests sind. Zwei Tests konzentrierte sich auf die Leistung jedes der zwei UF / RO Wasseraufbereitungszüge, ausgebildet als 2 x 100% -Systeme, jeweils gefolgt von einem 12-Stunden-Test einer der zwei Kristallisatoren. Die Tests wurden im Dezember 2010 mit Kanalwasser (siehe Tabelle 1) durchgeführt. Die Leistungskriterien waren, dass Abwasser in die Mischbettpolierer (Mietgegenstände) von jedem RO-System bei 60 gpm unter vollautomatische Steuerung und die Qualität des Wassers aufrecht erhalten werden konnte Zug hergestellt müssen die Kriterien in Tabelle 2 gezeigt Jedes Gerät erfüllen war bei Volllastbedingungen getestet. Testergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 1. Raw Analyse der Wasserqualität.Quelle: Aquatech International Corp.

Tabelle 2. Behandeltes Wasser Spezifikationen plus Wasser Testergebnisse.Quelle: Aquatech International Corp.

Zusammenfassend zeigten die Tests, dass Abwasser in den Verleih Mischbettpolierer von jedem RO-System bei Nennstrom unter vollautomatische Kontrolle gehalten werden konnte (im Wesentlichen hands-off Betrieb für den Zeitraum von 24 Stunden). Das Produktwasser aus jedem UF-System Bahn erfüllt auch die Anforderungen für Silt Density Index, der von RO-Membranen prophezeit Bewuchs.

Die Lamelle Klärbecken soll suspendierter Feststoffe aus backwash Reinigung der UF Patronen zu entfernen, die automatisch während des Tages erfolgt. Die Beladung von suspendierten Feststoffen aus der UF backwash entfernt war sehr gering aufgrund der geringen Schwebstoffe Last aus dem Rohwasser.

Das ZLD System wurde getestet und Salzkuchen Schlamm geeignet als Feststoff zur Entsorgung erzeugt, die die Environmental Protection Agency Lackfiltertest bestanden. Die Fähigkeit, Abwasser zu empfangen und zu konzentrieren und erzeugen Sole unter automatischer Kontrolle wurde gezeigt, wie die Fähigkeit der Filterpresse war Feststoffe aus der Salzlösung in der Filterpresse Beschickungstank zu filtern. Elektrische Zusatzlasten wurden auch unter dem garantierten Wert zu sein, unter Beweis gestellt.

Da die Erstinbetriebnahme Tests und Probeläufen wurde die Anlage durchführen als entworfen. Die behandelten Qualitätsparameter des gefilterten Wassers an der RO Auslaß und am Ausgang der Mischbett-Entsalzungs bleiben innerhalb vorhergesagten Grenzen. Das ZLD System, abgesehen von ein paar Wartungsarbeiten an den Vorwärmer Flash-Tanks, hat Salzkuchen geeignet zur Entsorgung erzeugt.

Ein Upgrade-Plan ist vorhanden, um die Anzahl der UF-Membranen zu erhöhen, um die zur Verfügung stehende Filterfläche zu erhöhen. Die erhöhte Filterfläche wird auch die Gallonen gefiltertes Wasser / Tag / Einheit Membranfläche in einem Aufwand produziert reduzieren die UF-Membran Reinigungsfrequenz und erhöhen die Systemverfügbarkeit zu optimieren.

—Beigesteuert von Ganesh Kamatkar (Kamatkarg@aquatech.com), Leiter der Anwendungstechnik für Aquatech International Corp.

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