烧结聚四氟乙烯膜在凝结水处理过程中的应用

2022-09-12

一、凝结水装置概况

庆阳石化公司3套凝结水回收装置采用北京嘉邦公司陶瓷纳滤凝结水处理工艺, 主要处理部件为具有选择过滤特性的无机陶瓷滤膜。该装置为一体化组合装置, 由凝结水原水调节罐、抗冲击浓缩罐、三套凝结水除油除铁组合装置、凝结水净化水存储调节罐、自控系统及相关工艺管线组成。具体工艺为全厂收集的蒸汽凝结水汇集入总凝结水输送管线, 经换热器的换热, 将含汽的超高温凝结水进一步降温至90℃-97℃左右, 并继续输送至凝结水原料罐。原料罐内的凝结水经管路自压入凝结水除油除铁装置的工艺泵吸入口, 经工艺泵提升至陶瓷膜组件进行处理, 处理后净化的凝结水送到除氧器。

2010年装置投运后, 频繁出现陶瓷膜管堵塞情况。一般一组陶瓷膜管使用2-3个月就出现产量明显下降, 由设计50m3/h降至20-30m3/h.尤其2012年装置停工检修后投运时, 陶瓷膜管使用周期更短, 几乎每周就会发生故障并出现膜管断裂现象。尽管运行部安排定期对设备进行药物清洗, 但陶瓷膜过滤性衰减及孔隙堵塞依然严重。通过长时间跟踪并对处理前水质和处理后的凝结水进行取样对比。委托第三方利用德国PAMAS液体颗粒计数器对装置回来凝结水取样进行检测, 发现凝结水染物等级为:NAS16837级, 其粒径主要分布在5-25μm之间, 5-25μm体积含量占总杂质含量78%, 25-50μm体积含量占总杂质含量14%, 其它占8%。成分分析确认造成陶瓷膜管堵塞物为铁锈及氢氧化铁沉积物。尤其装置停工检修时, 管道、设备闲置时间较长, 氧化腐蚀严重, 开工时各单元均不能做到彻底吹除清洗。大量铁锈及氢氧化铁沉积物被送至凝结水处理装置。从而造成陶瓷膜管堵塞。

二、解决措施

为尽量减少铁锈及氢氧化铁沉积物进入凝结水处理装置, 消除陶瓷膜管堵塞现象, 延长陶瓷膜使用寿命短。2012年4月公司装置停工大检修期间, 我们对凝结水系统进行了改造。在浓缩罐前加装了一台过滤精度为5μm的可定期在线清洗的烧结聚四氟乙烯膜过滤器。通过过滤器进出口管道压差变化来进行定期反洗处理。该过滤器即可利用低压蒸汽反洗, 又可利用新鲜水反洗。用户可以根据现场条件选择反洗介质。改造完成后, 我们对1#凝结水陶瓷膜进行了更换。至2013年4月, 该组凝结水装置产量依然维持在45-50m3/h, 且清洗频率由原每月一次下降至一季度一次。极大程度提高了设备生产运行周期, 降低了生产成本。膜的更换频率由原一季度一次降至一年一次。一套陶瓷膜管价格约为208974.5元, 年节约费用626923.5元。计算节约的清洗药剂费用, 年节约成本约100万元。

三、烧结聚四氟乙烯膜简介

烧结聚四氟乙烯膜由五层不锈钢丝网经过特殊叠层压制, 经真空炉在不锈钢表面烧结聚四氟乙烯膜而成, 是一种新型过滤材料。其各层丝网的网孔相互交错, 形成一种均一而理想的过滤构造, 具有优良的过滤精度、过滤阻抗、机械强度、耐磨性、耐热性、耐寒性和加工性, 对抗压强要求高及过滤精度要求均一的过滤尤为理想。

五层烧结网具体由保护层、精度控制层、分散层及两层加强层组成;五层不锈钢丝网烧结成型后后, 具有极高的机械强度和耐压强度, 对介质中粒径1-200μm的各种杂质、悬浮粒子、胶体均可发挥均一的表面过滤性能;可使用温度范围为-200℃至650℃。并进行连续过滤;最外层是保护层, 主要用来保护过滤控制层;过滤控制层主要控制过滤精度, 杂质主在分布在该层表面;第三层是分散层, 在介质反向通过滤时, 合理分布介质流量, 利于控制过滤层上杂质的脱落, 滤材逆流清洗效果好, 第四、五层为加强层, 支承滤材, 使其具有极高的机械强度和耐压强度。

该膜具有良好的逆流清洗性, 可通过定期在线蒸气清洗或离线高压水力清洗恢复过滤特性。

结论

大量的凝结水作为炼油化工企业一种生产过程而产生的副产物, 在蒸汽释放出部分热能后生成的凝结水如果被扔掉, 往往造成热量损失, 也增加了除盐水用量。若能完全回收利用, 不仅节约工业用水, 而且更会节约大量的燃料。但化工单位凝结水由于生产过程工艺复杂, 流程长。冬夏蒸汽负荷变化大, 加之大量使用碳钢管线、造成凝结水不同程度的污染, 其中工艺、设备腐蚀所产生的杂质对陶瓷膜凝结水处理工艺影响最大。良好的预处理过滤系统是保证陶瓷膜凝结水处理装置长周期运行的可靠保证。而这种具有逆流清洗性能的烧结聚四氟乙烯膜过滤器无疑使一种可靠的选择。

摘要：本文较系统的介绍了凝结水回收装置凝结水预处理新型烧结聚四氟乙烯过滤器的结构、工作原理、特点及在凝结水处理过程中的实际应用, 总结出了传统凝结水预处理工艺过程中存在的问题。实践证明了凝结水预处理中增加预过滤器的必要性。随着石化行业凝结水回收处理量日益增加的情况下, 如何做好凝结水回收、降低生产成本、确保凝结水回收装置低成本、长周期运行的必要性和实用性。

关键词：烧结聚四氟乙烯膜,陶瓷膜,逆流清洗