一、技術名稱：低壓工業鍋爐高溫冷凝水除鐵技術
二、技術所屬領域及適用范圍：通用機械行業 低壓工業蒸汽鍋爐
三、與該技術相關的能耗及碳排放現狀
蒸汽冷凝水是含有高潛熱的可利用資源，作為鍋爐給水回收再利用可以節約10%-20%的能源消耗和50%-80%水資源。然而目前我國大多數低壓工業鍋爐由于其使用工藝的特殊性（間斷用氣），冷凝水中鐵離子濃度較高，超過工業鍋爐國家標準而不能回用，導致大量的蒸汽工業鍋爐冷凝水得不到合理的回用，造成能源、水資源的浪費和環境污染。目前應用該技術可實現節能量8萬tce/a，CO2減排約22萬t/a。
四、技術內容
1.技術原理
由于工業鍋爐系統開放式的運行，冷凝水中鐵主要是以凝膠狀態的三價鐵的形式存在，可通過富集、過濾的方式去除。該技術通過采用不規則的直徑為1mm-3mm的輕質陶瓷粒料作為濾料，利用濾料本身的大比表面積和多孔性及不規則外形堆積后產生的孔隙/縫隙，大量截留水中的鐵離子化合物，可以有效去除冷凝水中的鐵離子，確保出水鐵離子濃度達到國家工業鍋爐的給水標準，同時不會給高溫冷凝水帶入其他雜質。
二價鐵是離子狀態的，溶于水中很難去除。而考慮到冷凝水中二價鐵的存在，該技術采用平衡罐的方式處理二價鐵，即通過具有催化作用和極強的吸附能力的熟料，加速二價鐵轉化為三價鐵，改變價鍵后的鐵也可以通過過濾去除。
2.關鍵技術
（1）濾料
過濾器填充的濾料是經過改性的陶瓷濾料，具有輕質多孔、表面粗糙、無定形、多棱角等特點，主要成分為氧化硅和氧化鋁，配入一定比例的高分子材料，是在特殊工藝條件下高溫燒結而成，為無規則形狀，不含鈣鎂等元素，不會增加析出硬度。濾料的比重為1.2-1.5
g/cm3，比表面積18-20 m2/kg，內外平均孔隙率80%，抗剪切強度5.6 MPa，抗壓強度7.0 MPa。濾料堆積后，棱角及大孔的納污和過濾效果遠遠好于目前常用的普通濾料，如錳砂、石英砂、普通陶瓷粒等等。
（2）反洗效率
過濾系統是否能夠長期穩定的運行，很重要的原因在于反洗技術。該技術反沖洗時，由下部布水器旁口噴咀噴出高壓氣體，形成一定直徑的上流氣柱，而四周的濾料下降補充空位。這樣，第一是向上的氣流，第二是由此帶動的水流，第三是上下濾料運動的摩擦形成了三重剪切力，用機械方法，水流，氣流的剪切力清除吸附雜質，去除顆粒之間的污物。
（3）水質平衡器
由于冷凝水收集量的不確定性、間斷性和波峰性都會影響處理過程的穩定性，該技術通過對平衡器水位進行的液位控制，讓工作水泵在液位允許的范圍內工作，可以起到穩定流量的作用，同時還可以實現平衡溫度的功能。水質平衡器通過特殊的設計，采用一些有催化功能的特殊過濾材料，這種材料可將二價鐵離子催化氧化為三價鐵，且不會對過濾水滲透任何雜質。
（4）水處理能力調整方便
系統可以采用模塊化組合方式，占地面積小很，多組模塊可單獨/整體進行清洗運行，裝置每個自成一體單獨清洗運行時不影響其他的正常運行。適用的冷凝水處理流量范圍廣，每小時水處理量1噸至數百噸均可。
4.工藝流程
工藝流程見圖1及圖2所示。
圖1 冷凝水除鐵過濾系統工藝流程圖
圖2 除鐵過濾器流程圖
五、主要技術指標
1.適用條件：進水鐵含量5-10mg/L（適應鐵含量動態變化范圍寬）；
2.出水標準：鐵含量≤0.3mg/L，濁度≤1度，電導率增加不會超過1%；
3.設計流量：0.1噸/小時以上（視用戶要求而定，大小可調）；
4.工作壓力:
0.1-0.2Mpa（如現場條件許可，也可以常壓過濾）；
5.工作水溫度：小于98℃（特殊情況可以特殊制作）。
6.反洗用水量：不大于過濾總量的2‰
六、技術鑒定、獲獎情況及應用現狀
該技術于2005年開始研制，通過2-3年的試用和改進，于2009年通過國家鍋爐水處理質量監督檢驗中心的檢測。目前在低壓工業鍋爐領域已有百余臺過濾設備在使用，設備正常運行率在90%以上。
七、典型應用案例
典型用戶：煙草行業：湖北中煙、湖南中煙、四川中煙，安徽中煙、13個煙廠；中石化：長城潤滑油5個分公司，催化劑公司等10家化工企業，中石油企業；軍工企業:葫蘆島駁船重工，北京武警總部等；其它行業如食品飲料行業，醫藥行業，賓館飯店，學校等。
典型案例1：武漢卷煙廠
技術提供單位：北京宇清源水處理技術開發有限公司
建設規模：處理冷凝水量20t/h，建設條件具備冷凝水回收管線即可。主要技改內容：該廠在2005年安裝了冷凝水回收設備，由于冷凝水不達標，一直采取冷凝水回收后集中排放。2006年開始采用該技術進行冷凝水除鐵后，全部可以回收的冷凝水都再次返回到鍋爐給水系統。節能技改投資額60萬元，建設期30天。每年可節能1262 tce，年節能經濟效益為220萬元，投資回收期約3個月。
典型案例2：江西賽維LDK光伏硅科技有限公司
技術提供單位：北京宇清源水處理技術開發有限公司
建設規模：處理冷凝水量175t/h，建設條件具備冷凝水回收管線即可。主要技改內容：冷凝水回用，增加除鐵過濾設備。節能技改投資額500萬元，建設期50天。 每年可節能9168tce，年節能經濟效益3000萬元，投資回收期約3個月。
八、推廣前景及節能減排潛力
蒸汽工業鍋爐冷凝水回用后可作為優質的熱源給水。回收冷凝水的熱量并加以 妥善利用，會明顯減少鍋爐燃料消耗，既提高鍋爐給水溫度，也可減少鍋爐補給水 量（軟化水），降低蒸汽生產成本，并且由于鍋爐的水質改善，還會減少鍋爐的排污 熱損失，提高鍋爐的使用效率，是鍋爐供熱過程中節能節水的有效措施。預計未來5年，可在全國低壓工業鍋爐推廣10%，形成的年節能能力約為83萬tce，年減排能 力219萬tCO2。
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