CN103979640A - 一种软化水处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业用水处理领域，提供了一种软化水处理系统，包括盐罐、软化水处理装置、多个软化水箱、换热器、蒸汽锅炉、外部需降温装置以及外部需加热装置，软化水处理装置通过第一阀门与盐罐相连，软化水处理装置分别通过多个第二阀门与多个软化水箱相连，一个或者多个软化水箱通过一个或者多个泵，将软化水送入需降温装置，经过需降温装置加热后的软化水进入一个或者多个软化水箱，或者经过换热器后进入一个或者多个软化水箱；一个或者多个软化水箱通过一个或者多个泵，将软化水送入换热器，并将经换热器换热后的软化水送入蒸汽锅炉，蒸汽锅炉输出的蒸汽送入需加热装置，经过需加热装置降温后的软化水进入一个或者多个软化水箱。

Description

一种软化水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及工业用水处理领域，提供了一种软化水处理系统及方法。
技术背景
蒸汽锅炉是发生蒸汽的重要设备，在投入运行以前，需要对锅炉用水进行软化处理，直至合格才能够进入蒸汽锅炉发生蒸汽。在大多数使用锅炉的工厂，软化水处理设备出水管直接与软化水水箱相连接，而在制备软化水初期普遍存在的一个问题是，软化水水质并不合格，这样需要对软化水箱中的水进行反复的冲洗及排放，直至合格。
另外，蒸汽锅炉在实际使用过程中，均先对软化水箱内的软化水进行预热处理，并将软化水预热到一定温度，大约40℃左右。当前，对软化水箱内的软化水预热时，一般通过布设在软化水箱内的一套水加热器进行软化水预热。例如，公开号为CN102467138A的申请公开了一种软化水箱用软化水预热装置及控制系统，包括布设于软化水箱内的对软化水进行加热的水加热器、对软化水水温进行实时检测的水温检测单元、根据水温检测单元所检测水温信号对水加热器进行相应控制的控制器以及分别与控制器相接的参数设置单元和显示器。该发明有效解决了现有软化水预热控制系统存在的使用操作不便等问题，达到了连续控制软化水箱内热水温度的目的，并使得软化水箱内软化水的温度始终保持在40℃左右。
现有技术的缺点在于，在制备软化水初期，软化水水质并不合格，采用对软化水箱中的水进行反复的冲洗和排放的办法，直至合格，虽然操作简单，但是却浪费了宝贵的水资源。
另外，增加软化水箱用软化水预热设施及控制系统，虽然达到了连续控制软化水箱内热水温度的目的，但是却增加了投资。另外，在控制系统中，需要设置复杂的连接电路、检测元件、控制元件、显示元件，并进行参数整定以及正常生产的运行维护等，同时，随着运行时间的延长，水垢会随之增加，检测元件的检测精度会也会随之下降。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种工艺流程简单，操作安全的可与煤化工、天然气化工及石油化工等装置联合的软化水处理系统。该系统不仅可以解决新鲜水浪费严重的问题，而且还可以将煤化工、天然气化工及石油化工等联合装置产生的回水及余热加以很好的回收和利用，大大节省了新鲜水用量，简化了操作步骤，降低了生产成本，增加了装置运行的可靠性和安全性。
(二)技术方案
本发明公开了一种软化水处理系统，包括盐罐、软化水处理装置、多个软化水箱、换热器、蒸汽锅炉、外部需降温装置以及外部需加热装置，软化水处理装置通过第一阀门与盐罐相连，软化水处理装置分别通过多个第二阀门与多个软化水箱相连，一个或者多个软化水箱通过一个或者多个泵，将软化水送入需降温装置，经过需降温装置加热后的软化水进入一个或者多个软化水箱，或者经过换热器后进入一个或者多个软化水箱；一个或者多个软化水箱通过一个或者多个泵，将软化水送入换热器，并将经换热器换热后的软化水送入蒸汽锅炉，蒸汽锅炉输出的蒸汽送入需加热装置，经过需加热装置降温后的软化水进入一个或者多个软化水箱。
进一步地，所述需降温装置为汽包、气化炉夹套、气化炉顶盖和/或气化炉烧嘴；所述需加热装置为溶液再生塔塔底再沸器。
进一步地，所述蒸汽锅炉为饱和蒸汽锅炉。
进一步地，当软化水处理装置中Ca2+、Mg2+离子的总含量小于0.03mmol/L时，关闭第二阀门，开启第一阀门；否则，关闭第一阀门，开启第二阀门。
进一步地，其中一个或者多个软化水箱的注水量为40-80％。
进一步地，其中盐罐中的溶液为饱和盐液。
(三)有益效果
本发明所公开的软化水处理系统及方法，软化水处理设备出水口回水设备的巧妙添加，使不合格的软化水回流到盐罐，从而节约新鲜水用水，降低新鲜水水耗。使取热后的软化水重新回流到2#软化水箱，根据工业装置的需要，可以调控软化水箱的温度，供其它工业装置用水，从而减少了额外加热装置的安装，大大降低了设备成本及操作步骤。最大的特点是不仅节约了新鲜水用水，对于20吨/小时的软化水处理系统来讲，可以节省新鲜水40吨。而且将煤化工、天然气化工及石油化工等联合装置产生的余热很好地进行了回收利用，大大节约了生产成本，降低了能量消耗，节省的能量折合成标准煤为43千克/小时。
由于取消了加热设施，简化了操作步骤，降低了生产成本及维护成本，增加了装置运行的可靠性和安全性。
附图说明
图1为软化水处理系统的结构示意图。
图中：1.盐罐；2.软化水处理装置；3.1#软化水箱；4.2#软化水箱；5.饱和蒸汽锅炉；6.溶液再生塔塔底再沸器；7.汽包；8.气化炉水夹套；9.气化炉顶盖；10.气化炉烧嘴；11.换热器。
具体实施方式
以下将会结合附图，对本发明的实施例作进一步说明。
一种软化水处理系统，包括盐罐1、软化水处理装置2、1#软化水箱和2#软化水箱、换热器11、蒸汽锅炉5、外部需降温装置(汽包7、气化炉水夹套8和气化炉顶盖9、气化炉烧嘴10)以及外部需加热装置(溶液再生塔塔底再沸器6)。软化水处理装置通过阀门2与盐罐相连，软化水处理装置分别通过阀门1和阀门3与1#软化水箱和2#软化水箱相连。
一个或者多个软化水箱通过一个或者多个泵，将软化水送入需降温装置，经过需降温装置加热后的软化水进入一个或者多个软化水箱，或者经过换热器后进入一个或者多个软化水箱；一个或者多个软化水箱通过一个或者多个泵，将软化水送入换热器，并将经换热器换热后的软化水送入蒸汽锅炉，蒸汽锅炉输出的蒸汽送入需加热装置，经过需加热装置降温后的软化水进入一个或者多个软化水箱。
与一种软化水处理系统的相对应的软化水处理方法如下：
首先，软化水装置调试及软化水箱注水。
关闭进入1#水箱的阀门1以及进入2#水箱的阀门3，打开阀门2。然后打开新鲜水进水管阀门向软化水处理装置2进水。软化水处理原理是软化水处理装置2中的钠离子型交换树脂吸附水中的钙、镁离子，释放钠离子，使水质得到软化。刚开始处理时出来的软化水不合格，通过阀门2进入盐罐(盐罐里加有固体盐)中，形成饱和食盐水溶液。该溶液经过盐罐底部内置的喷射器进入软化水处理装置2，将吸附钙、镁离子饱和后的树脂经过钠盐饱和溶液的处理，重新转化为钠离子型交换树脂而恢复其交换能力，这一操作步骤使得钠离子型交换树脂可以重复利用，同时又有利于节水。软化水处理装置2继续进行软化水处理，当从阀门2出来的软化水经测试合格后，即Ca2+、Mg2+离子的总含量小于或者等于0.03mmol/L，随后，关闭阀门2，打开阀门1和阀门3，使合格的软化水流入1#软化水水箱和2#软化水水箱，其中1#软化水和2#软化水箱注水量控制在40-80％。在此过程中，通过阀3可以控制2#软化水水箱水温在30℃左右。同时需要注意的是，往盐罐加盐时，必须用大粒盐，并且时刻保证盐罐中有固体盐存在，以确保是饱和盐液，严禁使用加碘食用细盐，以免堵塞该喷射器。
其次，合格软化水向联合装置供水取热并发生蒸汽。
启动泵2向换热器11内管注水，经换热器内管出来的40℃左右的软化水进入饱和蒸汽锅炉发生蒸汽。
启动泵1和泵3分别向需要降温的煤化工、天然气化工以及石油化工等装置供水，包括汽包7、气化炉水夹套8和气化炉顶盖9、气化炉烧嘴10等需降温装置，其中，一路水经过汽包和气化炉水夹套进行换热，产生151℃的汽水混合物，然后汽水混合物引入换热器，由蒸汽变成水提供的相变潜热可以为2#软化水水箱的软化水在换热器内升温以及后续进入蒸汽锅炉的软化水升温提供热量，该汽水混合物冷凝为水后进入2#软化水水箱如有需要，此处冷凝为水后也可以进入1#软化水水箱；另一路水经过气化炉顶盖和气化炉烧嘴进行换热，产生68℃的热水，然后回流入2#软化水水箱或者1#水箱中。在此过程中，软化水总流量可达20吨/小时。
来自于饱和蒸汽锅炉的蒸汽一部分引入需要换热的设备(比如溶液再生塔塔底再沸器)，换热之后的蒸汽经过冷凝后，产生90℃左右的热水，具体可以是88℃的热水，然后回流入2#软化水水箱或者1#软化水水箱。另外一部分蒸汽外送，用于其它需要取热的装置。
图1只是给出了范例示意图，需降温装置分为用水冷却后产生蒸汽的装置和用水冷却后不产生蒸汽的装置，图中汽包7、气化炉水夹套8、气化炉顶盖9和气化炉烧嘴10均为需要降温的装置，汽包7和气化炉水夹套8为用水冷却后产生蒸汽的装置，气化炉顶盖9和气化炉烧嘴10为用水冷却后不产生蒸汽的装置，可以采用煤化工、天然气化工及石油化工中其它需要降温的装置来替代，图1中例举的溶液再生塔塔底再沸器6为需要加热的装置，其可用煤化工、天然气化工及石油化工中其它需要加热的装置来替代。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种软化水处理系统，包括盐罐、软化水处理装置、多个软化水箱、换热器、蒸汽锅炉、外部需降温装置以及外部需加热装置，其特征在于，软化水处理装置通过第一阀门与盐罐相连，软化水处理装置分别通过多个第二阀门与多个软化水箱相连，一个或者多个软化水箱通过一个或者多个泵，将软化水送入需降温装置，经过需降温装置加热后的软化水进入一个或者多个软化水箱，或者经过换热器后进入一个或者多个软化水箱；一个或者多个软化水箱通过一个或者多个泵，将软化水送入换热器，并将经换热器换热后的软化水送入蒸汽锅炉，蒸汽锅炉输出的蒸汽送入需加热装置，经过需加热装置降温后的软化水进入一个或者多个软化水箱。
2.根据权利要求1所述的软化水处理系统，所述需降温装置分为用水冷却后产生蒸汽的装置和用水冷却后不产生蒸汽的装置；所述需加热装置为溶液再生塔塔底再沸器。
3.根据权利要求2所述的软化水处理系统，所述用水冷却后产生蒸汽的装置为汽包和/或气化炉夹套，所述用水冷却后不产生蒸汽的装置为气化炉顶盖和/或气化炉烧嘴。
4.根据权利要求2所述的软化水处理系统，与所述用水冷却后产生蒸汽的装置冷却换热后的汽水混合物的温度是140-180℃，与所述用水冷却后不产生蒸汽的装置换热后的水温不高于80℃。
5.根据权利要求1所述的软化水处理系统，所述蒸汽锅炉为饱和蒸汽锅炉。
6.一种与权利要求1-5中软化水处理系统相对应的软化水处理方法，其特征在于，当软化水处理装置中Ca2+、Mg2+离子的总含量小于0.03mmol/L时，关闭第二阀门，开启第一阀门；否则，关闭第一阀门，开启第二阀门；经换热器出来的温度达到40℃以上的软化水进入蒸汽锅炉发生蒸汽。
7.根据权利要求6所述的软化水处理方法，其中一个或者多个软化水箱的注水量为40-80％。
8.根据权利要求6所述的软化水处理方法，其中盐罐中的溶液为饱和盐液。
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