CN104692554A - 一种透平液中微量硅去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种透平液中微量硅去除方法，包括将透平液换热至30～40℃后，先经超滤膜组件去除该液中的胶体硅，然后经阴离子交换树脂床去除溶解硅，最后经混合离子交换树脂床精制处理，出水硅含量≤20μg/L，电导率≤1.00μS/cm，Na+≤50μg/L，TOC≤1.00mg/L，pH值6～9，各项指标均达到二级脱盐水回用要求。
Description
技术领域
本发明属于炼油化工清洁生产、节能降耗和水资源利用技术领域，主要涉及工业水的高效回收利用，是一种透平液中微量硅深度去除方法。
背景技术
工业生产过程中，水中硅化合物含量的多少对生产装置产生不同程度的危害。特别在炼油化工生产过程中，锅炉补给水、透平液、蒸汽冷凝液和冷却水中的硅化合物易形成致密坚硬的硅垢，严重影响设备的传热效率及运行安全。为此在不同的给水系统中，均需充分考虑硅化合物的含量，以保证设备的安全稳定运行。
大量文献和专利分析可知，目前国内外常用的除硅技术主要包括混凝气浮、微泡浮选、电凝聚、双膜（超滤+反渗透）、电去离子（EDI）和离子交换等方法。其中，混凝气浮、微泡浮选、电凝聚等方法主要用于水中高硅（≥10.0mg/L）的去除，出水硅含量在1.00mg/L左右，均为预除硅技术。双膜、电去离子或离子交换等方法结合专有除硅装置主要用于水中硅含量在1.00～10.0mg/L范围的去除，出水硅含量小于1.00mg/L。
采用超滤技术除硅时，一般选用膜孔径小于100nm的膜组件，可使水体中的胶体硅含量小于1.00mg/L，但对溶解性硅几乎无去除。Buecker利用反渗透去除锅炉补给水中的胶硅和溶硅，使含微量硅的污水用于净化锅炉补充水（Buecker B.Zero discharge programsrequire careful planning.Power Engineering,1997,5:49-52）。因膜法除硅是利用水中胶体硅和其他组分选择渗透作用的差异来实现的，需外界能量或化学键为推动力对双组分或多组分液体进行分离、分级、提纯和富集才能完成。在除硅技术领域双膜、纳滤膜技术除硅效果最好，能去除水体中80%的胶硅，且产水量大，操作压力较低，无二次污染。但因超滤对水体中的盐类及小分子物质去除效果较差，反渗透对钠离子几乎无去除，使得双膜工艺除硅后的污水综合指标难以达到二级脱盐水要求。
离子交换技术除硅主要基于离子进行吸附和交换来实现除盐脱硅的目的，利用多级离子交换技术能使处理后的污水硅含量小于0.2mg/L（路光杰.强碱性阴树脂除硅机理的研究，工业水处理,1994,16(1):26-28；李贵贤，吴琳，赵旭涛.离子交换树脂脱除锅炉排污水中硅的试验研究,甘肃科技，24（4）：56-58）。电厂采用离子交换除盐系统可将硅含量由给水时的3.0～10.0mg/L降至出水时的0.005～0.08mg/L，效果较好。美国纽约州电力煤气公司米利肯电站采用一套可移动式多级离子交换水处理技术，使硅含量为3.47mg/L的原水处理后，出水硅含量可降至0.03mg/L。
离子交换法虽然对水体具有较好的软化和脱盐脱硅作用，且离子交换树脂可以通过交换和再生重复利用。但是对胶体物质的去除效果较差，需在使用该法前添加预处理单元，以脱除悬浮物和胶体物质，防止其被污染后处理效率降低。
目前，国内外对水中微量硅（≤1.00mg/L）的去除均采用较复杂的多级（三级以上）深度除硅工艺。采用双膜-离子交换组合工艺去除污水中高硅的技术国外有研究报道。但能将水中微量硅深度去除至20μg/L以下，且能长期稳定运行的技术尚未见报道。
国内外应用和研究较多的除硅技术主要用于解决高硅污水领域，对微量硅的深度去除技术研究和工业应用较少。因此，针对炼化生产过程产生的透平液特性，发明一种透平液中微量硅去除方法，实现深度处理后的透平液回用于二级脱盐水具有很好的应用前景。
发明内容
目前，我国大多数炼化装置生产过程中产生的透平液均未进行深度处理，将其要么直接排入污水处理系统要么简单处理后用于循环水补水，造成水资源的严重浪费。本发明主要针对透平液中硅化合物的特性，提出了一套超滤除胶体硅-阴离子交换除溶解硅-混合离子交换精制深度除硅技术，以实现深度处理后的透平液用于二级脱盐水（电导率≤1.00μS/cm，Na+≤50μg/L，SiO2≤20μg/L，TOC≤1.00mg/L，pH值6～9）的目的。
具体工艺：将透平液换热至30～40℃后，先经超滤膜组件过滤去除该透平液中的胶体硅，然后经阴离子交换树脂床吸附去除溶解硅，最后经混合离子交换树脂床精制处理，出水达到二级脱盐水指标。
操作条件：超滤膜组件操作温度5～45℃，pH值2～11，操作压力0.02MPa～0.1MPa，膜通量10～15L/m2·h，膜孔径0.001～0.05μm；阴离子交换树脂床操作温度≤35℃，工作交换容量≥1000mol/m3；混合离子交换树脂床操作温度≤40℃，工作交换容量≥1000mol/m3。其中，超滤膜组件是指将大于0.02μm的物质截留在超滤膜一侧的过滤介质，混合离子交换树脂床是指强酸性阳离子交换树脂与强碱性阴离子交换树脂作为混合床填料，本发明采用质量比为1:1～1:4的混合比例。
本发明所述的透平液是指炼化生产过程中空气压缩机、发电机、氧压机等透平做功后所产生的蒸汽冷凝水，电导率在100～300μS/cm范围，Na+在1.00～2.00mg/L范围，硅含量在0.50～1.00mg/L（胶体硅0.40～0.80mg/L，溶解硅0.10～0.20mg/L）范围，总有机碳含量（以下简称TOC）小于2.0mg/L，水温70～80℃，pH值9～11，属于“高水”范畴。
本发明研究发现，透平液中的硅化合物主要以胶体硅和溶解硅两种形式存在。若先将透平液流经阴离子交换树脂床再经超滤膜组件除硅，阴离子交换树脂易被有机物污染，除硅效果会大大降低，出水硅含量在0.10mg/L左右。若先使用超滤膜组件去除透平液中的胶体硅，再经阴离子交换树脂床去除透平液中溶解硅，此时透平液中的硅含量已降至较低（≤20μg/L），最后将除硅后的透平液经混合离子交换树脂床精制处理，可使出水电导率≤1.00μS/cm，Na+≤50μg/L，SiO2≤20μg/L，TOC≤1.00mg/L，pH值在6～9之间。
本发明中超滤膜组件的选择决定着透平液中胶体硅的去除效率，因透平液中胶体硅粒径在1nm～1μm之间，膜孔径必须控制在0.001～0.05μm范围内。可实现大于膜孔径的胶体硅可用超滤膜组件截留去除，小于膜孔径的溶解硅通过离子交换去除，压力控制在0.02～0.1MPa，通量控制在10～15L/m2·h内。
超滤膜组件可是中空纤维式、平板式、管式、毛细管式、多孔式等多种外形的超滤膜，但为了能够有效去除透平液中的胶体硅，对比膜孔径可知，中空纤维式超滤膜（孔径在0.01～0.1μm之间）组件最适宜去除透平液中的胶体硅。虽然钠滤膜（孔径在1～10nm之间）和反渗透膜（孔径在0.1～1nm之间）孔径均小于超滤膜孔径，但在实际应用过程中，一方面操作压力远大于超滤膜，另一方面容易造成膜组件的堵塞，需要经常反冲洗。另外，钠滤膜和反渗透膜价格远远高于超滤膜。因此，本发明所选超滤膜组件具有价格便宜、操作简单、易清洗、耐污染、化学性能稳定、抗氧化性强等特点，使深度去除透平液中胶体硅的最佳膜组件之一。
由于透平液中的溶解硅粒径小于1nm、主要以硅酸或硅酸盐形式存在，较其他阴离子更易于被阴离子交换树脂优先吸附。因此，本发明选择工作交换容量大、对溶解硅吸附能力强的凝胶型（如强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂（201×7））或大孔径型（如大孔II型强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂（D202））树脂（有效粒径在0.4～0.6mm之间，工作交换容量≥1000mol/m3）深度去除透平液中的溶解硅。
透平液中的Na+主要以离子形式存在，较其他阳离子更易于被阳离子交换树脂优先吸附。本发明选择交换容量大、对Na+吸附能力强的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂（001×7）去除透平液中的Na+。
本发明中混合离子交换树脂床是指强酸性阳离子交换树脂与强碱性阴离子交换树脂按比例混合作为填料，如可以是001×7、大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂（D001）、201×7、D202等强酸强碱型离子交换树脂，有效粒径在0.4～0.6mm之间，工作交换容量≥1000mol/m3，要求阴阳树脂结合后对透平液中Na+、TOC、不同阴阳离子有较好的去除效率。因混合离子交换树脂床对分子量较小的阴阳离子去除效率较高，除硅后的透平液经混合床精制可回用于二级脱盐水。
本发明并不特别限定离子交换树脂的再生方法，使用现有再生技术中的常用方法即可，如将树脂清洗、浸泡后，阳离子交换树脂用酸液再生，阴离子交换树脂用碱液再生。
本发明首先采用中空纤维式超滤组件过滤去除透平液中的胶体硅，然后经阴离子交换树脂床吸附去除透平液中的溶解硅，此时透平液中的硅含量已降至较低，为了使透平液除硅后回用于二级脱盐水，最后将除硅后的透平液经混合离子交换树脂床精制处理，出水电导率≤1.00μS/cm，Na+≤50μg/L，SiO2≤20μg/L，TOC≤1.00mg/L，pH值在6～9之间。
针对透平液中硅化合物的特性（硅含量小于1.00mg/L，胶体硅含量大于溶解硅），本发明将膜法和离子交换法有机结合，在一定的压力作用下让透平液经过一个能使水和低分子量溶质透过而胶体硅无法透过的超滤膜组件，再经过离子交换树脂的交换、吸附作用去除透平液中溶解硅，最后经混合离子交换床精制处理后，实现深度处理后的透平液回用于二级脱盐水的目的。
具体实施方式
（1）透平液水质
透平液1：硅含量0.96mg/L（其中，胶体硅0.77mg/L，溶解硅0.19mg/L），Na+1.60mg/L，TOC1.69mg/L，电导率242μS/cm，水温74℃，pH值10.2。
透平液2：硅含量0.74mg/L（其中胶体硅0.63mg/L，溶解硅0.15mg/L），Na+1.87mg/L，TOC1.04mg/L，电导率135μS/cm，水温80℃，pH值9.78。
（2）膜的选择
本发明必须选择孔径小于胶体硅粒径的超滤膜组件才能有效截留透平液中胶体硅。
（3）树脂的选择
选取D202阴离子交换树脂（江苏苏青水处理工程集团有限公司江阴市有机化工厂生产，大孔强碱性苯乙烯系II型阴离子交换树脂，交换容量高、再生效率高、物化性能稳定）去除透平液中的溶解硅。
选取D001、001×7（生产厂家同上，强酸阳离子交换树脂，交换容量高、交换速度快、机械强度好）和201×7（生产厂家同上，强碱性苯乙烯系Ⅰ型阴离子交换树脂，交换容量高、机械强度好、耐热性能高）离子交换树脂作为混合床的填料。
（4）测试方法及依据的标准
（1）硅含量：硅酸根分析仪法，胶体硅＝硅含量－溶解硅（GB/T12149-2007）
（2）Na+：离子色谱法（GB/T15454-2009）
（3）TOC：总有机碳分析仪测定（HJ501-2009）
（4）电导率：便携式电导率仪法（SL78-1994）
（5）pH值：玻璃电极法（GB6920-86）
（6）胶体硅粒径：反射仪间接测定法（GB/T3780.17-2008）
实施例1：
1.将2L预处理后的D202阴离子交换树脂装入圆柱形有机玻璃床体，树脂高度60cm，再将预处理后的001×7阳离子交换树脂和201×7阴离子交换树脂按1︰1的比例装入同样大小的圆柱形有机玻璃床体，树脂高度55cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力0.03Mpa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.01μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液1换热后（水温30℃）直接打入塑料容器储罐内，用计量泵使其先流经中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经阴离子交换树脂床和混合树脂床。
4.当膜组件操作压力明显增大，膜通水量持续小于10L/h，需对膜组件进行反冲洗。
5.当出水溶解硅大于20μg/L时，需对阴离子交换床进行再生。当出水Na+大于0.1mg/L、TOC值大于1.0mg/L、电导率大于1.0μS/cm时，需对混合床进行再生。
6.检测各处理单元进出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
实施结果：透平液经超滤膜组件过滤去除胶体硅，再经阴床去除溶解硅，最后经混床精制后，出水硅含量10μg/L、Na+30μg/L、TOC值0.34mg/L、电导率0.27μS/cm，pH值7.1，各指标均达到二级脱盐水要求。
实施例2：
1.将2L预处理后的D202阴离子交换树脂装入圆柱形有机玻璃床体，树脂高度60cm，再将预处理后的001×7阳离子交换树脂和201×7阴离子交换树脂按1︰2的比例装入同样大小的圆柱形有机玻璃床体，树脂高度55cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力0.025MPa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.02μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液2换热后（水温28℃）直接打入塑料容器储罐内，用计量泵将其先打入中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经阴离子交换树脂床和混合树脂床。
4.当膜组件操作压力明显增大，膜通水量持续小于10L/h，需对膜组件进行反冲洗。
5.当出水溶解硅大于20μg/L时，需对阴离子交换床进行再生。当出水Na+大于0.1mg/L、TOC值大于1.0mg/L、电导率大于1.0μS/cm时，需对混合床进行再生。
6.检测各处理单元出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
实施结果：透平液经超滤膜组件过滤去除胶体硅，再经阴床去除溶解硅，最后经混床精制后，出水硅含量20μg/L、Na+35μg/L、TOC值0.27mg/L、电导率0.46μS/cm、pH值6.7，各指标均达到二级脱盐水要求。
实施例3：
1.将2L预处理后的D202阴离子交换树脂装入圆柱形有机玻璃床体，树脂高度60cm，再将预处理后的001×7阳离子交换树脂和201×7阴离子交换树脂按1︰3的比例装入同样大小的圆柱形有机玻璃床体，树脂高度55cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力0.02Mpa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.03μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液1换热后（水温29℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵将其先打入中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经阴离子交换树脂床和混合树脂床。
4.当膜组件操作压力明显增大，膜通水量持续小于10L/h，需对膜组件进行反冲洗。
5.当出水溶解硅大于20μg/L时，需对阴离子交换床进行再生。当出水Na+大于0.1mg/L、TOC值大于1.0mg/L、电导率大于1.0μS/cm时，需对混合床进行再生。
6.检测各处理单元出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
实施结果：透平液经超滤膜组件过滤去除胶体硅，再经阴床去除溶解硅，最后经混床精制后，出水硅含量20μg/L、Na+50μg/L、TOC0.33mg/L、电导率0.68μS/cm、pH值6.9，各指标均达到二级脱盐水要求。
实施例4：
1.将2L预处理后的D202阴离子交换树脂装入圆柱形有机玻璃床体，树脂高度60cm，再将预处理后的001×7阳离子交换树脂和201×7阴离子交换树脂按1︰4的比例装入同样大小的圆柱形有机玻璃床体，树脂高度55cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力0.02Mpa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.04μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液2换热后（水温30℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵使其流经中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经阴离子交换树脂床和混合树脂床处理。
4.当膜组件操作压力明显增大，膜通水量持续小于10L/h，需对膜组件进行反冲洗。
5.当出水溶解硅大于20μg/L时，需对阴离子交换床进行再生。当出水Na+大于0.1mg/L、TOC值大于1.0mg/L、电导率大于1.0μS/cm时，需对混合床进行再生。
6.检测各处理单元出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
实施结果：透平液经超滤膜组件过滤去除胶体硅，再经阴床去除溶解硅，最后经混床精制后，出水硅含量20μg/L、Na+30μg/L、TOC0.41mg/L、电导率0.55μS/cm、pH值7.2，各指标均达到二级脱盐水要求。
实施例5：
1.将2L预处理后的D202阴离子交换树脂装入圆柱形有机玻璃床体，树脂高度60cm，再将预处理后的001×7阳离子交换树脂和201×7阴离子交换树脂按1︰1的比例装入同样大小的圆柱形有机玻璃床体，树脂高度55cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力0.02Mpa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.05μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液2换热后（水温29℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵室其流经中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经阴离子交换树脂床和混合树脂床处理。
4.当膜组件操作压力明显增大，膜通水量持续小于10L/h，需对膜组件进行反冲洗。
5.当出水溶解硅大于20μg/L时，需对阴离子交换床进行再生。当出水Na+大于0.1mg/L、TOC值大于1.0mg/L、电导率大于1.0μS/cm时，需对混合床进行再生。
6.检测各处理单元出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
实施结果：透平液经超滤膜组件过滤去除胶体硅，再经阴床去除溶解硅，最后经混床精制后，出水硅含量10μg/L、Na+20μg/L、TOC0.28mg/L、电导率0.18μS/cm、pH值7.7，各指标均达到二级脱盐水要求。
通过上述5个实施例分析，在本发明规定的操作条件范围内透平液换热后先经超滤膜去除胶体硅，再用阴离子交换树脂进一步去除溶解硅，最后用混合离子交换树脂精制，出水各项指标均能达到二级脱盐水水质要求。
对比例1：
1.将100L透平液1换热后（水温31℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵使其流经中空纤维式反渗透膜组件。
2.膜组件操作条件：操作压力5.0Mpa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.5nm，美国海德能公司生产。
3.处理50L透平液需对反渗透膜组件进行一次反冲洗。
4.检测反渗透膜组件出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
对比结果：透平液经反渗透膜组件处理后，出水硅含量20μg/L、Na+181μg/L、TOC1.02mg/L、电导率1.80μS/cm、pH值9.4，除硅含量外，其他指标无法达到二级脱盐水要求，且操作过程压力高，膜容易堵塞。
对比例2：
1.将100L透平液2换热后（水温28℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵使其流经中空纤维式钠滤膜组件。
2.膜组件操作条件：操作压力2.5Mpa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为5nm，美国海德能公司生产。
3.处理100L透平液需对膜组件进行一次反冲洗。
4.检测钠滤膜组件出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
对比结果：透平液经钠滤膜组件处理后，出水硅含量15μg/L、Na+170μg/L、TOC1.01mg/L、电导率1.71μS/cm、pH值8.8，除硅含量和pH值外，其他指标无法达到二级脱盐水要求，且操作过程压力高，膜容易堵塞。
对比例3：
1.将100L透平液1换热后（水温29℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵将其打入中空纤维式超滤膜组件。
2.膜组件操作条件：操作压力为0.02Mpa的负压，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.02μm，天津膜天膜公司生产。
3.处理100L透平液需对膜组件进行一次反冲洗。
4.检测超滤膜组件出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
对比结果：透平液经超滤膜组件处理后，出水硅含量19μg/L、Na+120μg/L、TOC1.12mg/L、电导率1.18μS/cm、pH值8.4，除硅含量和pH值外，其它指标均无法达到二级脱盐水要求。
对比例4：
1.将2L预处理后的201×7阴离子交换树脂装入圆柱形有机玻璃床体，树脂高度60cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力0.02Mpa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.02μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液2换热后（水温30℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵将其打入中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经阴离子交换树脂床。
4.处理100L透平液需对膜组件进行一次反冲洗。
5.检测各单元出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
对比结果：透平液经超滤膜组件201×7阴离子交换树脂床处理后，出水硅含量12μg/L、Na+170μg/L、TOC1.21mg/L、电导率1.31μS/cm、pH值9.2，除硅含量外，其它指标无法达到二级脱盐水要求。
对比例5：
1.将2L预处理后的D202阴离子交换树脂装入圆柱形有机玻璃床体，树脂高度60cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力0.02Mpa，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.02μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液1换热后（水温30℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵将其打入中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经阴离子交换树脂床。
4.处理100L透平液需对膜组件进行一次反冲洗。
5.检测各单元出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
对比结果：透平液经超滤膜组件D202阴离子交换树脂床处理后，出水硅含量17μg/L、Na+200μg/L、TOC1.21mg/L、电导率1.31μS/cm、pH值9.2，除硅含量外，其它指标无法达到二级脱盐水要求。
对比例6：
1.将2L将预处理后的001×7阳离子交换树脂和201×7阴离子交换树脂按1：1的比例装入同样大小的圆柱形有机玻璃床体，树脂高度55cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力为0.02Mpa的负压，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.02μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液2换热后（水温30℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵将其打入中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经混合树脂床。
4.处理100L透平液需对膜组件进行一次反冲洗。
5.检测各单元出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
对比结果：透平液经超滤膜组件（001×7和201×7）混合离子交换树脂床处理后，出水硅含量18μg/L、Na+30μg/L、TOC1.03mg/L、电导率1.20μS/cm、pH值7.8，除硅含量、Na+和pH值外，TOC和电导率值无法达到二级脱盐水要求。
对比例7：
1.将2L将预处理后的001×7阳离子交换树脂和D201阴离子交换树脂按1：1的比例装入同样大小的圆柱形有机玻璃床体，树脂高度55cm。填装完毕后，以10L/h的流速用去离子水冲洗柱体，备用。
2.膜组件操作条件：操作压力为0.02Mpa的负压，膜组件通水量10L/m2.h，膜孔径为0.02μm，天津膜天膜公司生产。
3.将100L透平液1换热后（水温30℃）打入塑料容器储罐内，用计量泵将其打入中空纤维式超滤膜组件，去除胶体硅后再自上而下流经混合树脂床。
4.处理100L透平液需对膜组件进行一次反冲洗。
5.检测各单元出水硅含量、Na+、TOC、电导率、pH值等指标。
对比结果：透平液经超滤膜组件处理后，出水硅含量20μg/L、Na+45μg/L、TOC0.94mg/L、电导率1.35μS/cm、pH值7.2，除硅含量、Na+、TOC和pH值外，电导率值无法达到二级脱盐水要求。
通过上述7个对比例分析可知，反渗透膜和钠滤膜虽然对透平液中的胶体硅有很好的去除效率，但操作压力和工作温度等严格受限，且膜组件易堵塞易污染。另外，透平液经超滤膜组件或经超滤膜-阴离子交换树脂或超滤膜-混合离子交换树脂处理，除硅含量外，其它指标不能同时达到二级脱盐水回用要求。
因此，在炼化生产过程中，采用本发明提供的超滤-阴离子交换树脂-混合离子交换树脂组合工艺可以深度去除类似于透平液所含微量硅化合物且能够实现处理后的出水回用于二级脱盐水。
Claims (10)
1.一种透平液中微量硅去除方法，其特征在于具体工艺包括将透平液换热至30～40℃后，先经超滤膜组件去除该液中的胶体硅，然后经阴离子交换树脂床去除溶解硅，最后经混合离子交换树脂床精制处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述超滤膜组件的操作温度为5～45℃。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述超滤膜组件的pH值为2～11。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超滤膜组件的操作压力为0.02MPa～0.1MPa。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超滤膜组件的膜通量为10～15L/m2·h。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于阴离子交换树脂床操作温度≤35℃，工作交换容量≥1000mol/m3。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的混合离子交换树脂床的操作温度≤40℃，工作交换容量≥1000mol/m3。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的混合离子交换树脂床为强酸性阳离子交换树脂与强碱性阴离子交换树脂按照1:1～1:4质量比混合填装。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超滤膜组件的膜孔径为0.001～0.05μm。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超滤膜组件选自中空纤维式、平板式、管式、毛细管式或多孔式超滤膜。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016204633A1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Environmetals Limited | Method of production of a silica concentrate |
| CN107915349A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-04-17 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 油田含硅水复合处理装置 |
| US10626018B2 (en) | 2015-02-25 | 2020-04-21 | Geo40 Limited | Method of production of a colloidal silica concentrate |
| US11198095B2 (en) | 2014-05-23 | 2021-12-14 | Geo40 Limited | Silica products from geothermal fluids by reverse osmosis |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101506105A (zh) * | 2006-06-21 | 2009-08-12 | 胡安·J·迪亚兹冈萨雷斯阿尔科瑟 | 处理用于冷却塔和需要从水中去除二氧化硅的工艺的水的方法和整合系统 |
| KR20130080588A (ko) * | 2012-01-05 | 2013-07-15 | 코웨이 주식회사 | 실리콘 폐수의 수처리 시스템 및 방법 |
-
2013
- 2013-12-06 CN CN201310655127.2A patent/CN104692554A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101506105A (zh) * | 2006-06-21 | 2009-08-12 | 胡安·J·迪亚兹冈萨雷斯阿尔科瑟 | 处理用于冷却塔和需要从水中去除二氧化硅的工艺的水的方法和整合系统 |
| KR20130080588A (ko) * | 2012-01-05 | 2013-07-15 | 코웨이 주식회사 | 실리콘 폐수의 수처리 시스템 및 방법 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 孙冬艳: "地下水中的胶体硅对除盐设备的影响和去除", 《科技资讯》, no. 25, 30 September 2011 (2011-09-30) * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11198095B2 (en) | 2014-05-23 | 2021-12-14 | Geo40 Limited | Silica products from geothermal fluids by reverse osmosis |
| US10626018B2 (en) | 2015-02-25 | 2020-04-21 | Geo40 Limited | Method of production of a colloidal silica concentrate |
| WO2016204633A1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Environmetals Limited | Method of production of a silica concentrate |
| US10717655B2 (en) | 2015-06-19 | 2020-07-21 | Geo40 Limited | Method of production of a silica concentrare |
| US11958749B2 (en) | 2015-06-19 | 2024-04-16 | Geo40 Limited | Method of production of a silica concentrate |
| CN107915349A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-04-17 | 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司 | 油田含硅水复合处理装置 |
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