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二次加压供水系统1. 凝结水除油 | www.njbidun/ |
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冷凝水是蒸汽锅炉的产物，当水在锅炉中被加热，转变为蒸汽。蒸汽在使用后降温再变相为水，经冷凝水管道回收。蒸汽的热能由显热和潜热两部分组成，通常用汽设备只利用蒸汽的潜热和少量的显热，释放潜热和少量的显热后的蒸汽还原成高温的凝结水，凝结水是饱和的高温软化水，其热能价值占蒸汽热能价值的25%左右， 而且也是洁净的蒸馏水，适合重新作为锅炉给水。根据不同的燃料形式和锅炉形式、冷凝水回收温度和地区差异等因素，冷凝水回收再利用价值为16～25元/吨。
炼油装置生产过程中用大量高温蒸汽加热各种油品后转化为凝结水。这是一部分优良的脱盐水资源，但是此水中往往伴有微量的油，一般含油量在1～150㎎园林音箱/L之间，远远高于锅炉给水含油质量标准（表1网络流量统计），因此不能直接作为锅炉补给水进行高值利用。
表1 锅炉给水含油质量标准
锅炉压力（MPa） | 油（㎎/L） |
3.82-5.78 | <1.0 |
5.78-12.64 | ≤0.3 |
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由于不同的装置和检修后运行的时间长短不同，凝结水中含油种类和数量也不尽相同，而凝结水回收方式的不同也导致凝结水中的油以不同的状态存在，加上凝结水的温度较高，这就更增加了它的处理难度。
据调查，国内各大炼油厂由于受到现有油水分离技术的限制，无法有效地将凝结水中的微量油除掉，因此都没有对其进行彻底处理和回收利用，除少部分用作暖气水、循环水的补充水,大部分被白白地排放掉了，这种低值利用不但造成宝贵水资源的极大浪费，降低了企业经济效益，污染了环境。而且这种做法也带来了一系列问题： a) 含油凝结水不能回收利用，动力站锅炉就需要补充大量的除盐水，造成水资源及能源的大量浪费。
b) 由于采暖、伴热系统长期使用含油凝结水作为补充水，水中油渍积少成多，附着在管道内表面，影响了热力设备的传热效率。
c) 含油凝结水未经处理，就地排放，轻度污染了环境。
综上所述，随着科学技术的迅猛发展和环保意识的加强，企业正呼唤一种新的油水分离技
术来解决含油凝结水高值利用的这个难题！这个问题的彻底解决不仅能为企业节能降耗带来可观的经济效益，而且对企业的环保有很好的社会效益。
二、简述油水分离技术的发展历程
长期以来，人类一直在为寻求一种更为有效的油水分离技术进行着不懈的努力，有组织的运用各种科学手段进行该项工作也进行了几个世纪，就其技术手段而言，大致分为两个范畴：
1、利用油水不溶性和比重不同为基本机理的粗放型机械除油，如：旋流分离技术、气浮浮选分离技术。
2、利用天然或人工材料（如：焦炭、活性炭、硅藻土等制品、吸油树脂和纤维材料等）对油的吸附能力为基本机理的吸附除油，主要将水中分散的油粒吸附转移，除油的效果取决于所选用的吸附材料的吸附性能、剩余吸附容量、油品在水中的分散程度、工作温度等。是传统上应用最为广泛的油水分离技术。 三、传统技术在实践应用中的问题
a) 首先由于机械除油技术属于粗放型的，除油精度很低，已不能满足现代工艺高标准的需求，所以基本上将其用于除油精度不高的工艺或除油流程的前端作预处理用。而且吸附材料的吸附能力随着工作介质（如水）由静态向动态的转变而迅速降低。 b) 任何吸附材料都会很快达到饱和，一般来讲，当吸附材料吸附油的重量接近饱和时就必须进行反冲洗，使吸附材料再生使用，再生后其吸油能力已大幅度下降， 以致经过几个反冲周期就必须报废更换，致使运行费用提高，增加操作难度和强度。
c) 当进水含油量恒定时，我们可以计算出吸附材料的饱和周期，确定反冲洗时间。但实际工作中进水含油量是一个变量，因此我们无法精确设定反冲洗的时间，因此在这种机理支配下，所执行的反冲洗周期，必然带有很大的盲目性。
d) 当吸附材料饱和时，它不但不吸油，反而形成二次污染源，导致装置运行一段时间后，出现出水含油量大于进水含油量的令人困惑的古怪现象。
e) 凡以吸附机理制备的除油装置，对进水含油量均极为敏感，进水含油量的波动，随即引起出水含油量的波动，由于进水含油量的变动是绝对的，因此出水含油量是不可能稳定，从而无法实现此类装置功能的量化设计和控制。
四、含油凝结水的油水分离
含油凝结水处理过程与普通含油污水相比，具有以下几方面的特性：
1. 凝结水处理后的含油指标要求较高，一般在0.3-1㎎/L；含油污水的处理指标要求较低，一般在3-4㎎/L。
2. 凝结水质温度较高，一般大于60℃，油粒活性高。
3. 水中含油量低，油粒离散度大。
4. 当乳化油颗粒小于0.5µm时，在高温状态下，其易受布朗运动制约，漂移不定，吸附捕集困难。
5. 凝结水所含油的品种较复杂；含油量也不稳定，基本上与装置换热器检修的周期成函数关系。
含油量
㎎/L
150
100
50
0
大修 大修 大修 时间
综上所述，由于传统技术缺点的客观存在，可以判定：传统的除油技术工艺，在理论和实践两方面均不可能在除油精度和工艺稳定上达到很高的水平。另一方面，随着科技的发展，对工艺介质（如水）中含油量的控制要求越来越高，例如：高压蒸汽锅炉就限制其用水含油量必须小于0.3mg/l，这显然是传统的除油工艺所无法稳定达到的。
五：目前的工艺比较：
1、 覆盖过滤器工艺：使用木质素和活性炭覆膜过滤，后面有时跟活性炭大罐，使用的是吸附的工艺，具有吸附工艺的缺点，优点是体积小。缺点是整个系统控制复杂，容易出现问题，需要频繁的覆膜，操作比较繁琐，精度不高一般在2MG以下，无法抗大油量冲击，目前使用在线油分析仪控制来水含油量，由于人工加比例原料覆膜，会影响覆膜的效果，必须加后续的油分仪控制出水的去处，导致收水率不高，影响水平衡，大项目上很少使用。
2、 精密过滤器+cd4543活性炭纤维，前置陶瓷过滤器或者其他的精密过滤器，后续的用活性炭纤维，由于过滤精度要求很高，过滤器的孔径很小，精度越高，导致越易被堵塞，一般24小时必须用蒸汽反冲洗一次，后期有时每半天一次，后续的活性炭纤维需要每天蒸汽反吹进行再生，同样是吸附工艺无法保证出水含油的稳定，无法抗大油量冲击。
3、 树脂吸附工艺，通过配置亲油树脂进行油的吸附，后续活性炭保护，同样是吸附工艺，无法抗大油量冲击，流速较慢，导致整个体积庞大，反冲洗频繁，造价比较贵，适用场合较少。
4、 陶瓷膜错流工艺，利用陶瓷膜过滤，同时内置循环泵进行错流冲洗陶瓷膜表面，后续活性炭保护，但耗电量大，使用效果如精密过滤器，耗费比较贵。同时造价比较高，国内使用不多。
5、“阻截除油”技术 ，它不同于“吸附除油”的全新油水分离技术理念，它利用独特的，经过对某些纤维进行技术改性后形成的HK 纤维构成一种膜材料—— HK 阻截膜来实现对水中憎水性分散质的分离。 HK阻截膜具有极强的憎油特性。 当含油的水要透过这层活化了的 HK 阻截膜时，给水以适当的压力，来水一侧的水分子即可与膜内水分子发生置换透过，而油等憎水性分散质则不能与膜内缔合水发生置换而被选择性的阻截，从而成功地实现了油水分离，这种效应定义为“阻截除油”。阻截除油工艺具有量化设计除油精度，除油精度高，设备运行期间不需要反冲洗，收水率高达99%以上，目前为所有工艺的最高收水率。同时他对来水含油量不限，抗大油量冲击等优点，对于除盐水平衡具有重要的安全稳定的意义。十多年来在各大中石油中石化公司应用30多家，效果不错，得到了一致的认可，所以是目前最先进的一种凝结水除油处理工艺。
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