[发明专利]一种透平液中微量硅去除方法

说明书

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 programs require 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。