Tratamiento de agua de calderas

1. Antecedentes.

Para alcanzar la neutralidad de carbono y el pico de emisiones, tanto a nivel nacional como internacional, el desarrollo verde mediante la conservación de energía y la reducción de emisiones es un tema crucial para el desarrollo empresarial. La caldera es uno de los principales equipos de conversión de energía en el proceso de producción de las empresas, pero generalmente se pierden aproximadamente 5% de energía durante la purga de la caldera. Uno de los factores clave que influye en la pérdida de calor durante la purga de la caldera es la calidad del agua del sistema de suministro durante su funcionamiento.

Por lo tanto, es fundamental encontrar una tecnología adecuada para el tratamiento del agua de calderas que mejore su calidad, optimizando así su eficiencia operativa, reduciendo la descarga de aguas residuales de las calderas de gas y vapor, y logrando así el ahorro energético y el consumo. NEWater Company utiliza tecnología de ósmosis inversa para tratar la calidad del agua de calderas en su sistema de suministro. Esta tecnología no solo soluciona el problema de la contaminación por iones de cloruro presente en el método tradicional de resina de intercambio iónico de sodio, sino que también reduce significativamente la cantidad de aguas residuales, optimizando eficazmente la utilización de recursos y logrando el ahorro energético, la reducción del consumo y la protección del medio ambiente.

2. Finalidad del tratamiento del agua de la caldera.

El resultado del tratamiento del agua de alimentación de la caldera es uno de los factores importantes que afectan su funcionamiento estable. Un tratamiento inadecuado del agua de alimentación provocará incrustaciones y corrosión. Debido a la mala calidad del agua, las incrustaciones pueden provocar pérdidas por combustión, abultamientos, grietas y otros fenómenos en la superficie de calentamiento. Estos factores reducen la calidad del vapor de la caldera, lo que genera una gran cantidad de aguas residuales y un alto consumo energético.

Se desvía de la tendencia actual de desarrollo en materia de ahorro energético y protección ambiental, por lo que es fundamental adoptar medidas fiables para tratar eficazmente la calidad del agua de la caldera durante su funcionamiento. Se emplean métodos eficaces para eliminar las impurezas iónicas perjudiciales para las calderas, garantizar el control de la calidad del agua, evitar daños a los componentes operativos de la caldera por agua de mala calidad, garantizar la calidad del vapor, garantizar la eficiencia operativa de la caldera y reducir la generación y el vertido de aguas residuales durante su funcionamiento.

A continuación, se presentará cómo se aplica el sistema de tratamiento de agua por ósmosis inversa desarrollado por NEWater al tratamiento por ósmosis inversa del agua de alimentación de la caldera de recuperación térmica en alta mar y al tratamiento por ósmosis inversa del agua de la caldera de servicios públicos.

3. Aplicación del tratamiento de agua por ósmosis inversa en calderas.

3.1 Tratamiento por ósmosis inversa del agua de alimentación para calderas de recuperación térmica offshore.

Las reservas recuperables y la producción de los yacimientos petrolíferos convencionales en alta mar disminuyen año tras año, pero sus reservas de petróleo superpesado son enormes y no se han utilizado. Para compensar la disminución de la producción de crudo, la recuperación térmica de petróleo superpesado se ha convertido en la principal medida y dirección de desarrollo de los yacimientos de petróleo y gas en alta mar.

El sistema de inyección de vapor es el núcleo de la recuperación térmica, que incluye principalmente un sistema de tratamiento de agua de caldera y una caldera de inyección de vapor. La calidad del agua de entrada de las calderas de inyección de vapor es extremadamente alta, lo que requiere agua de reposición sin aceite, con dureza cero y baja salinidad. Una calidad deficiente del agua de entrada provocará incrustaciones en la caldera y corrosión del serpentín, aumentará el mantenimiento e incluso provocará accidentes que afecten la seguridad.

Por lo tanto, un sistema confiable de tratamiento de agua de caldera juega un papel vital en la recuperación térmica y es la clave para el funcionamiento seguro, continuo y estable del sistema de inyección de vapor.

El sistema de tratamiento de agua de alimentación de calderas, desarrollado por NEWater Company, permite eliminar impurezas del agua, como sólidos en suspensión, sales y oxígeno disuelto, y cumplir con el índice de calidad del agua de la caldera, lo que permite reducir las pérdidas de calor, ahorrar energía y reducir las emisiones. El sistema incluye una unidad de pretratamiento y una unidad de desalinización.

• Unidad de pretratamiento

La unidad de pretratamiento elimina principalmente sólidos en suspensión, como partículas sólidas y coloides, y ajusta la temperatura del agua cruda. El tamaño de poro de la membrana de ósmosis inversa es extremadamente pequeño y la presencia de muchos sólidos en suspensión en el afluente puede causar incrustaciones en la membrana, lo que resulta en una disminución del flujo de la membrana, una mayor frecuencia de limpieza y dificultades de operación y mantenimiento. Por lo tanto, una unidad de pretratamiento estable y eficiente es fundamental para el funcionamiento normal del sistema de tratamiento de agua de alimentación de calderas, y generalmente es necesario reducir la turbidez del agua cruda por debajo de 1 NTU.

La membrana de ultrafiltración es una membrana de permeación selectiva que separa solventes y solutos según el tamaño de partícula. Permite separar partículas de diez nanómetros mediante presión, eliminar coloides bacterianos y macromoléculas del agua y reducir la turbidez del agua cruda a 1. La principal diferencia entre la ultrafiltración orgánica y la inorgánica radica en los diferentes materiales de la membrana y los modos de operación. La ultrafiltración con membrana cerámica inorgánica es más resistente al desgaste, suele emplear la filtración de flujo cruzado de gran caudal y tolera una mayor cantidad de sólidos en suspensión. En la ultrafiltración orgánica, generalmente es necesario reducir la turbidez del afluente a menos de 5 para garantizar un funcionamiento estable a largo plazo.

El filtro multimedios es un equipo convencional para el tratamiento de aguas en yacimientos petrolíferos offshore. Utiliza materiales filtrantes de diferentes tamaños de partícula y materiales para adsorber, coagular y filtrar gradualmente la materia en suspensión en el agua. La turbidez del agua de entrada es inferior a 20 y la del agua de salida puede alcanzar 5.

• Unidad de Desalinización

La unidad de desalinización elimina sales del agua cruda, como NaCl, CaCl2, MgCl2, etc., para evitar los riesgos de incrustaciones, quemaduras y corrosión en las calderas. El proceso de desalinización varía considerablemente según el índice de tratamiento del agua de la caldera. Este estudio analiza sistemas de desalinización a diferentes profundidades basados en el método de membrana de ósmosis inversa.

El proceso de ósmosis inversa se refiere al proceso de ósmosis inversa en el que la salmuera se separa aplicando una fuerza impulsora externa para superar la presión osmótica y haciendo que las moléculas de agua pasen a través de la membrana de ósmosis inversa. La membrana de ósmosis inversa es una membrana de permeación selectiva que puede separar partículas subnanómetros (sal de bajo peso molecular) según su tamaño. El diseño del gradiente de desalinización se basa en la concentración de sólidos solubles en el agua de mar; la ósmosis inversa de primera etapa puede desalinizar más de 971 TP³T y la tasa de recuperación de agua puede alcanzar 401 TP³T en tres años; el tratamiento de ósmosis inversa secundaria puede desalinizar más de 981 TP³T y la tasa de recuperación de agua puede alcanzar 851 TP³T. Se adoptan diferentes unidades de desalinización según la calidad del agua de la caldera.

El índice de calidad del agua no requiere un alto contenido de sal, por lo que se puede utilizar la ósmosis inversa primaria y el intercambiador de iones para cumplir con los requisitos. El Na activo²⁺ en la resina para el intercambiador de iones puede entrar en contacto con el plasma de Ca²⁺y Mg²⁺En el agua de intercambio. Se logra el objetivo de ablandar el agua cruda, y la producción total de agua puede alcanzar 351 TP3T. Al mismo tiempo, se reduce la descarga de aguas residuales de la caldera, ahorrando energía y reduciendo el consumo.

3.2 Tratamiento por ósmosis inversa del agua de calderas de servicios públicos.

En los últimos años, el rápido desarrollo de la industria nacional e internacional ha incrementado la demanda de electricidad. Además de la aplicación y el desarrollo de energías renovables como la eólica y la solar, el carbón y otros recursos son la principal fuente de energía para el desarrollo eléctrico, y se han construido más centrales eléctricas. Los recursos carboníferos poseen una gran energía y pueden satisfacer la demanda de electricidad en la mayoría de las regiones, por lo que son la principal fuente de energía para el desarrollo eléctrico.

Sin embargo, este modo de desarrollo requiere la combustión en calderas, lo que requiere agua de alta calidad. El tratamiento del agua de calderas de servicios públicos se ha convertido en un problema clave de investigación, y NEWater Company ha resuelto este problema eficazmente.

La tecnología de ósmosis inversa es una tecnología integral para el tratamiento eficiente del agua cruda mediante filtros, tanques de agua, bombas y otros dispositivos, utilizada principalmente para mejorar la calidad del agua. NEWater la ha seleccionado como la tecnología clave para el tratamiento de la calidad del agua de calderas. Mediante la tecnología de ósmosis inversa, se construye un conjunto de sistemas de tratamiento de ósmosis inversa para la calidad del agua de calderas mediante la concentración de múltiples dispositivos para eliminar las impurezas del agua. Tras una serie de tratamientos, se obtiene el agua para los usuarios, logrando así el objetivo de mejorar la tasa de utilización de los recursos hídricos.

Principio de funcionamiento del sistema de ósmosis inversa: Se utilizan coagulantes y filtros multicapa para eliminar las impurezas del agua de la caldera, se añade un inhibidor de incrustaciones para controlar el estado del agua y evitar su formación, y el carbono presente en el agua de la caldera se purifica y filtra mediante un filtro de seguridad y un mecanismo de limpieza química por ósmosis inversa. Mediante la acción de un dispositivo de lecho mixto y un dispositivo de regeneración, se filtra la sal del agua para obtener agua limpia.

El sistema consta de un filtro multimedia, un dispositivo de adición de coagulante, un mecanismo de control de adición de inhibidor de incrustaciones, un filtro de seguridad, un dispositivo de ósmosis inversa, un mecanismo de limpieza química por ósmosis inversa, un dispositivo de eliminación de dióxido de carbono, un dispositivo de lecho mixto y un dispositivo de regeneración.

Proceso específico: Tanque de agua cruda → Agua cruda → Bomba de agua cruda → Floculante → Filtro multicapa → Antiincrustante → Filtro de seguridad → Bomba de alta presión → Limpieza → Descarbonización → Tanque de agua intermedio → Bomba de agua intermedia → Lecho mixto → Dispositivo de regeneración y tanque de desalinización → Bomba de desalinización → Agua de consumo. En este proceso, se utiliza un soplador Roots para eliminar las impurezas del tanque de aire y se construye un dispositivo de regeneración, que se utilizará como auxiliar del lecho mixto y el filtro multicapa para completar el tratamiento de la calidad del agua de la caldera.

El proyecto de tratamiento de agua de calderas en la central térmica consiste en eliminar impurezas e incrustaciones en el agua de calderas de la central para obtener agua de calidad estándar. Los altos requisitos de calidad del agua en este proyecto no se pueden cumplir con los métodos tradicionales de tratamiento. NEWater utiliza un sistema de ósmosis inversa para purificar el agua mediante una serie de tratamientos, como la filtración de lodos, para que todos los indicadores de calidad del agua cumplan con los estándares.

Experimento práctico de NEWater: prueba del dispositivo de pretratamiento del sistema. Tras las pruebas y la observación, la capacidad de filtración del dispositivo cumple con los requisitos de tratamiento. Para el retrolavado de gas, presenta un alto rendimiento de filtración. Bajo el control del sistema de ósmosis inversa, la tasa de desalinización del agua de caldera supera el 97,51 TP3T, lo que cumple con los requisitos de tratamiento de agua de caldera.

El sistema de tratamiento de agua para calderas diseñado por NEWater ofrece un menor costo. En el tratamiento de la calidad del agua de todo el proyecto, el consumo energético del sistema y la depreciación de los equipos son elevados, lo que reduce el uso de productos químicos. Sin embargo, los equipos tradicionales de tratamiento de agua para calderas tienen un alto consumo diario y el tratamiento de aguas residuales supera con frecuencia la norma, lo que perjudica la protección del medio ambiente. Por lo tanto, tanto en términos de costo como de protección ambiental, el sistema de ósmosis inversa diseñado por NEWater ofrece mayores ventajas y cumple con los requisitos de tratamiento de agua para calderas de servicios públicos.

Si tiene alguna pregunta sobre el tratamiento de agua para calderas, póngase en contacto con NEWater. Le proporcionaremos soluciones detalladas para sistemas de tratamiento de agua por ósmosis inversa y nos dedicamos a crear agua de reposición de calderas de alta calidad, con ahorro de energía y reducción de emisiones para lograr un desarrollo sostenible.