反渗透水处理技术在锅炉中的应用探析

摘 要：在我国当前的中小型工业锅炉使用中，水质净化处理问题是其技术的重点研究内容。而在这一过程中反渗透水处理技术的应用与推广，极大地提高了锅炉水质净化质量。本文即针对这一技术的原理与优势，开展了应用研究。

关键词：反渗透水处理技术；锅炉；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.048

随着我国化工、能源等产业的不断发展，工业生产中对于锅炉应用技术的要求也在不断提升中。特别是在这类产业锅炉运行中，如何在生产中降低水质硬度，做好钙、镁等金属离子的分离工作，满足锅炉系统运行中的水质质量要求，就成为了锅炉技术研究的重要组成部分。这一研究中，锅炉反渗透水技术研究与应用发挥了重要作用。反渗透水处理技术研究的开展，一方面为锅炉运行中，用水质量的提升以及节水目标的实现打下了有力基础；另一方面也为化工、能源生产质量的提升提供了技术理论支持。

1 传统水处理技术存在的主要问题

在传统的工业锅炉运行中，分离水中矿物质离子的常用技术为钠离子交换技术。在技术研究中研究者发现，这一传统的技术措施在使用中具有以下的三点问题。

1.1 部分矿物离子无法有效分离

在钠离子交换技术应用中，其对于钙、镁等矿物离子有着一定的去除效果，进而起到了降低水质硬度的作用。但是这一技术在水处理中对于部分杂质无法有效分离。如对水质中的盐碱物质，钠离子交换技术就难以起到有效的分离。这主要是因为钠离子交换中使用的强酸阳树脂，无法有效水中的阴离子与氯离子成分造成的。

1.2 对锅炉炉体腐蚀性与污染性大

在钠离子交换过程中，由于水质中的无法有效去除水中的碱性物质，进而容易造成锅炉水中的碱度不断增加。这种碱度的增加会造成以下的三个问题。一是易造成锅炉内部结垢，进而影响锅炉加热质量；二是碱度较高的锅炉水质容易造成锅炉内部构件腐蚀，影响锅炉寿命；三是为了确保锅炉水质量，生产企业需要定期排放部分（一般为15-20%）污水，进而造成了锅炉污染性的提升。

1.3 造成浪费与成本提高问题

在采用钠离子交换技术进行水质处理的过程中，由于技术人员需要应对内部结垢、部件腐蚀等问题，进而需要增加锅炉维护工作量，继而造成了生产维护成本的提升。同時为了应对排污等问题，生产企业还需要对排污系统进行改造；增加锅炉注水量等处理。这些工作的开展，都会提升锅炉使用中的生产成本。

正因为钠离子交换技术在使用中具有以上的问题，因此在锅炉水处理中已经逐步被生产企业淘汰。而取而代之的正式此次研究的反渗透水处理技术。

2 反渗透水技术在锅炉水处理中的技术原理分析

在锅炉反渗透技术应用研究中，研究者首先需要对其主要工作原理进行研究。在实际应用中反渗透技术的核心在于反渗透装置的应用。下面我们就对装置的原理进行研究。

2.1 反渗透装置中半透膜应用

在反渗透装置工作中，其核心的技术材料是水过滤半透膜材料的应用。这种材料在应用中具有在外力作用下优秀的机械性、耐腐蚀性以及化学稳定性。而其工作的原理在于其可以对水溶液中的各种离子物质（包括了金属离子、碱性物质、阴离子等），进行选择性通过，进而阻止离子通过的性能，进而实现了锅炉用水净化与浓缩分离的技术要求。在实际的技术应用中，半透膜材料的水净化率可以达到95-98%的效果，进而使其可以实现锅炉使用中的水质净化要求。

2.2 反渗透装置的使用原理

在反渗透装置的应用中，其技术原理在于通过半透膜将纯水与盐碱水进行分割。在初始状态下由于没有压力，纯水与盐碱水处于平衡状态。在这种状态下，纯水在渗透理象影响下进入盐碱水一侧。而当半透膜盐碱水一侧受到一定压力的状态下，盐碱水一侧的水就会1（b）所示 ，若在膜的盐水侧施加压的情况下，水流就会发生逆转流向。在这一过程中，盐碱水一侧经过半透膜回流至纯水侧，完成水的反渗透过滤过程。在这一过程中，锅炉中的硬质水即完成了过滤过程，形成了锅炉需要使用的纯水。

2.3 反渗透装置的技术优势

在锅炉水处理中，反渗透过滤技术的应用与传统钠离子交换技术相比较，具有以下的的数据优势。一是反渗透技术95——98%的净化效果远远高于钠离子交换技术，且这一技术可以对水质中的各种离子进行有效净化，净化效果远远高于钠离子交换技术。二是由于反渗透技术净化效果较好，进而减少了水垢、水腐蚀等问题的产生，提高了锅炉运行效率，降低了其维护成本。三是水质净化效果的提升，可以将锅炉的排污率降至1%以下，进而减少了生产中的污染性。

3 反渗透技术装置的实践应用领域

在反渗透技术装置的实际应用中，其重点的应用领域包括了以下几点。（1）工业再生水应用领域。在当前的工业生产中，将再生水资源应用于锅炉使用，是当前大型工业生产节水的重要措施。而再生水中的矿物质离子远远高于自然水，进而其水质需要进行做好处理工作。而反渗透技术的应用，可以很好的完成再生水过滤工作，进而提高了再生水利用率。（2）化工与能源产业中的锅炉水处理。在化工与能源生产中，其产品中的化学物质极易影响锅炉用水，进而造成其水质恶化。因此当前反渗透水技术，在这两个行业生产中具有广泛的应用。（3）水质较差的自然水锅炉应用中。在我国的工业生产中，部分河流（如黄河、黑龙江等）与深井水中的水质一般较硬，因此不适用于锅炉生产直接使用。而通过反渗透技术，这一问题得到很好地解决。

随然反渗透技术在锅炉水质过滤处理中具有很好地处理效果，但是其在实际应用中等成本高于钠离子交换技术。因此使用中，设计者应根据锅炉使用的实践情况，充分考虑设计支出因素，进行设备改造。同时在大型锅炉应用中，为锅炉安装单独的过滤水设备，其过滤效果与效率也高于反渗透装置，因此也不适用这一技术。

参考文献：

[1]张建华，袁长军.反渗透水处理在小型蒸汽锅炉系统中的应用[J].工业锅炉，2015（03）.

[2]张盼，付正辉，汤烨，高文敏，李薇.反渗透技术在内陆核电站中的能量回收[J].工业安全与环保，2013（09）.

作者简介：李鹏飞（1986-），男，湖南人，研究方向：热工工程（涉及饱和蒸汽余热发电、反渗透制水、低压燃气锅炉）。