DEGAZACIJA VODE UPOTREBOM NOVEL MEMBRANSKE

TEHNOLOGIJE

• ispravan tretman vode za napajanje kotlova je važan deo u radu i održavanjutermoenergetskog postrojenja

• Osim rastvorenih čvrstih materija, rastvoreni gasovi, kao što su kiseonik i ugljendioksid, reagiju sa metalima u sistemu što dovodi do korozije opreme (‘’pitting’’ korozija i ravnomerna korozija). Rastvorene čvrste materijei gasove bi trebalokontrolisati ili ukloniti radi zaštite kotlova.

• Čvrste materijese mogu ukloniti putem reversne osmoze i jono-izmenjivačkihsistemia

• Za odstranjivanje rastvorenih gasova se prilično dugo koristi deaeracija parom ihemijski agensi (hidrazin, natrijum bisulfit, isparljivi amini..).

• Za odstranjivanje rastvorenih gasova iz vode za napajanje kotlova sve se višekoriste membranski kontaktori. Široka upotreba u poluprovodničkim, energetskim, farmaceutskim i drugim industrijama

Membranski kontaktorisnižavaju upotrebu hemikalija i frekvenciju odmuljenjanja bojlera

• Membranski kontaktori su posude (kućista) u kojima je postavljena centralna distributivna cev oko koje je obmotana matrična tkanina koja čini membranu od hidrofobnih poroznih vlakana velike specifične površine. Stvaranjem i vakuma i uklanjanjem kiseonika na gasnoj strani modula (kombo izvedba) stvara se pokretačka sila za transfer mase O2 iz vode kroz membrane u gasnu fazu. Podešavanjem uslova na gasnoj strani utiče se na sadržaj kiseonika u vodi.

Hemijski tretman i degazacija parom

• Hemijski tretman se naširoko koristi u kontroli rastvorenog kiseonika u kotlu. Radni troškovi u programu hemijskog tretmana sastoje se od troškova hemikalijai troškova odmuljenja kotla. Kako se voda prevodi u paru, raste koncentracija neisparljiva jedinjenja u kotlovskoj vodi. Voda iz kotla se periodično moraispuštati da bi se ta jedinjenja odstranila. Svaka hemikalija koja je dodata vodipovećava frekvenciju odmuljenja kotlova, što se odražava na operativnetroškove.

• Troškovi odmuljenja kotla se mogu razložiti na dva troška – trošak vode itoplote/energije. Prvo, voda i para koje se ispuštaju iz kotla tokom pražnjenjakotla odbacuju se, tako da se kotao mora ponovo napuniti tom količinom svežepripremljene vode. Drugo, voda ispuštena iz kotla je vrela i zamenjuje se hladnom vodom koja se mora ponovo zagrejati da bi se dobila para.

• Mnogi kotlovi koriste parne deaeratore u degazaciji napojne vode. Ti uređajikoriste paru koja nastaje u bojleru za odstranjivanje rastvorenog kiseonika. Para predgrejava napojnu vodu i stripuje rastvoreni gas. Jedan deo te pare mora se ispuštati da bi se odstranili gasovi iz sistema.

Troškovi membranskog kontaktora

• Odstranjivanjem rastvorenog kiseonika iz vode, membranski kontaktori umanjujukoličinu hemikalija ili je potpuno eliminišu i smanjuju frekvenciju odmuljenja kotla.

• Radni troškovi membranskog sistema obuhvataju električnu energiju i zaptivnuvodu za vakuum pumpu.

• Tipični membranski sistem projektovan za degazaciju vode može da se isplati zanekoliko godina.

• Ova tehnologija je još uvek nova za mnoge inženjere projektante i krajnje korisnike. Tokom poslednjih godina, ovi membranski uređaji visokih kapaciteta su dokazali svoj integritet, i prihvatanje na tržištu im rapidno raste. Njihova upotreba u sistemima voda postala je atraktivna po mnogim jedinstvenim karakteristikama:

1. Modularni dizajn, kao što je kod filtracije, reversne osmoze, i jonske izmene, omogućava celom sistemu vode da bude dizajniran fleksibilno.

2. Membranski uređaj sa kućištem omogućava dizajniranje ekonomičnog “zatvorenog” sistema za degazaciju.

• Neka od ovih postrojenja koriste membrane u procesu deoksigenacije vode za kapacitete preko 200 m3 /h.

Princip rada membranskih kontaktora

• Membranski kontaktori se oslanjaju na iste osnovne gasne zakone koji vladaju u radu konvencionalnih degazacionih kolona. Membranski kontaktori, za razliku od dispergovanja tečne faze u gasnoj fazi, jednostavno gasnu i tečnu fazu dovode u međusobni kontakt preko hidrofobnih pora.

• Ovi uređaji rade na principu primene:

- Daltonovog zakona, po kome je pritisak gasne smeše jednak zbiru parcijalnih pritisaka pojedinih gasova u smeši: P = P1 + P2 + P3 + .... i

- Henrijevog zakona, po kome je rastvorljivost nekog gasa u vodi upravno srazmerna parcijalnom pritisku tog gasa u atmosferi.

• Membranski kontaktor za prenos gasa iz tečnosti u atmosferu koristi pokretačku silu koja nastaje promenom parcijalnog pritiska u gasnoj fazi. Smanjenjem parcijalnog pritiska O2 tako što će se on ukloniti iz gasne faze i stvaranjem vakuma iznad površine tečnosti izaziva se kretanje gasovitog O2 , iz vode u atmosferu.

KRATAK OPIS POSTROJENJA U TOPLANI ‘’MILJAKOVAC’’

• ugradnjom sistema za odstranjivanje O2, pomoću membranskih kontaktora i održavanje azotnog jastuka u ekspanzionim posudama sprečava se u letnjem periodu korozija toplovodne mreže izazvana štetnim dejstvom rastvorenog O2 u vodi.

• Uređaj sa kontaktnim membranama izdvaja kiseonik iz omekšane vode pri sledećim uslovima:

- protok vode od 5 m3/h,

- sadržaj O2 u omekšanoj vodi na ulazu do 12 ppm,

- temperatura vode na ulazu do 15°C.

- zahtevani parametar na izlazu iz uređaja za degazaciju vode (membranskog modula) је sadržaj O2 u vodi od 15ppb.

Uređaj za degazaciju vode se sastoji od:

- Trostepenog modula vertikalnog položaja u tzv. kombo režimu rada(vakum

pumpa+azot) sa membranama protoka od 5 m3/h;

- Turbidex filtera kapaciteta od 5 m3/h za fino filtriranje vode (3-5 mikrona finoća

filtracije);

- Filtera sa aktivnim ugljem kapaciteta od 5 m3/h;

- UV sterilizatora za obezbeđenje mikrobiološke ispravnosti vode;

- Kompresora za proizvodnju komprimovanog vazduha kao sirovine za proizvodnju

azota;

- Uređaja za sušenje komprimovanog vazduha (absorbcionog tipa za tačku rose -

40°C sa filterima za odstranjivanje ulja u količini <0,01 mg/m3 i sadržajem čestica

<0,1 µm) u kapacitetu, prema zahtevu proizvođača membranskog uređaja;

- Uređaja za proizvodnju azota čistoće 99,99% i kapaciteta – prema zahtevu

proizvođača membranskog uređaja, uvećan za 50% za potrebe expanzionih

posuda, sa rezervoarom od 320 l (buffer tank);

Vakum pumpe;

• Regulatora pritiska za vodu – (ulazni pritisak vode je max 8 bar);

• Elektroormana za napajanje i upravljanje kompletnog membranskog uređaja i

pripadajuče opreme;

• Ostala oprema potrebna da se dobije degazirana voda koja će imati maksimalni

sadržaj kiseonika do 15 pbb;

• Oprema za merenje i regulaciju, omogućuje automatski rad uređaja, signalizaciju

eventualnih smetnji u radu, alarmiranje u slučaju pada parametara ispod

garantovanih vrednosti ili opasnosti. U opremi postoje instrumenti za merenje

sadražaja kiseonika u vodi, takođe se meri i čistoća proizvedenog azota.

Izgled postrojenja

Fina ‘’cartidge’’ filtracija vode

Kompresor vazduha

Sušnica vazduha

Generator azota

Turbidex filter i filter aktivnog uglja

UV sterilizator

CIP

Merna oprema

Vakuummetar

Vakuum pumpa

Membranski moduli

Montaža opreme

Umesto zaključka

• Postrojenje za odstranjivanje O2 pomoću membranskih kontaktora i održavanje azotnog jastuka u ekspanzionim posudama pušteno je u rad krajem grejne sezone 2011/2012 godina. U radu je tri meseca. Postrojenje funkcioniše na zadovoljavajući način bez ikakvih pogonskih problema. Vrednosti sadržaja rastvorenog kiseonika u vodi na izlazu iz postrojenja (12 ppb) su niže od projektom definisane (15ppb).

• Projektovanje, nabavku opreme, montažu, puštanje u rad i uhodavanje opreme u potpunosti je uradio konzorcijum domaćih firmi: AGS Trade, Beograd; biro NEPTUN Inženjering doo Novi Sad; Waterscan Torda i GM Water, Odžaci.