ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Разработка оборудования водоподготовки для объектов теплоснабжения на основе технологии обратного осмоса

Рекомендуемая область пременения

Установки обратноосмотического обессоливания используются для получения обессоленной воды в системах подпитки котлов и теплосетей объектов теплоэнергетики России.

Назначение, цели и задачи проекта

Получение воды высокого качества, при минимальных расходах электроэнергии, без применения агрессивных химических реагентов, обеспечение  бесперебойного снабжения обессоленной водой потребителя.

Использование компактных установок, полностью автоматизированных,  работающих в непрерывном режиме, простых в эксплуатации и обслуживании.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Традиционно для получения обессоленной воды в теплоэнергетике применяются две технологии: ионный обмен и дистилляция. Применение ионного обмена сопряжено с расходованием большого количества химических реагентов (сильных кислот, щелочей, поваренной соли) и образованием значительного количества стоков, подлежащих утилизации. Ионообменные фильтры высокой производительности (более 50 м³/ч) – это материалоемкое оборудование, трудно поддающееся автоматизации, занимающее значительные производственные площади. Для получения обессоленной воды высокого качества требуется многоступенчатая очистка на ионитах.

Дистилляторы позволяют получать воду высокого качества, но чрезвычайно неэкономичны за счет большого энергопотребления. Кроме того, данное оборудование часто выходит из строя и требует регулярного сервисного обслуживания. Для обеспечения бесперебойного снабжения обессоленной водой потребителя необходимо резервировать оборудование.

Установки обратного осмоса лишены всех вышеперечисленных проблем, позволяют получать обессоленную воду высокого качества при минимальных расходах электроэнергии, без применения агрессивных химических реагентов. Установки компактны, полностью автоматизированы, работают в непрерывном режиме, просты в эксплуатации и обслуживании.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Принцип действия метода обратного осмоса для очистки воды заключается в том, что под давлением, превышающем осмотическое, происходит движение растворителя (воды) через полупроницаемые (обратноосмотические) мембраны со стороны более концентрированного раствора (исходной воды) в сторону более разбавленного раствора (пермеата). Очищенная вода, прошедшая через мембрану, подается потребителю, а оставшийся, более насыщенный солями и механическими частицами раствор (концентрат) сбрасывается в канализацию. Для того чтобы поры мембраны не забивались, входной поток направляется вдоль мембранной поверхности вымывая загрязнения. Мембрана действует как барьер для всех растворенных солей (селективность мембраны по naCl превышает 99%) и неорганических молекул, а также органических молекул с молекулярной массой более 100. Молекулы воды свободно проходят через мембрану, создавая поток очищенной воды (пермеата).

На установку обратного осмоса разрешается подавать воду, отвечающую следующим основным требованиям:

• взвешенные вещества не более 1 мг/л;

• общее солесодержание не более 30 г/л;

• величина рН 2 … 11;

• содержание железа не более 0,1 мг/л;

• рабочая температура не выше +45 °С

• свободный хлор и другие сильные окислители (озон, перманганат калия и пр.) не более 0,1 мг/л;

• наличие в воде нефтепродуктов, масел, ПАВ недопустимо.

Исходная вода, пройдя предварительную очистку, фильтруется на патронных фильтрах с рейтингом 5 мкм, затем насосом высокого давления направляется на обратноосмотические мембранные элементы, где происходит обессоливание воды. Пермеат после коррекции рН и дегазации направляется потребителю на подпитку котлов, а концентрат непрерывно отводится с установки и может сбрасываться в канализацию без дополнительной очистки или применяться для различных технологических целей (например, промывка загрузки насыпных фильтров, подпитка теплосети и т.п.).

Мембранный процесс разделения жидкостей осуществляется следующим образом (рис. 1): исходный раствор под давлением подается на полупроницаемую мембрану. Мембрана разделяет поток на две части: очищенный раствор (фильтрат или пермеат), прошедший через мембрану и поток, не прошедший через мембрану (концентрат). В концентрате остаются удержанные мембраной загрязнения. Поскольку вдоль мембранной поверхности поток воды движется непрерывно, то удержанные частицы загрязнений не накапливаются на мембране, а вымываются концентратом.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Внедрение технологии обратноосмотического обессоливания воды позволяет существенно сократить использование химическими агрессивных реагентов (кислот, щелочей), сократить затраты на...

При номинальной производительности установки водоподготовки 100 м³/ч, внедрение установки обратного осмоса позволяет снизить

•затраты на реагенты на 2 891 тыс.р/год,

•расходы на оплату стоков на 164 тыс. р/год,

•себестоимость обессоленной воды на 4,5 р. за 1 м³.
Экономическая эффективность от внедрения установки обессоливания ОУ1
производительностью 1 м³/ч в локомотивном депо Воронеж-Курский составила
1128,4 тыс.р/год при стоимости капитальных затрат не более 500 тыс.р.
Опыт показывает, что средний срок окупаемости затрат на внедрение новой
обратноосмотической технологии в рамках модернизации существующей
водоподготовки крупных промышленных предприятий не превышает 3 года.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Технические характеристики установки обратного осмоса ОУ50:

- производительность по обессоленной воде                                                                 50 м³/ч;

- потребляемая мощность, не более                                                                                 40 кВт/ч;

- занимаемая площадь                                                                                                          20 м²;

- масса                                                                                                                                      5,6 т;

- эксплуатационные расходы на получение 1 м³ обессоленной воды                        ~ 3,0 р.

Применение установок обратного осмоса позволяет получать обессоленную воду без применения химических реагентов (кислот, щелочей, поваренной соли). Количество стоков с установки не превышает 30% от количества исходной воды, они не содержат вредных веществ и могут быть сброшены в канализацию без дополнительной очистки.

Установки обратного осмоса полностью автоматизированы и работают в непрерывном режиме без постоянного надзора оператора. С периодичностью 3 – 4 раза в год установки необходимо останавливать для проведения промывок мембранных элементов специальными моющими растворами. Моющие растворы нетоксичны и после использования их можно сбрасывать в канализацию. Продолжительность регламентных работ не превышает 5 часов.

Новые потребительские свойства продукции

Установки обратного осмоса отличаются высокой степенью автоматизации, низкими эксплуатационными расходами, простотой в обслуживании, эргономичностью и компактностью, высокой надежностью и безопасностью, отсутствием реагентного хозяйства, экологичностью.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Исходная вода, которая поступает на вход установки, очищается с помощью доступных и широко используемых традиционных технологий и должна соответствовать следующим показателям:
взвешенные вещества не более 1 мг/л;
рН отЗдо 10;
температура от 5 до 40°С;
нефтепродукты не более 0,1 мг/л
сильные окислители не более 0,1 мг/л;
SDI не более 5;
железо не более 0,1 мг/л.

Стадия и уровень разработки

ЗАО «Гидрогаз» располагает технической возможностью освоения проекта на существующих производственных мощностях.

Предлагаемые инвестиции

Рынки сбыта

Рынок оборудования водоподготовки в России и ближнем зарубежье.

Возможность и эффективность импортозамещения

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

60

Дата поступления материала

18.05.2007