ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Современные комплексы оборудования для получения обессоленной и деионизованной воды»

Рекомендуемая область пременения

Комплексы оборудования на основе установок обратного осмоса и электродеионизации предлагается использовать для получения обессоленной и деионизованной воды в химической, металлургической, электронной промышленности, энергетике (подпитка котлов высокого давления), медицине и пищевом производстве.

Назначение, цели и задачи проекта

Целью проекта является создание и производство современных комплексов на базе мембранных технологий с целью наиболее экономичного и экологически безопасного процесса обессоливания и деионизации воды. Производительность комплексов от 0,1 до 100 м³/ч.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Для получения обессоленной и деионизованной воды на протяжении многих десятилетий применяются методы ионного обмена и дистилляции. Это надежные и хорошо изученные способы имеют, однако, ряд существенных недостатков:

- ионообменные фильтры большой производительности трудно автоматизировать;

- значительные (до нескольких тонн) суточные расходы кислот и щелочей на регенерацию ионообменной смолы;

- образование большого количества стоков с высоким солесодержанием, требующих специальной утилизации;

-  необходимость многоступенчатой ионообменной очистки для получения деминерализованной воды;

- методы термической обработки воды сопряжены с колоссальными затратами на электроэнергию;

-  применяемое оборудование громоздко, зачастую требует строительства специальных зданий для его размещения.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Мембранный процесс разделения жидкостей осуществляется следующим образом: исходный раствор под давлением подается на полупроницаемую мембрану. Мембрана разделяет поток на две части: очищенный раствор (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. 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.

Обратный осмос - самый тонкий уровень, доступный системам мембранной фильтрации. 06-ратноосмотическая мембрана действует как барьер для всех растворенных солей и неорганических молекул, а также органических молекул с молекулярной массой более 100. Задерживающая способность (селективность) растворенных неорганических веществ у современных обратноосмотических мембран от 95 до 99,8 %. Типичное рабочее давление от 15 бар для солоноваой воды и до 69 бар для морской воды.

Электродеионизация объединяет две технологии обессоливания воды - электродиализ и ионный обмен. Упрощенно электодеионизационный модуль можно представить как электродиализный аппарат, межмембранные зазоры которого заполнены смесью ионитов (катионит и анионит). В процессе работы происходит поглощение смолами ионов, содержащихся в воде, а также под действием приложенного напряжения сразу же и регенерация смол. Иониты в этом случае служат не «емкостью» поглощающей ионы, а как бы скоростным «тоннелем», обеспечивающим их транспортировку в камеру концентрата.

Вода, поступающая на вход установок электродеионизации должна отвечать следующим требованиям:

• удельная электрическая проводимость 10...40 мкСм/см;

• общая жесткость, не более 0,02 ммоль/л;

• концентрация СО₂, не более 5 мг/л;

• концентрация соединений кремния, не более 0,5 мг/л;

• наличие в воде сильных окислителей, нефти, масел, ПАВ недопустимо.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Ожидаемый годовой эффект от внедрения данного проекта составит:

на ТЭЦ с объемом потребления воды на подпитку котлов высокого давления 100 м3/час – 27,5 млн. рублей.

Объем запрашиваемых инвестиций из бюджета – 14.5 млн. рублей.  

Средства запрашиваются на создание экспериментального легкомонтируемого и адаптируемого к условиям заказчика комплекса производительностью 2-5 м3/час, проведение опытной эксплуатации с отработкой технологических режимов, подготовку технико-экономических обоснований предлагаемой реконструкции цехов химводоочистки энергообъектов ТЭЦ и промышленных предприятий, подготовку промышленной базы к производству и испытаниям комплексов большой производительности.

Схема реализации данной разработки.

Внедрение комплексов очистки воды, использующих обратный осмос и электродеионизацию, будет осуществляться путем прямых продаж компании ЗАО «ГИДРОГАЗ».

Первоначальная стоимость комплекса обессоливания воды производительностью 100 м3/час в зависимости от стоимости оборудования предварительной очистки воды составит сумму от 40 до 50 млн. рублей.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

В таблице приведены основные технические характеристики установок обратного осмоса производства ЗАО «Гидрогаз»:

Электродеионизационная установка представляет собой набор модулей, соединенных параллельно. На каркасе расположены также насос, система управления, блок питания, трубопроводы, контрольно-измерительная аппаратура и регулирующая арматура.

В стандартную комплектацию установок обратного осмоса входят: мембранный модуль, насосная станция высокого давления, блок промывки мембран, трубопроводы и запорно-регулирующая арматура, датчики, контрольные приборы, а также система управления. В процессе работы постоянно контролируются и анализируются следующие параметры: давление на входе в насос высокого давления, давление на входе и выходе из мембранных элементов, расход фильтрата, концентрата и перепуска концентрата, а также проводимость обессоленной воды. Система управления осуществляет работу установки с накопительной емкостью для сбора фильтрата: при наполнении емкости происходит автоматическое отключение, а при снижении уровня ниже заданного, автоматический запуск. В качестве дополнительных опций установки получения обессоленной и деионизованной воды могут быть оснащены блоком контроля рН воды, модулями дозирования ингибитора осадкообразования, специализированными системами управления, интегрированными с АСУ ТП верхнего уровня и др. Установки обратного осмоса и электродеионизации имеют ряд существенных особенностей:

- полная автоматизация процесса получения обессоленной воды;

- непрерывная работа без остановок на регенерацию;

- низкие эксплуатационные расходы;

- низкое энергопотребление;

- отсутствие реагентного хозяйства;

- высокая стабильность характеристик деионизованной и обессоленной воды;

- простота обслуживания;

- высокая надежность и безопасность;

- эргономичность и компактность.

Новые потребительские свойства продукции

Установки обратного осмоса компактны, автоматизированы, эргономичные и экологичные.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Для производства установок обратного осмоса и электродеионизации используются комплектующие импортного и отечественного производства.

Стадия и уровень разработки

Предлагаемые инвестиции

20 млн. руб.

Рынки сбыта

Рынок оборудования водоподготовки в России и ближнем зарубежье.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемый комплекс обессоливания воды на базе обратноосмотической технологии и электродеинизации является аналогом продукции зарубежных производителей (Дженерал Электрик , США), но создан на базе собственных разработок АСУ ТП, использует отечественные насосы и арматуру, расходные материалы и реагенты, имеет меньшую цену и меньшие эксплуатационные расходы.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

36

Дата поступления материала

09.09.2007