概述

只要电力行业一直在使用蒸汽，超纯锅炉给水一直是该过程的关键部分。水的纯度直接影响锅炉效率、可靠性和使用寿命。它也与涡轮机和其他下游组件的相同特性相关。传统上，生产这种重要成分是一个复杂的多阶段过程，包括过滤、水调节、悬浮固体和有机物的大量减少、脱气和最终抛光以去除离子污染物。

最后一步是最难的

虽然这些步骤中的每一步都有其挑战，但最后一步抛光可能是成本的最大来源。锅炉和涡轮机的水质要求非常严格，在最终处理的水中实现低电导率、二氧化硅、钠和总有机碳 (TOC) 至关重要。

离子水平的纯化是将“超”置于超纯水中的原因。实现这种状态的传统方法涉及具有高环境和安全成本的化学强度高的过程。好消息是，近年来净化技术不断发展，可以提供以更低的运营成本获得更好水质的解决方案。

目前可用的技术

离子交换及其成本

在过去的 70 年里，发电厂的运营一直依靠化学再生的离子交换工艺来生产超纯锅炉给水。该过程使用离子吸引树脂去除污染物，今天仍在许多操作中使用。它的成本和安全挑战源于再生过程，当树脂被污染物加载并失去其有效性时，再生过程必须定期进行。再生这些树脂会消耗苛性碱和酸——需要特殊储存和处理的危险物质。管理来自该过程的废物流会带来额外的成本。

运营商可以通过使用服务去离子 (SDI) 承包商进行场外再生来应对这些挑战，但代价是增加了供应链的额外环节以及可能无法容忍的风险因素。

RO 预处理：升级

近几十年来，通过引入反渗透 (RO) 作为离子交换的预处理，该过程的劳动力和化学强度已部分减轻。作为对一般更严格的纯度规格的回应，特别是对去除有机物和无机物的更高要求，反渗透预处理提供更高的整体纯度，同时减少对再生化学品的需求及其相关成本——反渗透预处理+离子的主要变化交流电力行业的主导技术。

然而，使用这种替代方案时，一些成本和运营挑战仍然存在。虽然 RO 预处理在离子交换之前去除了许多污染物，但它并不能全部去除，而且离子交换的需求及其化学成本仍然存在。此外，它仍然是一个批处理过程，其中残留污染物逐渐上升到接近规格限制的突破点，从而触发再生循环。该过程的不一致性质要求操作员监测水质，不断观察是否有突破。此外，水质并不一致。

CEDI：新兴领导者

近年来，一项新技术，即连续电去离子化 (CEDI) 提供了一种替代方案，可将超纯锅炉给水生产的质量和成本效益提升到一个新的水平。 CEDI 于 1987 年由美国环保公司商业化，现在是江苏华建环境公司研发的 净化离子技术®，CEDI 已证明自己是在包括发电在内的多个行业中消除化学品和降低成本的有效方法。

无化学品工艺

CEDI 用不使用有害物质的电化学过程取代了基于化学的离子交换。取而代之的是，它使用自再生离子交换树脂，将其固定在带电室的膜内，以净化水。在这个过程中，施加到给水流的直流电驱动带正电和带负电的离子通过负离子和正离子交换膜，在那里它们被捕获并被引导到废物流。剩下的是纯度可以达到 18 兆欧厘米电阻的产品水 - 完全在当今超纯锅炉给水的公差范围内。

这个过程消除了对传统离子交换树脂床和化学再生的需要。其废物流无需运往异地进行加工，而是可以在内部进行管理，在某些情况下，还可以进行处理以供再利用。

持续、一致的纯度

除了不含化学物质外，CEDI 是一个连续过程，其中离子交换树脂在复杂的电源管理技术的控制下不断自我再生。纯度保持一致的高水平，无需监控突破过程。

作为面向商业市场的 CEDI 的开创者，江苏华建环境公司研发的 净化离子技术® 产品已将 CEDI 技术设计成广泛的紧凑型模块，用于研究、电子、工业、制药和发电。与传统离子交换相比，所有这些系统都以更小的占地面积提供更高的通量，因此升级到这种先进技术变得相对简单。而且这项技术仍在开辟新天地。当前设计提供的流量是上一代 CEDI 的 20 倍，而占地面积仅是其三倍。对于电力行业，CEDI 模块提供 15 至 100 gpm 的高流速。

结论

随着能源市场过渡到法规和效率要求的新时代，提高锅炉性能的压力只会越来越大。与此同时，可以肯定的是，对环境合规和工作场所安全的要求将不可避免地增加。在这种环境下，CEDI 提供了新一代技术，可提供所有领域中最好的：安全性、合规性和效率。