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關(guān)鍵詞：墻體保溫技術(shù)；特點(diǎn)；發(fā)展趨勢(shì)

Abstract：Building energy efficiency is to continue to make breakthroughs and development based on skills materials, external wall insulation technology development and innovation of energy-saving materials are inextricably linked. Therefore, to promote the external wall insulation technology. To strengthen the development and utilization of new energy-saving materials, in order to truly achieve building energy efficiency. This paper analyzes the insulation technology status, advantages and disadvantages, and on this basis, look to the future trend of development of new energy-saving materials.

Keywords: wall insulation; characteristics; development trends

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

當(dāng)今世界，“低碳生活”、“可持續(xù)發(fā)展”等環(huán)保理念滲透了我們生活的方方面面，建筑節(jié)能作為國(guó)家環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容，已經(jīng)成為了實(shí)現(xiàn)“二十一世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”的重要措施之一。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)建筑節(jié)能工作也取得了巨大的成果。由屋面、墻體、地面和門窗構(gòu)成的護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑能耗損失的最主要部分，其中外墻體面積較大（約為總面積45%），其傳熱造成的能耗占到25％，因此，研究墻體保溫技術(shù)對(duì)建筑節(jié)能起著至關(guān)重要的作用。

墻體保溫技術(shù)現(xiàn)狀和特點(diǎn)

能保溫墻體施工技術(shù)主要分為外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫兩大類，各自有其優(yōu)缺點(diǎn)，具體介紹如下：

1.1外墻內(nèi)保溫施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

外墻內(nèi)保溫施工是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。內(nèi)保溫具有施工進(jìn)度快、造價(jià)相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)保溫技術(shù)起步時(shí)間比較早，因此相對(duì)比較成熟。通常是外墻內(nèi)表面使用預(yù)制保溫材料粘貼、拼接、抹面或直接做砂漿，以達(dá)到保溫目的。外墻內(nèi)保溫就是外墻的內(nèi)側(cè)使用苯板、保溫砂漿等保溫材料，從而使建筑達(dá)到保溫節(jié)能作用的施工方法。增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法等都屬于內(nèi)保溫技術(shù)。然而，外墻內(nèi)保溫技術(shù)結(jié)構(gòu)熱橋的存在使局部溫差過大導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié)露，容易引起開裂，還會(huì)影響施工速度，影響居民的二次裝修，且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。

1.2外墻外保溫施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

外保溫是一種更為先進(jìn)的建筑保溫節(jié)能技術(shù)。與內(nèi)保溫相比，其具有明顯的優(yōu)越性，使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)適用范圍廣泛，新樓和舊樓改建均卓有成效，外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)建筑物的壽命；有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋，增加建筑的有效空間；同時(shí)消除了冷凝．提高了居住的舒適度。目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種。

1、聚苯板薄抹灰外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)

這是比較常見的外墻外保溫技術(shù)。這類外保溫隔熱通常采用粘貼法固定在墻體的外側(cè)，然后在保溫板上抹面砂漿并將增強(qiáng)網(wǎng)鋪壓在抹面砂漿中。但是此種方法也容易造成建筑裂縫。從抗裂保護(hù)層受熱應(yīng)力的因素上看，該體系膨脹聚苯板和抗裂砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)相差極大，聚苯板保溫隔熱層熱阻有效組織了熱量傳導(dǎo)，所以，晝夜溫差較大時(shí)，對(duì)抹灰砂漿的柔韌性和網(wǎng)格布的耐久性提出了相當(dāng)高的要求。當(dāng)聚苯板的溫度超過70℃時(shí)，聚苯板收縮變形，造成較為嚴(yán)重的開裂變形，這種情況在高溫干燥地區(qū)更為明顯。

2聚苯板與墻體一次澆注成型

該技術(shù)是在混凝土框一剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，在即將澆注的墻體外側(cè)，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。有點(diǎn)在于外墻主體與保溫層一次成活，效率和施工安全性得到極大提高。而且在冬季施工時(shí)，聚苯板起保溫的作用，可減

少圍護(hù)保溫措施。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注，否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬。影響后序施工。其中內(nèi)置的聚苯板可以是雙面鋼絲網(wǎng)的，也可以是單面鋼絲網(wǎng)的。與雙鋼絲網(wǎng)相比較，單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰，節(jié)省時(shí)間和材料。其造價(jià)也相應(yīng)降低。但此兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架，相對(duì)于其他形式的外墻外保溫技術(shù)，造價(jià)較高，且鋼材是熱的良導(dǎo)體，直接傳熱，會(huì)降低墻體的保溫效果。

3無(wú)網(wǎng)聚苯板外保溫外飾面粘貼面磚的缺陷

從構(gòu)造設(shè)計(jì)上看，直接在玻纖網(wǎng)布復(fù)合抹灰砂漿的無(wú)網(wǎng)聚苯板外保溫外面粘貼面磚是不合理的。應(yīng)用于外保溫的聚苯板通常采用點(diǎn)粘法，由于其具有受力變形的特性，由聚苯

板直接承受面磚飾面層(包括粘結(jié)砂漿)荷載，必然會(huì)發(fā)生徐變，短期或許不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故，但長(zhǎng)期的變形將導(dǎo)致受力的失衡從而引發(fā)開裂甚至脫落。從防火性能上看，體系本身就存在整體連通的空氣層，火災(zāi)很快形成“引火通道”使火災(zāi)迅速蔓延。聚苯板外墻外保溫體系在高溫輻射下很快收縮、熔結(jié)，在明火狀態(tài)下燃燒，即在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，聚苯板外墻外保溫體系將很快遭到破壞。

二、強(qiáng)體保溫材料的發(fā)展趨勢(shì)分析

保溫隔熱涂料是通過低導(dǎo)熱系數(shù)和高熱阻來(lái)實(shí)現(xiàn)隔熱保溫的一種涂料，涂刷在建筑物的外墻體上可以達(dá)到一定的保溫隔熱效果。將保溫隔熱涂料與保溫材料組合用于外墻保溫系統(tǒng)是墻體保溫技術(shù)的發(fā)展方向之一。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外開發(fā)了一系列高性能、多功能、環(huán)保利廢型的保溫隔熱涂料，主要有無(wú)機(jī)隔熱反射墻體涂料、薄層隔熱反射涂料、水性反射隔熱涂料、輻射隔熱涂料、真空絕熱保溫涂料、納米孔超級(jí)絕熱材料等。

才外，近幾年來(lái)，各發(fā)達(dá)國(guó)家均在燒結(jié)建材產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用方面給予了極大的關(guān)注和高度重視，新型燒結(jié)墻體屋面材料得到了飛速發(fā)展。燒結(jié)保溫砌塊作為一種燒結(jié)材料，其本身是抗燃和阻燃的，燒結(jié)多孔自保溫砌塊的消防安全性更不必多言。填充復(fù)合燒結(jié)保溫砌塊，由于其填充物位于縱向互不連通的孔內(nèi)，縱向碼砌后，墻體內(nèi)外表面均無(wú)填充物暴露，無(wú)論填充物的抗燃性能如何，均不存在點(diǎn)燃條件，其消防安全性勿庸置疑。燒結(jié)保溫砌塊可以根據(jù)不同地區(qū)保溫系數(shù)的不同要求，設(shè)計(jì)其相應(yīng)的孔型、孔洞率和孔型排列方式，以滿足不同的建筑保溫要求。燒結(jié)保溫砌塊的材質(zhì)穩(wěn)定性及砌筑后的密閉性、燒結(jié)材料的蓄熱放熱平衡性保證了其保溫性能的穩(wěn)定性，而這種穩(wěn)定性又因燒結(jié)制品的長(zhǎng)久可靠的品質(zhì)而實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)久的保持。由此可見燒結(jié)保溫砌塊將是統(tǒng)籌解決墻體保溫與消防安全的有效途徑。

結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快，是節(jié)能工作的重點(diǎn)。外墻保溫作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，已涉及保溫材料及其配套材料選取、系統(tǒng)性能優(yōu)化、工程設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收等諸多方面。其基本要求在于優(yōu)選保溫材料的前提下，保障系統(tǒng)的整體性、耐久性、有效性和安全性；努力實(shí)現(xiàn)保溫設(shè)計(jì)、材料生產(chǎn)和施工一體化，達(dá)到因地制宜，因時(shí)制宜的設(shè)計(jì)理念。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：軟土；深基坑；加固；支護(hù)；剛度；位移

Abstract: In recent years, Under the guideline of the country accelerating a city change construction policy, our construction are a large number of high-rise buildings and large municipal facilities, and the buildings have a lot of development in height and depth. With the increasing of high-rise buildings, the municipal construction development and utilization of the underground space, it results a large number of deep foundation pit support design and construction problems, which makes it become the hotspot and difficulty of the foundation engineering.

Key words: soft soil; deep foundation pit; consolidation; supporting; stiffness; displacement

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

1. 常用的基坑支護(hù)形式和適用范圍

1．1放坡開挖及簡(jiǎn)易支護(hù)

當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較好，開挖深度不深以及施工現(xiàn)場(chǎng)有足夠放坡場(chǎng)地時(shí)，可首先考慮放坡開挖。放坡開挖一般費(fèi)用較低。在放坡開挖過程中，為了增加邊坡穩(wěn)定性，減少挖土方量，常采用簡(jiǎn)易支護(hù)，如在坡角采用沙包草袋或塊石堆砌擋土或在坡角采用短樁隔板擋土等。放坡開挖常輔以降低地下水位措施，以提高邊坡穩(wěn)定性。

1．2懸臂式

懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)常采用鋼筋混凝土排樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻等形式。懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)依靠足夠的入土深度和結(jié)構(gòu)的抗彎能力來(lái)維持整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全，它容易產(chǎn)生較大的變形，對(duì)相鄰建筑物產(chǎn)生不良影響。適用于土質(zhì)較好、開挖深度較淺的工程。

1．3內(nèi)撐式

內(nèi)支撐常采用鋼筋混凝土支撐和鋼管(或型鋼)支撐兩種。鋼筋混凝土支撐體系的優(yōu)點(diǎn)是剛度好、變形小、結(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、整體性好，而鋼支撐的優(yōu)點(diǎn)是鋼管可以回收，且加預(yù)應(yīng)力方便。內(nèi)支撐支護(hù)體系可適用于各種地質(zhì)條件的基坑。

1．4沉井

采用沉井結(jié)構(gòu)形成支護(hù)體系。一般用于平面尺寸較小而深度很大的特殊基坑。

1．5加筋水泥土墻

由于水泥土抗拉強(qiáng)度低，水泥土重力式擋墻支護(hù)深度小，為了克服這一缺點(diǎn)，在水泥土中插入型鋼，形成加筋水泥土墻。

1．6雙排樁支護(hù)

當(dāng)場(chǎng)地土軟弱或開挖深度大時(shí)，單樁的抗彎剛度往往不能滿足變形控制的要求。這時(shí)可采用雙排樁，通過鋼筋混凝土灌注樁、壓頂梁和連系梁形成空間門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，可大大增加其側(cè)向剛度，能有效的限制邊坡的側(cè)向變形。

2．基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)理念

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度控制。就是保證整個(gè)施工過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件不發(fā)生屈服，使得地下結(jié)構(gòu)能夠安全、正常施工，這也是基坑工程設(shè)計(jì)的基本要求。當(dāng)然進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)，必須要考慮到其他因素，并留有一定的安全儲(chǔ)備，提高基坑安全度。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形控制。就是保證在整個(gè)施工過程中，將圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和位移控制在周邊環(huán)境允許的范圍內(nèi)，防止周邊建筑的開裂、不均勻沉降，地下管線的損壞等。過去，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一般以控制強(qiáng)度為主，稱為以強(qiáng)度控制為主的設(shè)計(jì)理念。近年來(lái)城市建筑物密度增大、市政管線增多、基坑深度增加，使得基坑施工對(duì)周圍環(huán)境影響控制成為極為重要的問題，因而發(fā)展了以控制變形為主的設(shè)計(jì)理念。

3．基坑加固工藝

基坑加固技術(shù)就是地基加固的相關(guān)工藝在基坑工程的應(yīng)用。對(duì)軟土基坑土體進(jìn)行加固處理的工藝，目前主要有降水加固、深層攪拌加固、注漿加固和旋噴樁加固等。各種形式的加固工藝都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。

3．1降水加固

在基坑工程中通過坑內(nèi)降水固結(jié)土體、改善土性、提高被動(dòng)區(qū)土體的側(cè)向抗力，是一種最普遍、最經(jīng)濟(jì)的土體加固處理方法。這種方法適用于砂性土層或者粘性土層中有夾砂層的情況，而對(duì)粘性土尤其是淤泥質(zhì)粘性土的處理效果不佳。所以降水加固一般可用于坑底位于砂性土層的基坑。該工藝的缺點(diǎn)是對(duì)土體性質(zhì)改善不大，不適用于控制變形要求較高的地區(qū)。

3．2深層攪拌加固

該工藝是適用于加固飽和軟粘土地基的一種新方法，它利用水泥等材料作為固化劑，通過深層攪拌機(jī)械將軟土強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列反應(yīng)形成具有整體性和一定強(qiáng)度的土體。該工藝施工方便、就地置換、無(wú)振動(dòng)、低噪音、成本低、加固效果好、質(zhì)量可靠度高。深層攪拌法最適宜加固各種成因的飽和軟粘土。國(guó)外使用深層攪拌法加固的土質(zhì)有新吹填的超軟土、沼澤地帶的泥炭土、沉積的粉土和淤泥質(zhì)土等。國(guó)內(nèi)常用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值小于120kPa的粘性土地基。

3．3注漿加固

這是一種歷史較為悠久的加固工藝，它是利用液壓、氣壓等方法通過注漿管把漿液均勻的注入地層中，經(jīng)過一段時(shí)間后，漿液將原來(lái)松散的土?；蛘吡严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成一個(gè)結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、化學(xué)穩(wěn)定性良好的土體。從工藝上講，可以分為滲

透注漿、劈裂注漿、擠密注漿等。滲透注漿由于注漿壓力較小，所以只適用于中砂以上的砂性土。劈裂注漿注漿壓力較大，漿液克服地層的初始應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度，引起巖石和土體結(jié)構(gòu)的破壞，通過漿液的注入增強(qiáng)土體的力學(xué)性能。擠密注漿是通過在土中注入極濃的漿液，使得土體擠密，該方法常用于中砂土。

3．4高壓旋噴注槳加固

該方法是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或者水成為20一40MPa的高壓射流從噴嘴中噴射出來(lái)，沖擊破壞土體，同時(shí)以一定速度提升，將漿液與土粒強(qiáng)制攪拌混合，漿液凝固后形成固結(jié)體。就工藝上來(lái)講可分為四種:單管法、二重管法、三重管法和多重管法。高壓噴射注漿工藝的改進(jìn)和發(fā)展是當(dāng)今高壓噴射注漿技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面，而且由于其施工靈活，加固質(zhì)量易保證，因此高壓旋噴注漿技術(shù)是解決城市疑難復(fù)雜地下工程的有效手段和措施。該工藝適用范圍較廣、施工簡(jiǎn)單、可通過調(diào)整旋噴速度和提升速度以及流量來(lái)控制固結(jié)體形狀，經(jīng)處理的土體其無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度可達(dá)到5一10MPa。該方法克服了傳統(tǒng)注漿工藝的不足，其加固技術(shù)的應(yīng)用適用于所有土質(zhì)。其缺點(diǎn)是成本較高。

4．加固土體性能分析

采用攪拌樁加固土體時(shí)，原狀土體性能的改善效果是不確定的，影響其性能的因素有很多，簡(jiǎn)單分為人為因素和非人為因素。人為因素主要有水泥漿液的配合比、施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)齡期等。非人為因素主要有原狀土的土質(zhì)特性以及含水量等。攪拌樁加固的設(shè)計(jì)、施工過程中，加固土的強(qiáng)度指標(biāo)是質(zhì)量舒的主要參數(shù)，因此國(guó)內(nèi)外研究水泥加固土的學(xué)者和專家都特別重視水泥土的室內(nèi)外試驗(yàn)。

5．結(jié)語(yǔ)

基坑工程既是土力學(xué)基礎(chǔ)工程中一個(gè)古老的傳統(tǒng)課題，又是一個(gè)綜合性的新型巖土工程問題，涵蓋學(xué)科眾多，如土力學(xué)、水力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、建筑施工等，既涉及到土力學(xué)中典型的強(qiáng)度、穩(wěn)定與變形問題，又涉及到水、土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用問題，以及環(huán)境保護(hù)問題。這決定了基坑工程獨(dú)特的特點(diǎn)。其施工方法和支護(hù)形式的研究具有重大的學(xué)術(shù)價(jià)值和潛在在工程應(yīng)用背景，是當(dāng)前地下工程研究的熱點(diǎn)課題之一。

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[關(guān)鍵詞]化學(xué)工業(yè)，水資源保護(hù)，水處理

我國(guó)是一個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家，特別是北方沿海地區(qū)和廣大西部地區(qū)是我國(guó)最缺水地區(qū)之一?？紤]到北方沿海地區(qū)和西部人口增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境用水需求等因素，北方沿海地區(qū)和西部地區(qū)的供水形勢(shì)還將更加嚴(yán)峻。同時(shí)，南方沿海部分地區(qū)也存在著水質(zhì)性和資源性缺水狀況。

我國(guó)化學(xué)工業(yè)已成為最重要的工業(yè)門類之一，2005年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值42483億元，工業(yè)增加值10256億元，實(shí)現(xiàn)利稅2059億元，分別占全國(guó)總量的16.88%，14.21%和9.9%?；瘜W(xué)工業(yè)擁有幾十個(gè)行業(yè)、數(shù)百萬(wàn)種產(chǎn)品，技術(shù)先進(jìn)，裝備優(yōu)良，滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和人類生活各個(gè)領(lǐng)域。特別是，我國(guó)目前正逐步進(jìn)人能源重化工時(shí)代，化學(xué)工業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的地位將更加突出?；瘜W(xué)工業(yè)高速發(fā)展已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的必然要求，而水資源保障不夠已成為部分地區(qū)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的制約因素之一。

化學(xué)工業(yè)是用水大戶，萬(wàn)元產(chǎn)值綜合耗水量20～100t，其中煉油企業(yè)耗水量最低，為3～5t，石油化工耗水量較低，約為20t左右。煤化工耗水量比石油化工要高得多，萬(wàn)元產(chǎn)值綜合耗水量約100t左右。精細(xì)化工耗水量巨大，萬(wàn)元產(chǎn)值耗水量最高可達(dá)400～500t。按我國(guó)化工行業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值平均用水負(fù)荷75t計(jì)，2005年化學(xué)工業(yè)耗水量達(dá)到300億t左右，占全國(guó)耗水總量5573億t的5.3%(2005年全國(guó)水利發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào))，工業(yè)耗水量的20%以上，是我國(guó)工業(yè)中最大的用水產(chǎn)業(yè)之一。目前，化工行業(yè)用水狀況與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在著很大差距，尚有很大節(jié)水潛力。據(jù)報(bào)道，美國(guó)、加拿大和墨西哥三國(guó)化工單位產(chǎn)值耗水量為38m3／萬(wàn)元，僅為我國(guó)的二分之一。單位產(chǎn)值用水量的加大，不僅浪費(fèi)了寶貴的水資源，更大的問題是將直接加大廢水的排放量，1t新鮮水將產(chǎn)生0.2～0.5t的廢水。由于人們對(duì)環(huán)境關(guān)注的日益加強(qiáng)和環(huán)境保護(hù)法規(guī)的日益嚴(yán)格，節(jié)約用水將成為化工企業(yè)改善環(huán)境影響，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。

從我國(guó)化學(xué)工業(yè)的布局結(jié)構(gòu)看，我國(guó)現(xiàn)代石油和化學(xué)工業(yè)主要分布在發(fā)達(dá)地區(qū)，由于近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，結(jié)構(gòu)性缺水日益嚴(yán)重，在華北地區(qū)，新鮮水價(jià)格最高已達(dá)5元／t以上，也就是說(shuō)1t甲醇僅新鮮水費(fèi)用就達(dá)到100元左右。特別是近年來(lái)由于我國(guó)能源化工需求的不斷增長(zhǎng)、國(guó)際原油價(jià)格居高不下，我國(guó)西部地區(qū)以豐富的煤炭資源為依托，迎來(lái)了煤化工發(fā)展的新時(shí)代。但由于我國(guó)煤炭資源與水資源的逆向分布，水資源已成為西部各省發(fā)展能源化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要制約因素。

從可持續(xù)發(fā)展出發(fā)，近年來(lái)國(guó)家特別強(qiáng)調(diào)全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，在“十一五”“建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”，要求“落實(shí)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，建設(shè)低投入、高產(chǎn)出、低消耗、少排放、能循環(huán)可持續(xù)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)?！痹趪?guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)落實(shí)“節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約土地、節(jié)約材料、加強(qiáng)資源的綜合利用?！辈⑻岢隽思s束性指標(biāo)，即“單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低20%左右，單位工業(yè)增加值用水量降低30%，農(nóng)業(yè)灌溉用水有效利用系數(shù)提高到0.5，工業(yè)固體廢物綜合利用率提高到60%?！被瘜W(xué)工業(yè)作為用水大戶，在這樣的政策背景下，大力提倡節(jié)水是大勢(shì)所趨，節(jié)約用水已成為化學(xué)工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

1、化學(xué)工業(yè)節(jié)水的基本途徑

從化工行業(yè)自身特點(diǎn)來(lái)看，化工用水量最大的環(huán)節(jié)是冷卻用水、鍋爐給水和工藝用水。冷卻用水在總用水量中所占比重最大，一般占到裝置總用水量的60%～70%，特別是氮肥、基本化工原料等行業(yè)。而冷卻水使用后，除溫度稍高外，一般水質(zhì)清潔，無(wú)污染，只要進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定后即可循環(huán)回用。因此，減少冷卻水的使用是化工節(jié)水的根本途徑。蒸汽凝液回收是減少鍋爐用水的主要途徑。工藝水由于直接參與化學(xué)反應(yīng)，直接回收的可能性較小，選擇本質(zhì)節(jié)水型工藝是減少工藝用水的主要途徑。另外對(duì)廢水排放進(jìn)行深度處理，生產(chǎn)符合生產(chǎn)要求的回用水也是節(jié)水的主要途徑之一。因此化工行業(yè)節(jié)水的基本途徑為：節(jié)水型工藝；冷卻節(jié)水(高循環(huán)倍率技術(shù)、空冷技術(shù)、海水冷卻)；凝液回收；污水回用。

其中節(jié)水型工藝應(yīng)該是在項(xiàng)目前期工作中首先就要考慮的問題，并且不同化工產(chǎn)品生產(chǎn)節(jié)水工藝相差較大。本文重點(diǎn)討論冷卻節(jié)水、凝液回收和污水回用。

2、冷卻節(jié)水

2.1、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)水

化工企業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)基本流程一般是：給水管網(wǎng)來(lái)的新鮮水經(jīng)循環(huán)水處理裝置緩蝕阻垢處理后進(jìn)入循環(huán)水給水管網(wǎng)，供全廠冷換熱設(shè)備使用，換熱后水溫達(dá)到設(shè)計(jì)值后，進(jìn)入循環(huán)回水管網(wǎng)，一部分經(jīng)冷卻塔換熱后溫度降低10cC左右，依靠重力沉降于塔下水池，另一部分約占總水量的3%進(jìn)入旁濾系統(tǒng)，過濾以降低循環(huán)水濁度，再進(jìn)入塔下水池，經(jīng)格柵進(jìn)人吸水池，再經(jīng)過緩蝕阻垢、殺菌滅藻藥劑處理，水質(zhì)穩(wěn)定后，經(jīng)循環(huán)水泵升壓送至循環(huán)水給水系統(tǒng)。循環(huán)水系統(tǒng)如圖1所示，2)。

要減少循環(huán)水系統(tǒng)用水量，最主要的措施是提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)。循環(huán)水濃縮倍數(shù)的定義如下所示：

濃縮倍率：循環(huán)冷卻水中某種鹽分的濃度／補(bǔ)給水中某種鹽分的濃度

以循環(huán)量為10000m3／h、冷熱水溫差10℃的循環(huán)水系統(tǒng)為例，不同濃縮倍數(shù)下的補(bǔ)充水率、排污率和節(jié)水率如表1所示。

從表1可以看出，使用循環(huán)水較使用直流水具有顯著的節(jié)水減排效果，濃縮倍數(shù)在1.5，補(bǔ)充水率為3.31%，折算成節(jié)水率為96.69%；污水排放率為2.23%，折算成減排率為97.77%。隨著濃縮倍數(shù)升高，節(jié)水減排效果提高，節(jié)水率和減排率提高，但提高的幅度逐漸下降。目前，由于水源緊張，水價(jià)上漲，排污收費(fèi)增加，個(gè)別企業(yè)循環(huán)水濃縮倍數(shù)已提升至6以上。目前我國(guó)化工企業(yè)循環(huán)水濃縮倍率一般在2左右，如果都提高到6，可減少循環(huán)水補(bǔ)充水40%，減少污水排放80%。要提高循環(huán)水濃縮倍率，主要通過以下幾種方法。

2.1.1、優(yōu)化水處理配方

提高循環(huán)水濃縮倍率，在補(bǔ)充水水質(zhì)不變的情況下，最顯著的結(jié)果就是循環(huán)水中的含鹽量提高，濁度增大，微生物增多等。如處理不當(dāng)，將加速設(shè)備管道的腐蝕，并導(dǎo)致裝置利用率的降低和循環(huán)水水質(zhì)的惡化。通過調(diào)整循環(huán)水處理配方，循環(huán)水濃縮倍率可以提高到3-4。

循環(huán)水高濃縮倍數(shù)運(yùn)行情況下。加藥、加酸設(shè)施的安全可靠是水處理的基礎(chǔ)，因此要求循環(huán)水系統(tǒng)有較高水平的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)加藥系統(tǒng)，因此要以系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定、可靠，減少操作波動(dòng)為首要條件，選用與系統(tǒng)相適應(yīng)的自動(dòng)連續(xù)加藥(加酸)設(shè)備。

高濃縮倍數(shù)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)水離子含量和污染物含量增加，濁度和微生物控制難度加大，需要加強(qiáng)旁流處理和殺菌。配備旁流過濾器，其流量為循環(huán)水量的3%-5%，以降低循環(huán)水中的懸浮物、膠體和部分微生物，有利于控制循環(huán)水腐蝕及結(jié)垢。

天津化工研究設(shè)計(jì)院開發(fā)了高濃縮倍率工業(yè)冷卻水處理及智能化在線遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，該技術(shù)通過高效阻垢分散劑、緩蝕劑的開發(fā)并組成最佳配方，與智能化在線遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行有效集成。這一技術(shù)的使用可以將我國(guó)工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)目前普遍運(yùn)行的濃縮倍率由2倍左右提高到5倍以上，解決循環(huán)水水質(zhì)因提高濃縮倍率而引起的嚴(yán)重結(jié)垢及腐蝕問題，從而提高了工業(yè)用水的重復(fù)利用率并最大限度地減少了排污量。該技術(shù)目前已獲得多項(xiàng)國(guó)家專利，并已在天津石化公司乙烯廠建成了應(yīng)用示范工程，該工程年節(jié)水60萬(wàn)t，直接經(jīng)濟(jì)效益300多萬(wàn)元。

2.1.2、改善循環(huán)水補(bǔ)充水水質(zhì)

在循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)不變的前提下，要提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，最直接的方法就是提高循環(huán)水補(bǔ)充水的水質(zhì)。特別是對(duì)于補(bǔ)水水質(zhì)較差，或受客觀條件限制，無(wú)法大幅提高水處理劑的性能時(shí)，也可以采取對(duì)補(bǔ)充水進(jìn)行預(yù)處理的辦法，改善補(bǔ)水水質(zhì)，以利于循環(huán)水系統(tǒng)濃縮倍數(shù)的提高。這種措施在北方高堿、高硬水系尤其適用，而且綜合效益明顯，目前在一些企業(yè)已得到了成功應(yīng)用。

按《石油化工給水排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，石油化工敞開式循環(huán)水水質(zhì)要求Ca2+質(zhì)量濃度為30-500mR／L，而石為，石油化工企業(yè)給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為Ca2+質(zhì)量濃度≤175mg／L。假設(shè)循環(huán)水Ca2+質(zhì)量濃度為500mg／L，補(bǔ)充水Ca2+質(zhì)量濃度為175mg/L，則循環(huán)水濃縮數(shù)倍數(shù)為2.86。若采用順流再生固定床技術(shù)對(duì)循環(huán)水補(bǔ)充水進(jìn)行離子交換處理，生成的軟水中陽(yáng)離子質(zhì)量濃度約為80mg/L。這樣，在不改變循環(huán)水水質(zhì)狀況的情況下，循環(huán)水濃縮倍數(shù)可達(dá)到6.25倍，補(bǔ)充水量由大約2%降低為1.4%，節(jié)水30%。

2.1.3、循環(huán)水分級(jí)濃縮串聯(lián)補(bǔ)水技術(shù)

近年來(lái)，我國(guó)電力系統(tǒng)開發(fā)了一種經(jīng)濟(jì)適用的循環(huán)水濃縮串聯(lián)補(bǔ)水技術(shù)。該技術(shù)由河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院開發(fā)，該技術(shù)已在西柏坡電廠(4×300MW機(jī)組)的廢水綜合治理工程成功應(yīng)用，該成果獲中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)。循環(huán)水分級(jí)濃縮串聯(lián)補(bǔ)水技術(shù)工藝流程如圖2所示。

該工藝將循環(huán)水分成兩級(jí)進(jìn)行處理，補(bǔ)給水串聯(lián)運(yùn)行。第1級(jí)原水進(jìn)入第1級(jí)機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)低濃縮倍率運(yùn)行，(濃縮倍率小于等于2)，第1級(jí)循環(huán)排污水經(jīng)過濾、弱酸離子交換樹脂脫堿軟化處理后作為第2級(jí)機(jī)組循環(huán)補(bǔ)給水，第2級(jí)機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)采用高濃縮倍率運(yùn)行(濃縮倍率小于等于4.5，且循環(huán)水總濃縮倍率大于等于6.0)，其排污水經(jīng)澄清過濾和反滲透處理后可作為鍋爐補(bǔ)給水或循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)給水。

該技術(shù)已在西柏坡電廠成功運(yùn)行多年，與常規(guī)循環(huán)水單級(jí)濃縮處理系統(tǒng)比較，其優(yōu)點(diǎn)主要有：

(1)濃縮倍率高。綜合循環(huán)水濃縮倍率可達(dá)6～9，節(jié)水效果明顯、排污量較小、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠；

(2)解決了提高濃縮倍率與凝汽器管材結(jié)垢或腐蝕的矛盾；

(3)對(duì)循環(huán)水濃縮倍率2倍左右的循環(huán)水裝置，改造方便，適用性強(qiáng)；

(4)減少了廢水排放量；

(5)節(jié)約投資、占地面積小。

與空冷技術(shù)相比，分級(jí)濃縮串聯(lián)補(bǔ)水技術(shù)工程造價(jià)低(約是空冷的1／10)。缺點(diǎn)是冷卻水系統(tǒng)的蒸發(fā)、風(fēng)吹損失需另尋辦法解決。空冷技術(shù)耗水率低，缺點(diǎn)是工程造價(jià)高、運(yùn)行管理復(fù)雜。以1200MW規(guī)模電廠為例，采用分級(jí)濃縮串聯(lián)補(bǔ)水技術(shù)，需投資4000萬(wàn)元左右，解決了約占1／2循環(huán)水水量的排污損失(1566萬(wàn)t/a左右)，具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。按石家莊市工業(yè)企業(yè)用水價(jià)2.98元／m3計(jì)，節(jié)約水費(fèi)4666.68萬(wàn)元／a。1年即可收回投資。采用空冷技術(shù)，投資約5億元左右，節(jié)水約3200萬(wàn)t／a。水投資分別為：2.55元／t和15.6元／t。

2.2、海水冷卻

海水可替代淡水，直接作為工業(yè)冷卻水、城市生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、環(huán)境用水及其它用水。利用海水做工業(yè)冷卻用水，直接成本低，只有淡水成本的5%-10%，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

海水用作工業(yè)冷卻水已有幾十年的歷史。日本早在20世紀(jì)30年代就使用海水作為工業(yè)冷卻水。1962年日本工業(yè)用水總量為313.5億m3，其中海水約占56.56%，1967年工業(yè)用水總量增至567.7億m3／a，海水約占60.81%。1965年到1975年，日本年工業(yè)冷卻用海水量由90億m3提高到167億m3，年增長(zhǎng)率為6.4%。1980年工業(yè)用水的50%為海水，日本沿海的大多數(shù)火力發(fā)電、核電、冶金及石油化工等行業(yè)都在以不同形式利用海水，僅電力企業(yè)的海水利用量就達(dá)1000億m3／a。到1995年電廠海水利用量就約達(dá)1200億t。美國(guó)20世紀(jì)70年代末至80年代初，海水的直接利用量已達(dá)720億m3。2000年工業(yè)用海水達(dá)到30%。英、法、荷、意等西歐國(guó)家，1970年海水利用量為371億m3，2000年工業(yè)用海水達(dá)到2500億m3。

我國(guó)沿海城市，特別是東北部沿海地區(qū)淡水資源不能滿足電力、石化等耗水大戶的用水要求，很早就開展了直接利用海水作工業(yè)冷卻水的歷史較早，但發(fā)展緩慢。

目前，我國(guó)海水利用主要集中在以下幾個(gè)方面：一是火電廠和核電廠直接利用海水作為工業(yè)冷卻水已有一定規(guī)模。2003年我國(guó)利用海水作冷卻水用量達(dá)330億m3左右。二是我國(guó)海水淡化規(guī)模逐步增加。目前，我國(guó)已建成運(yùn)行的海水淡化水產(chǎn)量約為3.1萬(wàn)m3／d(苦咸水淡化水產(chǎn)量為2.8萬(wàn)m3／d)，在建和待建的工程規(guī)模為38.1萬(wàn)m3／d。三是海水淡化成本迅速下降。海水淡化主體設(shè)備造價(jià)較10年前下降了近一半，成本已經(jīng)降到5元／t左右。四是海水制鹽作為我國(guó)傳統(tǒng)的海水化學(xué)資源綜合利用產(chǎn)業(yè)，海鹽產(chǎn)量已達(dá)到1800萬(wàn)t。

目前使用海水冷卻的石化企業(yè)主要有青島堿廠、天津堿廠、上海石化總廠、大連化學(xué)工業(yè)公司、中石油大連石化分公司、大連油脂化學(xué)廠等，化學(xué)工業(yè)已成為僅次于電廠的海水冷卻的第二大行業(yè)。

使用海水冷卻的主要優(yōu)點(diǎn)是：

(1)水源穩(wěn)定。海水自凈能力強(qiáng)，水質(zhì)比較穩(wěn)定，采用量不受限制。

(2)水溫適宜。工業(yè)生產(chǎn)利用海水冷卻，帶走生產(chǎn)過程中多余的熱量。海水，尤其是深層海水的溫度較低，且水溫較穩(wěn)定，如大連海域全年海水溫度在0-25℃之間。

(3)動(dòng)力消耗低。一般多采取近海取水，不需遠(yuǎn)距離輸送。

(4)設(shè)備投資少，占地面積小。與淡水循環(huán)冷卻相比，可省去回水、涼水塔等裝備。

海水冷卻分海水直流冷卻和海水循環(huán)冷卻。直流冷卻指海水經(jīng)換熱設(shè)備進(jìn)行一次性冷卻后排放的過程；循環(huán)冷卻指海水經(jīng)換熱設(shè)備完成一次冷卻、再經(jīng)冷卻塔冷卻后，循環(huán)使用的過程。海水直流冷卻技術(shù)有近80年的發(fā)展歷史，有關(guān)防腐蝕、防海洋污損生物附著技術(shù)已基本成熟。如大亞灣核電站和天津大港電廠年用直流冷卻海水分別為35億t和17億t。海水循環(huán)冷卻系統(tǒng)和相關(guān)的防腐、阻垢和防污損生物附著和防鹽霧飛濺等技術(shù)基本成熟，海水冷卻塔技術(shù)，國(guó)外有專門公司開發(fā)，技術(shù)也是成熟的。但是由于海水含鹽量高，石化企業(yè)利用海水冷卻存在一系列的技術(shù)問題，其中最關(guān)鍵是防腐和防海洋生物附著問題。

目前比較廣泛使用的抗腐材料主要是鋁黃銅和鈦合金，前者使用期超過5年，后者使用期一般在15年～30年。

防止海洋生物附著的技術(shù)主要有：涂防污涂料、加氯殺生、電解海水殺生及窒息法殺生等。海水作循環(huán)冷卻水的主要問題是腐蝕和結(jié)垢，通過添加緩蝕劑和阻垢劑可以解決系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢問題。

經(jīng)過10多年的科技攻關(guān)，國(guó)家海洋局海水淡化與綜合利用研究所承擔(dān)的“海水循環(huán)冷卻技術(shù)研究與工程示范”項(xiàng)目日前取得了突破性成果，首次在我國(guó)實(shí)現(xiàn)了以海水代替淡水做工業(yè)循環(huán)冷卻水。而且海水循環(huán)冷卻工程濃縮倍率比國(guó)際上現(xiàn)有水平提高了10%～20%，碳鋼腐蝕速率、飄水率(鹽霧飛濺量)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該項(xiàng)技術(shù)突破了海水緩蝕劑、阻垢分散劑、菌藻殺生劑和海水冷卻塔等4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)解決了海水循環(huán)冷卻有關(guān)腐蝕、污垢和菌藻控制以及海水冷卻塔防鹽沉積、鹽霧飛濺等技術(shù)難題。該技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化后可以將系統(tǒng)運(yùn)行成本降低50%左右，取用水量比海水直流冷卻減少96.5%以上，排污減少98%以上，可以節(jié)省大量水資源。目前，淡化所已成功申報(bào)了國(guó)家重大科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“10萬(wàn)t級(jí)海水循環(huán)冷卻技術(shù)裝備研究與示范”課題，將通過1000MW機(jī)組配套10萬(wàn)m3／h海水循環(huán)冷卻工程的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)海水循環(huán)冷卻技術(shù)在應(yīng)用規(guī)模上與國(guó)際的接軌。預(yù)計(jì)該項(xiàng)技術(shù)的推廣后運(yùn)行費(fèi)用可降低到淡水循環(huán)冷卻費(fèi)用的25%～50%。但由于海水腐蝕性大，將不得不廣泛采用防腐蝕性能更加優(yōu)良的雙相不銹鋼、鋁黃銅和鈦材，將不可避免地導(dǎo)致化工裝置投資的增加。

由于海水的可獲得性和投資成本限制，海水冷卻適應(yīng)于沿海地區(qū)新建的大型石化裝置。

2.3、空冷

空氣冷卻方式和水冷卻方式的討論持續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，到目前為止仍在進(jìn)行兩者之間的經(jīng)濟(jì)分析與討論。但是，空冷器的優(yōu)越性越來(lái)越得到人們的認(rèn)可，以空冷代替水冷的趨勢(shì)仍日益明顯。空冷和水冷對(duì)比優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。

目前，國(guó)內(nèi)化工企業(yè)只有個(gè)別單元采用了空冷技術(shù)，但在西部電力行業(yè)已廣泛推行。資料介紹在中東缺水地區(qū)已有裝置在設(shè)計(jì)中廣泛采用了空冷技術(shù)。其顯著效果是循環(huán)水用水量降低50%-70%左右，總用水量降低25%～35%，減少污水排放30%～40%。使用空冷技術(shù)不可避免帶來(lái)裝置占地面積的增大和電耗的增高。由于西部地區(qū)黃河流域水中氯離子含量高，采用高濃縮倍率循環(huán)水技術(shù)有困難，并且該地區(qū)缺水嚴(yán)重、土地資源和能源相對(duì)豐富，因此空冷技術(shù)在該地區(qū)特別適用。楊相益在《空冷凝汽器在石油化工裝置中的應(yīng)用》一文中對(duì)某濱海煉油廠新建柴油加氫精制裝置中汽輪機(jī)凝汽設(shè)備選擇空冷和水冷方案做了技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終選擇了空冷方案。其比較數(shù)據(jù)如表3所示。

通過表3分析，空冷流程可顯著降低水耗量，但電耗明顯增加，蒸汽用量變化不大，但總能耗較水冷流程要低，系統(tǒng)排污量大幅度降低。投資增加是空冷流程推廣困難的主要原因。

3、凝液回收

化學(xué)反應(yīng)通常為吸熱和放熱反應(yīng)，為保證系統(tǒng)收率，通常采用蒸汽介質(zhì)吸收或提供熱量?；どa(chǎn)蒸汽系統(tǒng)復(fù)雜，常分為高、中、低、低低壓多個(gè)等級(jí)，同級(jí)別的蒸汽分別用于裝置驅(qū)動(dòng)透平、物料換熱、工藝、伴熱、采暖、火炬及其它單元等。各級(jí)別蒸汽管網(wǎng)間通過驅(qū)動(dòng)透平和減溫減壓器相連接。

蒸汽間接加熱系統(tǒng)中，蒸汽在加熱設(shè)備內(nèi)釋放出汽化潛熱后，會(huì)產(chǎn)生大量的高溫凝液。剛產(chǎn)生的凝液具有以下特點(diǎn)：

(1)凝液有較高的溫度，生產(chǎn)工藝上一般高于100℃，熱焓占新蒸汽總熱焓的1／4左右；

(2)凝液的水質(zhì)良好，接近脫鹽水，且?guī)缀鯖]有溶解氧和二氧化碳等氣體；

(3)凝液的過冷度比較小，接近飽和。

因此凝液是一種非常寶貴的水和熱資源，凝液價(jià)值=原水成本+軟化(脫鹽)成本+除氧成本+熱量?jī)r(jià)值

充分利用凝液是提高蒸汽供熱系統(tǒng)效率必須面臨的一個(gè)課題，是企業(yè)節(jié)能、節(jié)水必須重視的環(huán)節(jié)。一般化工裝置均設(shè)計(jì)蒸汽凝液回收系統(tǒng)，用作鍋爐補(bǔ)給水、脫鹽水、循環(huán)水補(bǔ)充水等。但由于壓力不同，傳統(tǒng)的凝液系統(tǒng)不得不設(shè)計(jì)成開式結(jié)構(gòu)。這樣，不斷增加了水耗，同時(shí)也產(chǎn)生了廢水排放，并影響鍋爐及管道壽命。

目前，國(guó)內(nèi)已開發(fā)出了凝液閉式循環(huán)系統(tǒng)。該技術(shù)由北京君發(fā)節(jié)能環(huán)保技術(shù)有限公司開發(fā)，并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，獲得了多項(xiàng)國(guó)家專利。該技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)了閉式回收蒸汽系統(tǒng)凝液，使蒸汽換熱后的冷凝液和余熱得到最大程度的回收再利用。閉式凝液回收系統(tǒng)有以下主要特點(diǎn)。

(1)無(wú)二次閃蒸汽及疏水閥漏汽的排放，使蒸汽凝液所包含的熱能、水量充分回收，系統(tǒng)熱效率比開式回水系統(tǒng)提高15%-30%，回水率提高5%-15%。

(2)徹底地消除了凝液加壓泵的汽蝕。該裝置應(yīng)用了一系列汽蝕消除技術(shù)，從流體力學(xué)、動(dòng)態(tài)兩相流和微過冷原理出發(fā)采取獨(dú)有措施消除汽蝕誘因，使水泵處于輸送單相高溫液體的最佳狀態(tài)。

(3)改善疏水工況，確保疏水暢通，延長(zhǎng)疏水閥壽命，減少了故障頻率。

(4)避免了氧氣及二氧化碳等氣體對(duì)凝液的二次污染及引起的對(duì)下游設(shè)備的氧化腐蝕?；厥盏哪嘿|(zhì)量好，回水系統(tǒng)壽命長(zhǎng)。

(5)專門針對(duì)乏氣設(shè)計(jì)了凝液回收裝置，根據(jù)乏氣的帶壓狀態(tài)、污染情況等均有針對(duì)性的回收流程。

齊魯石化塑料廠利用這一技術(shù)對(duì)苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等6套裝置的凝液系統(tǒng)進(jìn)行了改造，回收凝液用作脫鹽水供全廠使用。工程實(shí)施后，回收凝液16.38t／h。該系統(tǒng)能耗如表4所示。

由表4可知，蒸汽冷凝液回收系統(tǒng)不僅節(jié)約了17t／h左右的新鮮水，冷凝液回收的能耗為57.24MJ／t，遠(yuǎn)低于脫鹽水的標(biāo)準(zhǔn)能耗96.30MJ／t。該技術(shù)的節(jié)水、節(jié)能降耗作用是非常明顯的。

回收的16.38t／h蒸汽冷凝液，15.08t／h用作脫鹽水，1.30t／h用作循環(huán)補(bǔ)充水。按脫鹽水價(jià)格11.7元／t，新鮮水價(jià)格2.0元／t，每年操作時(shí)間8000h計(jì)，每年可增經(jīng)濟(jì)效益為143.23萬(wàn)元?？鄢h(huán)水及用電成本后，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益約110萬(wàn)元／a。

4、污水凈化回用

化學(xué)工業(yè)是用水大戶，也就不可避免地成為污水排放大戶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2005年化工行業(yè)污水排放量達(dá)到34億t，占全國(guó)工業(yè)廢水排放量的16.3%。但從另一個(gè)角度看，說(shuō)明化工節(jié)水潛力大，若化工行業(yè)的污水凈化回用率達(dá)到50%左右，相當(dāng)于每年新增水資源17億t。

工業(yè)污水與城市污水明顯不同，工業(yè)污水受污染程度較大、水質(zhì)受工藝過程影響波動(dòng)大、多數(shù)工業(yè)污水處理較難。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一般將工業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的廢水在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過簡(jiǎn)單處理，水質(zhì)達(dá)到進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)要求后，再進(jìn)入設(shè)施完善的城市污水處理系統(tǒng)與生活污水混合后進(jìn)行處理，一方面可以降低工業(yè)污水的處理難度，另一方面可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模處理以降低處理費(fèi)用。因而，工業(yè)污水單獨(dú)回用在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家并不多見。

我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家情況完全不同，一方面城市污水處理設(shè)施尚不完善，城市污水處理率一直較低(目前這種情況有所改變，2005年城市生活污水集中處理率達(dá)到37.4%)；另一方面大型工業(yè)企業(yè)一般都建有完備的工業(yè)廢水處理設(shè)施，對(duì)本企業(yè)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理，水質(zhì)達(dá)標(biāo)后外排。企業(yè)的污水處理?xiàng)l件，大大促進(jìn)了對(duì)工業(yè)外排污水回用技術(shù)的研究和開發(fā)，在外排工業(yè)污水進(jìn)一步處理提高水質(zhì)、達(dá)標(biāo)外排工業(yè)污水回用循環(huán)水和工業(yè)外排污水的再生水脫鹽技術(shù)方面進(jìn)行了積極探索，取得了不同程度的進(jìn)展。我國(guó)1997年開始提高煉油廠達(dá)標(biāo)外排污水水質(zhì)技術(shù)，1998年?yáng)|北某煉油廠采用“混凝沉淀—精密過濾—臭氧氧化—石英砂過濾—活性炭過濾—中空超濾”組合工藝建成第一套處理能力200m3／h的工業(yè)裝置，該工藝對(duì)COD、濁度和懸浮物去除效果明顯，但對(duì)氨氮處理效果不理想。2002年天津石化采用“二級(jí)曝氣—絮凝氣浮—石英砂過濾—生物活性炭濾池—消毒”組合工藝，建設(shè)處理能力500m3／h的裝置對(duì)煉油廠外排污水進(jìn)行再處理，出水作為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補(bǔ)充水。該裝置運(yùn)行結(jié)果是對(duì)COD、氨氮、濁度和懸浮物去除效果較好。同年燕山石化采用“生物濾池—混凝沉淀—加氯—纖維素過濾—活性炭過濾”組合工藝，建成一套處理能力450m3／h的煉油廠外排污水再處理裝置，出水主要用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)和膜脫鹽裝置，投產(chǎn)后運(yùn)行基本正常，出水水質(zhì)基本滿足“超濾—反滲透”(UF-RO)雙膜處理工藝對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求。近幾年又形成了以“BAF-混凝沉淀—加氯—過濾”組合工藝為主的工業(yè)外排污水再處理流程，建成并投入使用的10余套類似處理裝置的運(yùn)行情況總體良好。但到目前為止我國(guó)污水經(jīng)深度處理用作工業(yè)給水的項(xiàng)目不多。

目前，最為完整的污水深度處理用作高品質(zhì)工業(yè)給水的例子是新加坡裕廊島工業(yè)區(qū)一套產(chǎn)水能力3.3萬(wàn)m3／d污水凈化回用裝置。新加坡是嚴(yán)重缺水國(guó)家，一半淡水依賴馬來(lái)西亞供給，因此，十分重視污水凈化回用。該裝置進(jìn)水為經(jīng)過三級(jí)處理的城市污水，其電導(dǎo)率為700～2200μS／cm，氯離子含量為150-500mg，采用“雙介質(zhì)過濾—反滲透”(DMF-RO)技術(shù)生產(chǎn)電導(dǎo)率小于250μS／cm的高級(jí)工業(yè)用水。該反滲透系統(tǒng)由美國(guó)A quatech國(guó)際公司提供，配備了2184只陶氏化學(xué)公司的抗污染膜元件。該系統(tǒng)由新加坡公用事業(yè)公司的子公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理。整個(gè)系統(tǒng)為單級(jí)反滲透，共6列，單列產(chǎn)水量5000m3/d，系統(tǒng)產(chǎn)水量3萬(wàn)m3／d。利用反滲透技術(shù)及產(chǎn)水量3萬(wàn)m3／d帶來(lái)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，其運(yùn)行的效果是其水質(zhì)條件好于新加坡飲用水(電導(dǎo)率為350-650μS／cm)，并且價(jià)格低于飲用給水。該裝置總投資為1700萬(wàn)新加坡元，對(duì)進(jìn)水收率達(dá)到85%(通常為75%)，出水主要供應(yīng)裕廊島的石化生產(chǎn)。該裝置憑借規(guī)模優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為新加坡石化企業(yè)提供了高質(zhì)量的具有競(jìng)爭(zhēng)力的水資源保障。也成為世界污水凈化回用的范例。

5、討論與建議

(1)化學(xué)工業(yè)作為用水大戶，節(jié)約用水是保障生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。節(jié)水應(yīng)該成為化學(xué)工業(yè)發(fā)展的必然選擇。

(2)建議在化工項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)中將節(jié)約用水作為重點(diǎn)因素加以考慮。首先應(yīng)選擇節(jié)水型工藝。同時(shí)綜合利用冷卻節(jié)水、污水凈化回用、凝液回收等技術(shù)，強(qiáng)化項(xiàng)目的節(jié)水能力。

(3)冷卻是化工生產(chǎn)中耗水量最大的環(huán)節(jié)，也是節(jié)水潛力最大的一環(huán)，并且投入少、節(jié)水量大?；どa(chǎn)中應(yīng)根據(jù)具體情況在確保系統(tǒng)安全的前提下使用循環(huán)水高濃縮倍率的節(jié)水技術(shù)。與此同時(shí)，在沿海地區(qū)積極推廣海水冷卻，在西部缺水地區(qū)推廣使用空氣冷卻技術(shù)。并可考慮多種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)組合，節(jié)水的同時(shí)盡量減少產(chǎn)品成本的增加。

(4)凝液回收技術(shù)成熟，應(yīng)大力推廣。蒸汽凝液是高品質(zhì)的供水來(lái)源，加大凝液回收力度.在回用作為鍋爐給水的同時(shí)，還可作為循環(huán)水補(bǔ)充水或是用于生產(chǎn)脫鹽水。

(5)目前我國(guó)石化企業(yè)中污水回用作為循環(huán)水、綠化用水、沖洗水等，節(jié)水效果是十分明顯的，但與國(guó)外相比，污水深度處理回用技術(shù)和應(yīng)用實(shí)踐都相對(duì)落后，還有較大的潛力可挖，特別是大城市、大型化工園區(qū)可利用城市污水和區(qū)內(nèi)排污建設(shè)大型的污水深度處理回用，生產(chǎn)滿足化工工藝要求的高品質(zhì)回用水。