如何提高脱盐装置的运行周期

如何提高脱盐装置的运行周期

姜爱梅
（金陵石化公司化肥厂供水车间）

　　[摘要]本文简述了提高脱盐装置运行周期的意义以及如何才能提高脱盐装置的运行周期和提高脱盐周期需要注意的几个方面。
　　[关键词]离子交换树脂　 交换容量　 再生质量

How to improve the performance period of desalting plant

Jiang Aimei

Abstract: In this paper, we recite the meaning of saving on water,and how to improve the performance period of desalting plant, for that we should pay attention in several areas.

Key words: ion exchange resin; exchange capacity; quality of reproduction

一、前言

　　水是人类宝贵的、不可再生的资源；良好的环境是人类生存的基础。脱盐装置做为生产锅炉水的初步装置，势必要消耗大量的水用来再生，也势必要产生大量的污水，这也不可避免的对环境造成一定的影响。所以，提高脱盐装置的运行周期从而降低自耗水，就不仅有很高的经济效益，还有很重要的社会意义。

二、流程介绍

　　经过预处理的长江水，到除盐装置后，首先经过弱阳离子树脂床D9208，除去水中的碳酸盐硬度，再经过强阳离子树脂床D9207，除去水中全部阳离子，经脱碳器D9206脱碳后，至弱、强阴树脂双层床D9205，除去水中阴离子，然后到下一道工序。
　　流程图如下：

　　注：D9208为弱阳离子交换器
　　　　D9207为强阳离子交换器
　　　　D9206为脱碳器
　　　　D9205为弱阴、强阴离子交换器
　　　　黄色为风机，白色为水泵

三、提高脱盐装置的运行周期，应该从以下几个方面做好工作。

1、提高设备的可靠性
1.1、脱盐装置的布水管、排水管必须顺畅，不能存在偏流；要是布水不均，排水不畅，就会导致偏流，由于偏流就会造成很多树脂尚未失效但保护层树脂已被提前击穿，从而导致生产周期缩短。
1.2、阀门、以及监控必须灵敏好用。若阀门、监控失灵，也会给正常运行及再生带来不少麻烦，甚至导致生产周期缩短。
1.3、脱盐装置里的脱碳器好像是这套装置里最不重要的设备，其实不然，它虽然没有很多阀门，也不需要再生，只是脱碳，可是只要留心一下原水的全分析，就会知道它的重要性了。HCO₃^-占阴离子的绝大数，要是脱碳器脱碳效率高的话，就会大大降低阴床的负荷，从而提高脱盐装置的运行周期。这在夏季效果可能还不是很明显，因为夏季是水质较好的季节，水温也适合阴树脂的最佳工作温度。一到冬季，就特别明显了。虽然原水也可以加温至30℃左右，但因为冬季是枯水期，水质变差，脱盐装置的运行周期都会下降。而且绝大数时候，都是SiO₂提前失效。这就说明，冬季水质对阴离子交换树脂工作交换容量的影响要比对阳离子交换树脂的影响大得多，这就需要有脱碳效率高的脱碳器。水经脱碳器脱碳后，CO₂含量应小于5mg/l。我厂水经脱碳器脱碳后CO₂含量在18mg/l左右，在夏季，运行周期尚能达到30小时左右，一到冬季，就只有24小时左右，还经常会降到20小时以下，基本上是SiO₂提前失效。
1.4、设备包括布水管、排水管以及脱碳器内填料等都必须定期检修，正常运行中，如发现故障，一定要及时消缺，不能带病运行。
2、选择好树脂型号并根据树脂的使用情况及时更换
要保证脱盐装置的正常周期制水量，要根据原水的水质（HCO₃^- 85.4ppm,Cl^-17.8ppm,SO₄^2-30,NO₃^-0.3ppm,NO₂^-0.02ppm,SiO₂5.0ppm, Ca²⁺35.3ppm, Mg²⁺ 2.9ppm,Na⁺ 1.9ppm,总铁1.3ppm,NH­₄⁺ 0.3ppm）、对出水水质的要求(电导小于5.0μs, SiO₂小于100ppb)、离子交换树脂基本性能及离子交换设备性能通过技术经济比较，合理地选用离子交换树脂。树脂的各项性能指标要定期分析，交换容量明显下降，机械强度明显下降的树脂要坚决更新。
3、开好预处理
　　脱盐装置所用的水是经过澄清池预处理的水。进水的浊度、Cl^－的含量以及Fe³⁺的含量都对脱盐运行周期产生很大的影响。因为混凝所加药剂是FeCl₃溶液，FeCl₃溶液要求所含杂质要少，在进水浊度小于5ppm的前提下，尽量将加药量(Cl^-含量控制在15ppm～25ppm之间)控制在下限。因为Fe³⁺以及Fe²⁺会污染树脂，使树脂中毒，从而降低树脂的交换容量，使树脂性能恶化；Cl^-会占用阴树脂的交换容量，从而降低脱盐运行周期。
4、保证再生质量
　　当脱盐生产终了后，树脂需要再生，再生的好坏，直接决定脱盐运行周期。除了再生药剂的质量必须得到严格的保证外，人的因素占很大比例。在提高再生质量方面，需要注意以下几点：
　　4.1、若是树脂提前失效，操作工要会根据分析数据判断出是阳床提前失效还是阴床提前失效，好在再生时有的放矢，适量补充点酸或碱，以利于下次运行。
　　4.2、再生过程中，操作工必须根据再生步骤认真查看各阀门、机泵以及连锁动作情况，以免发生阀门不动作或误动作，而影响再生质量，甚至跑树脂事故的发生。
　　4.3、再生时我们采取逆流再生，因为逆流再生再生液始终接触失效度最低的保护层树脂，使得该层树脂再生最彻底，因而出水品质好，同时由于对流再生的“钩出效应”缩短了交换离子间亲和力的差距，使得再生较容易，故而再生剂比耗较低，一般比耗为1.2～1.5倍。逆流再生的关键是树脂不能乱层。因此，顶压一定要控制好，树脂不能乱层。操作工要随时注意顶压，调好顶压，确保不乱层。乱层后，再生运行周期会很短。
　　4.4、控制好再生液温度在30～40℃，温度对离子交换树脂的再生影响很大，尤其是强碱性阴离子交换树脂。
　　4.5、控制好再生液浓度、流速。因为是用浓硫酸为再生剂，控制好再生液浓度相当重要，因为硫酸与树脂上被交换下来Ca²⁺易生成溶度积小的CaSO₄·2H₂O，这种CaSO₄·2H₂O会堵塞树脂微孔，使树脂的交换容量下降，因此我厂使用分步再生。经验证明，用硫酸再生时，先用0.8％的稀硫酸进完总量的30％后，再逐渐提高酸浓度至2％即可，这样不但可以防止CaSO₄·2H₂O沉淀生成，而且可以提高再生效果。再生中尤其不能使D9208脱水，注意不能使阳树脂结钙，要随时查看再生排出污水的色度，以判断再生液浓度是否合适。为了使再生时交换反应充分进行，一般认为再生液与交换树脂的接触时间应不少于30分钟。
　　4.6、再生中要注意查看排水是否畅通，看再生液是否偏流，排水不畅就有可能是树脂结钙了，需要停下再生，对树脂进行反洗，甚至擦洗，以洗去沉积在树脂上的CaSO₄。再生液偏流，可能是树脂板结。要及时反洗松动，否则，再生效果会很差。
　　4.7、再生后期，清洗D9208时，要测Ca²⁺的洗脱率，要是Ca²⁺<0.8mmol/l,可提前结束清洗，以节约用水和避免消耗树脂的交换容量。要是清洗终了时Ca²⁺含量仍偏高，可适当延长清洗时间，但不可过长，因为清洗时间过长，不但浪费水，而且会消耗树脂的交换容量。
　　4.8、树脂失效后要及时再生，因我厂使用强碱阴树脂为凝胶型均孔树脂，网孔很小。当强碱阴树脂失效后，树脂上吸附了大量的SiO₂—硅酸化合物，若较长时间放置，这些硅酸化合物与交换基团缔合并脱水，生成分子量大的聚合物，它们会沉积在树脂表面或网孔中，使再生时洗脱困难，从而减少了活性交换基团的数量，使树脂交换容量降低。
　　4.9、树脂运行到一定的周期后，必须进行手动大反洗，而且要彻底，要达到一定的膨胀高度。要把碎树脂洗掉，以免增加流动阻力，降低装置出力，松动树脂层，避免偏流，经过一段时间后，要适量补加树脂，以补充大反洗流失的碎树脂。
　　4.10、要有一个合理的运行周期，这个周期制定，要根据水质和装置的实际情况来制定，否则，周期制定短了，装置是能达到规定的运行周期，但是存在“吃不饱”的现象，也就是浪费了树脂的交换容量，多浪费自耗水，从而造成浪费。但也不能制定得太高，否则就会“撑着了”，反而连正常的运行周期都达不到。

五、结论

　　要提高脱盐装置的运行周期，我们应从提高设备的可靠度、选择好树脂、控制好进水水质、以及保证再生质量等几个方面做好工作。
　　目前，我厂的脱盐装置总体运行状态良好，主要在脱碳效果以及树脂及时更换等方面还存在不足，需要不断优化，实现装置“安、稳、长、满、优”运行。

[参考文献]

[1]周本省，工业水处理技术，第二版，化学工业出版社，2005
[2]水处理技术300问，泸天化厂科研设计所