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案例頻道 作者簡(jiǎn)介：馬麗，女，1973年8月生，遼寧錦州人，1997年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院精細(xì)系學(xué)士。現(xiàn)任錦州石化公司熱電廠工程師。
摘 要：本文結(jié)合我公司新建的混床除鹽系統(tǒng)，分析了混床的設(shè)計(jì)選擇，探討了混床運(yùn)行的工藝過程，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際簡(jiǎn)述了混床工藝的優(yōu)點(diǎn)。
摘 要：本文結(jié)合我公司新建的混床除鹽系統(tǒng)，分析了混床的設(shè)計(jì)選擇，探討了混床運(yùn)行的工藝過程，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際簡(jiǎn)述了混床工藝的優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：混床；樹脂；水處理
Abstract: The paper analysises the design option of mixed-bed, combinated with newly mix-ed bed desalinization system of our company, discussing the technology process of mixed-bed Operation. Combinated with the actual production process ,it outlined the advantages of mixed-bed technology.
Keywords: Mixed-bed Resin Water treatment
1 前言
混合床是將陰、陽(yáng)離子交換樹脂按一定比例裝在同一個(gè)交換器中，并在運(yùn)行前將它們混合均勻的水處理設(shè)備，簡(jiǎn)稱混床。混床是一種能制取高純度水的水處理設(shè)備，具有出水水質(zhì)穩(wěn)定、交換終點(diǎn)明顯等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)結(jié)合我公司熱電廠100ｔ/h混床除鹽水處理系統(tǒng)對(duì)混床技術(shù)運(yùn)行要點(diǎn)作簡(jiǎn)要說明。
我公司原有的I級(jí)化學(xué)除鹽水水系統(tǒng)只能滿足中壓以下鍋爐用水，而不能滿足高壓及以上的汽包爐和直流爐對(duì)水質(zhì)的要求。為了配合公司苯酐裝置開車對(duì)II級(jí)除鹽水的需求,我們新建了混床除鹽系統(tǒng)。在原水處理系統(tǒng)上采用Ⅱ級(jí)除鹽技術(shù)，對(duì)原一級(jí)除鹽出水進(jìn)行深度處理，從而得到更優(yōu)質(zhì)水質(zhì)。
2 混床的設(shè)計(jì)選擇和工藝流程
2.1 體內(nèi)再生式混床的設(shè)計(jì)
混床的再生分體內(nèi)再生和體外再生兩種，一般多臺(tái)混床時(shí)，多采用體外再生，多臺(tái)混床共用一個(gè)再生器,混床較少時(shí)，一般采用體內(nèi)再生，具有投資少、節(jié)省場(chǎng)地等優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)我公司的實(shí)際情況，考慮在滿足生產(chǎn)要求的前提下，盡量方便操作，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，我公司決定采用混床體內(nèi)再生方式，這種方法是把失效的樹脂在交換器內(nèi)部進(jìn)行再生，根據(jù)進(jìn)酸、進(jìn)堿和沖洗步驟不同，它又可分為兩步法和同時(shí)處理法，這兩種方法我公司都采用。
2.2 混床樹脂的選擇及配比
混床要求陰、陽(yáng)樹脂有一定的密度差，便于失效樹脂的分離及再生后樹脂的混合。同時(shí)，混床樹脂具有磨損率大，對(duì)有機(jī)物污染敏感等特點(diǎn)，因此在混床中多采用大孔型樹脂以適應(yīng)大流速運(yùn)行，我公司采用的陰、陽(yáng)樹脂標(biāo)準(zhǔn)如表1。
表1 陰、陽(yáng)樹脂的標(biāo)準(zhǔn)
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陽(yáng)樹脂D001-MB |
陰樹脂D201-MB |
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粒徑(mm) |
0.63-1.25 |
0.63-1.25 |
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濕真密度g/cm3 |
1.25-1.28 |
1.05-1.09 |
|
密度差g/cm3 |
>0.15 | |
實(shí)踐表明，混床中陰、陽(yáng)樹脂的配比，是由出水水質(zhì)和周期制水量?jī)煞矫鏇Q定的，陰、陽(yáng)樹脂應(yīng)按等物質(zhì)的量來選擇，以便使陰、陽(yáng)樹脂幾乎同時(shí)失效，這樣樹脂的工作交換容量能得到充分發(fā)揮。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，我公司采用的樹脂體積比為陰﹕陽(yáng)=2﹕1。
2.3 混床裝置水處理工藝流程
結(jié)合我公司水處理車間一級(jí)除鹽系統(tǒng)設(shè)備布置及運(yùn)行情況，該混床裝置工藝流程如圖1。
設(shè)計(jì)安裝2臺(tái)混床，Ф1500mm，單臺(tái)出力70-106t/h，周期產(chǎn)水量約21000t/周期。設(shè)計(jì)安裝2臺(tái)II級(jí)除鹽水泵，容積為100m3的除鹽水箱，貯存混床裝置處理后的除鹽水，通過除鹽水泵將除鹽水輸送出去。
圖1 二級(jí)除鹽水工藝流程
3 混床的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行操作
3.1混床的設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)進(jìn)水：原水處理車間一級(jí)除鹽水裝置出水。
設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：電導(dǎo)率<10μS/cm，SiO2<100μmol/l。
設(shè)計(jì)處理水量：200t/h。
設(shè)計(jì)出水水質(zhì)：電導(dǎo)率<0.2μS/cm，SiO2<10μmol/l。
混床尺寸：Ф1500mm，工作面積：約1.76立方米。
設(shè)計(jì)單臺(tái)最大產(chǎn)水量：21000t/周期。
設(shè)計(jì)單臺(tái)產(chǎn)水量：100t/h。
陽(yáng)樹脂層高：800mm。
陰樹脂層高：1600mm，裝填高度到中排管下300mm。
樹脂的全交換容量：D001為4.35mmol/l ，D201為3.8mmol/l。
反洗膨脹率:50-80%。
3.2 混床運(yùn)行程序操作
正常運(yùn)行:打開進(jìn)水閥與出水閥門，運(yùn)行流速控制在20-40m/h，當(dāng)出水水質(zhì)電導(dǎo)率﹥0.2μS/cm，Si02﹥0.02mg/1時(shí)，即達(dá)到運(yùn)行終點(diǎn)。
3.2.1 反洗分層
反洗分層的作用有兩個(gè)：一是洗去碎樹脂和淤積在床層內(nèi)的懸浮物，二是將失效的陰、陽(yáng)樹脂分開，以后分別再生。通常采用水利篩分法，即用水反洗，根據(jù)交換樹脂的密度差，將失效的陰陽(yáng)的樹脂充分分離。一般陰樹脂密度比陽(yáng)樹脂小，分層后陰樹脂在上，陽(yáng)樹脂在下，反洗時(shí)，先開反洗排水門，再緩慢開啟反洗入口門，控制反洗流量10-15m/h，時(shí)間一般10-15min。
分層的好壞對(duì)混床的再生影響很大，分層不好，位于中部排水管附近的樹脂由于受“交叉”污染，會(huì)影響混床的出水質(zhì)量。同時(shí)，陰陽(yáng)樹脂的劣化，樹脂“抱團(tuán)”及兩種樹脂的粒度差異等都會(huì)影響混床的分層的效果。
3.2.2 再生
再生時(shí)，先開啟堿噴射器入口水門，調(diào)整進(jìn)水流量10m3/h，再開啟酸噴射器入口水門，調(diào)整進(jìn)水流量7.5m3/h，排出液從中排流出。調(diào)整正常后，依次開啟堿計(jì)量罐出口門，酸計(jì)量罐出口門，酸堿液的濃度控制在2%左右。
3.2.3 對(duì)流沖洗
進(jìn)酸、進(jìn)堿完畢后，繼續(xù)用除鹽水從上、下兩部分分別進(jìn)入床層進(jìn)行清洗，清洗至中部排水取樣化驗(yàn)：DD<10μs/cm，SiO2<50μg/l。停止對(duì)流清洗，關(guān)閉有關(guān)閥門。
3.2.4 混脂
樹脂經(jīng)再生和洗滌后，在投入運(yùn)行前，必須將分層的樹脂重新混合均勻。首先將交換器中的水面降到樹脂層表面以上100-150mm處。其次從交換器底部通入凈化風(fēng)，一般壓力為100-150kpa，流量2-3m3/m2/min，混合攪拌時(shí)間大約5分鐘。從窺視孔看到樹脂基本混合均勻后，要快開正洗排水門，快關(guān)壓縮風(fēng)門，以達(dá)到快速落實(shí)，避免樹脂重新分層的目的。
3.2.5 正洗
混合好后的樹脂以10-15m／h的流速通水進(jìn)行正洗，正洗終點(diǎn)以排水HSiO3-<20μg／L，DD<0.2μs/cm為好。
4 混床的特點(diǎn)
4.1 出水純度高
純水DD的理論值為0.00546μs/cm.，混床出水最小值可達(dá)0.0556μs/cm。我廠混床這段時(shí)間的運(yùn)行，出水DD一般小于0.08μS/cm，要求DD <0.2μS/cm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于指標(biāo)要求。
4.2 出水水質(zhì)穩(wěn)定
因?yàn)榛齑彩菬o數(shù)級(jí)的復(fù)床,一般樹脂層高度和運(yùn)行流速在一定范圍內(nèi)對(duì)出水水質(zhì)影響不大?；齑驳姆磻?yīng)平衡常數(shù)K遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于復(fù)床的反應(yīng)平衡常數(shù)K，而且?guī)缀鯖]有逆反應(yīng)。所以進(jìn)水含鹽量有所改變或再生程度有所不同時(shí)，一般不影響出水水質(zhì)，而只影響周期產(chǎn)水量。
4.3 沖洗時(shí)間短
混床沖洗時(shí)間短是因?yàn)樽詈髿埩粼跇渲械奈⒘克釅A在混脂時(shí)吸收掉了，所以沖洗時(shí)間短，出水很快合格，而這一過程中消耗的交換容量是可忽略不計(jì)的。如果混脂不好，就會(huì)使沖洗時(shí)間延長(zhǎng)。
4.4 間斷運(yùn)行影響小
混床間斷運(yùn)行時(shí)，只需把交換器中靜止的水置換出來即可，所以啟動(dòng)后很容易合格。
4.5 交換終點(diǎn)明顯
由于混床出水純度高，且水質(zhì)穩(wěn)定，因此任何一種樹脂耗盡都將使其出水導(dǎo)電度明顯升高，尤其陽(yáng)床先失效，終點(diǎn)易于控制。
4.6 混床的缺點(diǎn)
混床具有樹脂工作交換容量低，樹脂損耗大，操作復(fù)雜，對(duì)有機(jī)物污染敏感等缺點(diǎn)。
5 結(jié)論
混床在制取高純水中發(fā)揮著重要作用。由于在日常的運(yùn)行操作中比較復(fù)雜，條件要求苛刻，稍有疏忽其出水質(zhì)量即達(dá)不到要求。因此，在設(shè)計(jì)和操作的過程中，應(yīng)對(duì)每一步工藝，精心設(shè)計(jì)，細(xì)致操作，才能保證混床發(fā)揮出水水質(zhì)好的優(yōu)勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)