如何提高脫鹽裝置的運行周期

姜愛梅
（金陵石化公司化肥廠供水車間）

　　[摘要]本文簡述了提高脫鹽裝置運行周期的意義以及如何才能提高脫鹽裝置的運行周期和提高脫鹽周期需要注意的幾個方面。
　　[關鍵詞]離子交換樹脂　 交換容量　 再生質量

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

　　水是人類寶貴的、不可再生的資源；良好的環境是人類生存的基礎。脫鹽裝置做為生產鍋爐水的初步裝置，勢必要消耗大量的水用來再生，也勢必要產生大量的污水，這也不可避免的對環境造成一定的影響。所以，提高脫鹽裝置的運行周期從而降低自耗水，就不僅有很高的經濟效益，還有很重要的社會意義。

二、流程介紹

　　經過預處理的長江水，到除鹽裝置后，首先經過弱陽離子樹脂床D9208，除去水中的碳酸鹽硬度，再經過強陽離子樹脂床D9207，除去水中全部陽離子，經脫碳器D9206脫碳后，至弱、強陰樹脂雙層床D9205，除去水中陰離子，然后到下一道工序。
　　流程圖如下：

　　注：D9208為弱陽離子交換器
　　　　D9207為強陽離子交換器
　　　　D9206為脫碳器
　　　　D9205為弱陰、強陰離子交換器
　　　　黃色為風機，白色為水泵

三、提高脫鹽裝置的運行周期，應該從以下幾個方面做好工作。

1、提高設備的可靠性
1.1、脫鹽裝置的布水管、排水管必須順暢，不能存在偏流；要是布水不均，排水不暢，就會導致偏流，由于偏流就會造成很多樹脂尚未失效但保護層樹脂已被提前擊穿，從而導致生產周期縮短。
1.2、閥門、以及監控必須靈敏好用。若閥門、監控失靈，也會給正常運行及再生帶來不少麻煩，甚至導致生產周期縮短。
1.3、脫鹽裝置里的脫碳器好像是這套裝置里最不重要的設備，其實不然，它雖然沒有很多閥門，也不需要再生，只是脫碳，可是只要留心一下原水的全分析，就會知道它的重要性了。HCO₃^-占陰離子的絕大數，要是脫碳器脫碳效率高的話，就會大大降低陰床的負荷，從而提高脫鹽裝置的運行周期。這在夏季效果可能還不是很明顯，因為夏季是水質較好的季節，水溫也適合陰樹脂的最佳工作溫度。一到冬季，就特別明顯了。雖然原水也可以加溫至30℃左右，但因為冬季是枯水期，水質變差，脫鹽裝置的運行周期都會下降。而且絕大數時候，都是SiO₂提前失效。這就說明，冬季水質對陰離子交換樹脂工作交換容量的影響要比對陽離子交換樹脂的影響大得多，這就需要有脫碳效率高的脫碳器。水經脫碳器脫碳后，CO₂含量應小于5mg/l。我廠水經脫碳器脫碳后CO₂含量在18mg/l左右，在夏季，運行周期尚能達到30小時左右，一到冬季，就只有24小時左右，還經常會降到20小時以下，基本上是SiO₂提前失效。
1.4、設備包括布水管、排水管以及脫碳器內填料等都必須定期檢修，正常運行中，如發現故障，一定要及時消缺，不能帶病運行。
2、選擇好樹脂型號并根據樹脂的使用情況及時更換
要保證脫鹽裝置的正常周期制水量，要根據原水的水質（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,總鐵1.3ppm,NH­₄⁺ 0.3ppm）、對出水水質的要求(電導小于5.0μs, SiO₂小于100ppb)、離子交換樹脂基本性能及離子交換設備性能通過技術經濟比較，合理地選用離子交換樹脂。樹脂的各項性能指標要定期分析，交換容量明顯下降，機械強度明顯下降的樹脂要堅決更新。
3、開好預處理
　　脫鹽裝置所用的水是經過澄清池預處理的水。進水的濁度、Cl^－的含量以及Fe³⁺的含量都對脫鹽運行周期產生很大的影響。因為混凝所加藥劑是FeCl₃溶液，FeCl₃溶液要求所含雜質要少，在進水濁度小于5ppm的前提下，盡量將加藥量(Cl^-含量控制在15ppm～25ppm之間)控制在下限。因為Fe³⁺以及Fe²⁺會污染樹脂，使樹脂中毒，從而降低樹脂的交換容量，使樹脂性能惡化；Cl^-會占用陰樹脂的交換容量，從而降低脫鹽運行周期。
4、保證再生質量
　　當脫鹽生產終了后，樹脂需要再生，再生的好壞，直接決定脫鹽運行周期。除了再生藥劑的質量必須得到嚴格的保證外，人的因素占很大比例。在提高再生質量方面，需要注意以下幾點：
　　4.1、若是樹脂提前失效，操作工要會根據分析數據判斷出是陽床提前失效還是陰床提前失效，好在再生時有的放矢，適量補充點酸或堿，以利于下次運行。
　　4.2、再生過程中，操作工必須根據再生步驟認真查看各閥門、機泵以及連鎖動作情況，以免發生閥門不動作或誤動作，而影響再生質量，甚至跑樹脂事故的發生。
　　4.3、再生時我們采取逆流再生，因為逆流再生再生液始終接觸失效度最低的保護層樹脂，使得該層樹脂再生最徹底，因而出水品質好，同時由于對流再生的“鉤出效應”縮短了交換離子間親和力的差距，使得再生較容易，故而再生劑比耗較低，一般比耗為1.2～1.5倍。逆流再生的關鍵是樹脂不能亂層。因此，頂壓一定要控制好，樹脂不能亂層。操作工要隨時注意頂壓，調好頂壓，確保不亂層。亂層后，再生運行周期會很短。
　　4.4、控制好再生液溫度在30～40℃，溫度對離子交換樹脂的再生影響很大，尤其是強堿性陰離子交換樹脂。
　　4.5、控制好再生液濃度、流速。因為是用濃硫酸為再生劑，控制好再生液濃度相當重要，因為硫酸與樹脂上被交換下來Ca²⁺易生成溶度積小的CaSO₄·2H₂O，這種CaSO₄·2H₂O會堵塞樹脂微孔，使樹脂的交換容量下降，因此我廠使用分步再生。經驗證明，用硫酸再生時，先用0.8％的稀硫酸進完總量的30％后，再逐漸提高酸濃度至2％即可，這樣不但可以防止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脫水，注意不能使陽樹脂結鈣，要隨時查看再生排出污水的色度，以判斷再生液濃度是否合適。為了使再生時交換反應充分進行，一般認為再生液與交換樹脂的接觸時間應不少于30分鐘。
　　4.6、再生中要注意查看排水是否暢通，看再生液是否偏流，排水不暢就有可能是樹脂結鈣了，需要停下再生，對樹脂進行反洗，甚至擦洗，以洗去沉積在樹脂上的CaSO₄。再生液偏流，可能是樹脂板結。要及時反洗松動，否則，再生效果會很差。
　　4.7、再生后期，清洗D9208時，要測Ca²⁺的洗脫率，要是Ca²⁺<0.8mmol/l,可提前結束清洗，以節約用水和避免消耗樹脂的交換容量。要是清洗終了時Ca²⁺含量仍偏高，可適當延長清洗時間，但不可過長，因為清洗時間過長，不但浪費水，而且會消耗樹脂的交換容量。
　　4.8、樹脂失效后要及時再生，因我廠使用強堿陰樹脂為凝膠型均孔樹脂，網孔很小。當強堿陰樹脂失效后，樹脂上吸附了大量的SiO₂—硅酸化合物，若較長時間放置，這些硅酸化合物與交換基團締合并脫水，生成分子量大的聚合物，它們會沉積在樹脂表面或網孔中，使再生時洗脫困難，從而減少了活性交換基團的數量，使樹脂交換容量降低。
　　4.9、樹脂運行到一定的周期后，必須進行手動大反洗，而且要徹底，要達到一定的膨脹高度。要把碎樹脂洗掉，以免增加流動阻力，降低裝置出力，松動樹脂層，避免偏流，經過一段時間后，要適量補加樹脂，以補充大反洗流失的碎樹脂。
　　4.10、要有一個合理的運行周期，這個周期制定，要根據水質和裝置的實際情況來制定，否則，周期制定短了，裝置是能達到規定的運行周期，但是存在“吃不飽”的現象，也就是浪費了樹脂的交換容量，多浪費自耗水，從而造成浪費。但也不能制定得太高，否則就會“撐著了”，反而連正常的運行周期都達不到。

五、結論

　　要提高脫鹽裝置的運行周期，我們應從提高設備的可靠度、選擇好樹脂、控制好進水水質、以及保證再生質量等幾個方面做好工作。
　　目前，我廠的脫鹽裝置總體運行狀態良好，主要在脫碳效果以及樹脂及時更換等方面還存在不足，需要不斷優化，實現裝置“安、穩、長、滿、優”運行。

[參考文獻]

[1]周本省，工業水處理技術，第二版，化學工業出版社，2005
[2]水處理技術300問，瀘天化廠科研設計所