樹脂污染的處理及預(yù)防全國化工熱工設(shè)計技術(shù)中心站

1、（能源化工行業(yè)）樹脂污染 的處理及預(yù)防全國化工熱工設(shè)計技術(shù)中心站20xx年xx月多年的企業(yè)咨詢豉問經(jīng)驗.經(jīng)過實戰(zhàn)驗證可以落地機行的卓越管理方案，值得您下載擁有樹脂污染的處理及預(yù)防吳凱寧(中石化金陵分x公司化肥聯(lián)合車間，江蘇南京210033)內(nèi)容摘要分析了化學(xué)水處理系統(tǒng)中鈣、鐵、有機物等污染樹脂的原因，介紹了恢復(fù)樹脂的交換能力的處理方法，提出了合理的預(yù)防措施.關(guān)鍵詞樹脂硫酸鈣鐵有機物污染在化學(xué)水處理系統(tǒng)中，由于多種原因，陰、陽離子交換樹脂都存在著被污染的問題，尤其是鈣、鐵、有機物的污染.污染后的樹脂性能下降、工作交換容量降低、離子泄露量增加，影響出水的質(zhì)量.由于樹脂的結(jié)構(gòu)未遭到破壞，能夠通過適當(dāng)

2、的處理，恢復(fù)其交換性能.同時應(yīng)對樹脂在使用過程中易出現(xiàn)污染的情況進行分析，采取合理的措施加以預(yù)防.1、化學(xué)水處理系統(tǒng)的組成 原水一澄清池一無煙煤石英-弱陽中子/強陽離子/脫碳器陰雙層床一鍋砂過濾器交換器交換器爐混一補_含氨工藝?yán)淠阂黄崴焕鋮s器一氧綸棉除鐵器一陽離子交換器一冷床充一卻一水透平及尿素冷凝液一氧綸棉除鐵器一器圖1化學(xué)水處理系統(tǒng)流程圖化肥聯(lián)合車間化學(xué)水處理系統(tǒng)由以下五部分組成：(1)預(yù)處理系統(tǒng).由煉油二水源來的原水在澄清池t9202加入40%濃度fecl3溶液進行絮凝澄清后，經(jīng)無煙煤石英砂過濾器 jf9201進壹步過濾，出水濁度0.5mg/l.(2)壹級除鹽系統(tǒng).過濾處理后的原水

3、經(jīng)弱陽離子交換器d9208、強陽離子交換器 d9207、脫碳器d9206、陰雙層床 d9205進行離子交換除去大部分陽離子、陰離子，出水點導(dǎo)率w 5科s/cm,sio2w100wg/l.(3)冷凝液回收系統(tǒng).含氨工藝?yán)淠航?jīng)汽提、冷卻、鼠綸棉除鐵器jf9208，除鐵后進入陽離子交換器d9214進行離子交換除去 nh+4,出水電導(dǎo)率w 20科s/cm.全車間的透平及尿素冷凝液 匯合至壹冷凝液罐后進入氟綸棉除鐵器jf9207除鐵.含氨工藝?yán)淠汉屯钙郊澳蛩乩淠阂计鸾?jīng)換熱器冷卻.(4)二級除鹽系統(tǒng).壹級除鹽水、含氨工藝?yán)淠?、透平及尿素冷凝液?jīng)混床離子交換器d9204進壹步精制處理后，作為鍋爐補充

4、水，出水電導(dǎo)率w 0.4科s/cm,sio2 w 20 d g/l.(5)再生系統(tǒng).陰、陽離子交換樹脂失效后，分別用壹定濃度的naoh溶液和h2so4溶液再生.其中弱陽離子交換樹脂用強陽離子交換樹脂的再生廢液進行再生表1各離子交換器中裝填樹脂類別離子交換器d9208d9207d9205d9214d9204樹脂類別d113001x 7fcd301-sc201-sf001x 7fcd001-trd201-tr2、鈣污染2.1 樹脂鈣污染的特征鈣污染指 caso4沉淀對樹脂所產(chǎn)生的污染.鈣污染樹脂后的離子交換器出水發(fā)生ca2+和so42-的過早泄露；樹脂再生時交換器排水不暢；再生廢液呈白色渾濁物。2

5、.2 樹脂鈣污染的原因用h2so4溶液再生陽離子交換樹脂時，樹脂吸附的ca2+和再生劑的h+離子交換后，當(dāng)再生液中ca2+和so42-離子濃度的乘積超過 caso4溶度積至壹定范圍后，caso4沉淀就會從水 溶液中析出覆蓋在樹脂表面上，而造成鈣對陽離子交換樹脂的污染。鈣污染壹般發(fā)生在壹級 除鹽系統(tǒng)的陽離子交換器內(nèi)。2.3 樹脂鈣污染的處理當(dāng)陽離子交換樹脂發(fā)生鈣污染后，采取下述措施進行處理。（1）陽離子交換器在再生前排水至樹脂表面20cm左右，進氣擦洗，進氣量以樹脂在交換器內(nèi)能翻滾為宜。擦洗完后，進 jf9201濾后水反洗，反洗流速 8m/h。開始時，反洗出水呈白 色渾濁物，繼續(xù)反洗直至反洗出水

6、清澈為止。（2）用jf9201濾后水反沖弱陽離子交換器和強陽離子交換器之間的再生廢液管道，沖洗管道、閥門處的 caso4沉淀，反洗流速控制以弱陽離子交換器內(nèi)水流速在12m/h為宜。2.4 樹脂鈣污染的預(yù)防用h2so4溶液再生強陽離子交換樹脂時，宜采取分步再生法。開始以低濃度 h2so4溶液再生，因為此時從樹脂上解吸下來的ca2+濃度高，但 so42濃度較低，即使形成少量 caso4沉淀也會被溶液沖走。然后逐步提高h2so4濃度，此時從樹脂上解吸下來的ca2+濃度低，不會形成caso4沉淀。由于弱陽離子交換樹脂是用強陽離子交換樹脂的再生廢液進行再生的。因此，在進酸的同時，弱陽離子交換器必須進稀釋

7、水（jf9201濾后水），進水量以液位不超過交換器進酸口為宜。另外注意觀察弱陽離子交換器排出的再生廢液顏色，如呈白色渾濁物，即使調(diào)節(jié)進酸濃度。進酸完后，弱陽離子交換器必須立即進jf9201濾后水置換清洗，強陽離子交換器必須立即進精制水置換清洗。冬季由于再生液溫度低，更易出現(xiàn)鈣污染。因此在再生前，弱陽離子交換器必須擦洗反洗，弱陽離子交換器必須和強陽離子交換器之間再生廢液的管道必須反沖，做到防患于未然。表2分步再生法操作步驟序號進酸濃度（）交換器流速（m/h）進酸時間（min）弟豆沙85.530第二步25.530第三步1.55.5剩余酸進完2.5 效果1997年冬季，壹級脫鹽系統(tǒng)陽離子交換器出現(xiàn)了

8、鈣污染樹脂的情況。采取了上述處理措施和預(yù)防措施后，從 1998年至今，壹級脫鹽系統(tǒng)陽離子交換器沒有再出現(xiàn)鈣污染樹脂的情況， 保證了壹級脫鹽系統(tǒng)的正常運行。3、鐵污染3.1 樹脂鐵污染的特征鐵污染后的樹脂顏色變深，甚至呈黑色；樹脂床層壓降增加，可能出現(xiàn)偏流；工作交換容量 降低，再生效率下降。3.2 樹脂鐵污染的原因水和冷凝液中鐵的影響。水和冷凝液中鐵含量見表3。鐵包括懸浮鐵、離子鐵。壹級除鹽進水、冷凝液中的懸浮鐵大部分在無煙煤石英砂過濾器jf9201、氟綸棉除鐵過濾器jf9208/07中得到去除。但由于原水預(yù)處理采用fecl3作為混凝劑，少量磯花被帶入壹級脫鹽系統(tǒng)；在運行中仍有部分冷凝液未經(jīng)停綸

9、棉除鐵過濾器過濾通過旁路直接進入樹脂床層，尤其是化肥 裝置停車后再次開車時，冷凝液中總鐵達120 d g/l左右，此時如果冷凝液不經(jīng)過過濾而直接 進入樹脂床層，對樹脂的污染是非常嚴(yán)重的。壹級除鹽進水和冷凝液中的鐵進入交換器被樹 脂吸附后，以高價鐵化合物的形態(tài)，牢固地沉積在樹脂內(nèi)部和表面，堵塞了樹脂微孔，從而 影響了孔道擴散，造成鐵的污染。表3水和冷凝液中鐵含量系統(tǒng)取樣點總鐵（科g/l）預(yù)處理系統(tǒng)jf9201出水r 830壹級脫鹽系統(tǒng)d9205出水21含氨工藝?yán)淠合到y(tǒng)jf9208前37jf9208后25d9214出水17透平及尿素冷凝液系統(tǒng)jf9207前42jf9207后37二級除鹽系統(tǒng)d92

10、04出水17再生劑燒堿溶液中含有雜質(zhì)naclo3和fe2o3。它們生成高鐵酸鹽（如 feo42-）。高鐵酸鹽隨堿液進入陰床后，因 ph值降低，發(fā)生分解反應(yīng)：2feo42-+10h+ - 2fe3+3/2o2+5h2ofe3+進壹步形成fe （oh） 3,附著在陰樹脂顆粒表面上，造成鐵的污染。h2so4溶液作為陽離子交換樹脂的再生劑，其除鐵效果比較低。 在再生時樹脂內(nèi)的鐵很難和h+交換而得以洗脫。這樣，樹脂內(nèi)的鐵積累愈來愈多，從而影響樹脂的交換能力。3.3 樹脂鐵污染的處理已經(jīng)受到鐵污染的樹脂，采用5%-10%的鹽酸進行浸泡處理。樹脂失效后，交換器排水?；齑矘渲Ш螅Ｔ偕陵?、陽樹脂分開，

11、分別轉(zhuǎn)移至陰、 陽離子再生器中。向各交換器或再生器中投加5%-10%的鹽酸，鹽酸液面在樹脂表面之上20-30cm左右。浸泡5-10min后，從各交換器或再生器底部進壓縮空氣進行擦洗，然后繼續(xù)浸泡， 30min后， 在進行擦洗、浸泡。上述過程重復(fù)多次，直至浸泡液的酸度、鐵含量基本不變?yōu)橹?。對陽樹脂用壹定濃度?h2so4進行正常再生，進酸直至陽離子交換器或再生器進出口酸濃 度相等；對陰雙層床先進行反洗分層，將弱堿陰樹脂和強堿陰樹脂分開，用精制水置換30min,然后用壹定濃度的 naoh堿液進行正常再生，進堿直至陰雙層床進出口堿濃度相等；對混床 陰樹脂先用精制水沖洗 30min左右，然后用壹定濃度

12、的 naoh堿液進行正常再生，進堿直至 陰離子再生器進出口堿濃度相等。按再生程序繼續(xù)進行再生。之上過程只是原則處理方法，具體過程需要根據(jù)各交換器情況而定。3.4 樹脂鐵污染的預(yù)防做好原水預(yù)處理工作。在保證澄清池出水水質(zhì)的情況下，盡可能降低fecl3混凝劑的用量，防止鐵鹽后移，嚴(yán)格控制無煙煤石英砂過濾器的出水濁度。嚴(yán)格控制再生劑燒堿溶液中naclo3和fe2o3的含量。所有回收的冷凝液必須經(jīng)過鼠綸棉除鐵過濾器后，再進入樹脂床層進行處理。在資金允許的 情況下，能夠考慮將鼠綸棉除鐵過濾器改乘磁力除鐵過濾器，提高除鐵效率。弱陽離子交換器每次再生時，先用無煙煤石英砂過濾器出水以8m/h流速對樹脂床進行逆

13、流反洗，直至出水清澈，以洗脫樹脂表面附著的磯花。強陽離子交換器、陰雙層床每隔壹定的 周期，對床層進行大反洗，流速以樹脂不從反洗水出口跑出為宜?；齑裁看卧偕埃捎?.1mpa的壓縮空氣以約 22m/h的氣速從混床底部對樹脂進行擦洗，然后用壹級脫鹽水沖洗，反復(fù)數(shù)次，直至混床出水清澈，以洗脫樹脂表面附著的鐵。3.5 效果1999年5月，混床再生最后沖洗時，電導(dǎo)率下降速度很慢，而且混床大約運行壹天后，電導(dǎo) 率經(jīng)常超過工藝要求的范圍，壹般在0.4-1.0科s/cm,嚴(yán)重影響鍋爐補充水的質(zhì)量，對鍋爐的安全運行帶來危害。1999年9月，對混床陰、陽樹脂取樣分析鐵含量，分別為 21.4mg/g樹 脂、 25

14、.6mg/g 樹脂，數(shù)據(jù)說明樹脂已受到嚴(yán)重鐵污染。采取5%-10%鹽酸對陰、陽樹脂浸泡處理后，混床再生最后沖洗時，電導(dǎo)率迅速降至0.4s/cm以下。混床運行時電導(dǎo)率也w 0.4s/cm,運行周期由處理前的壹天左右恢復(fù)到正常的七至八天。同時采取了上述預(yù)防措施，從1999 年 10 月至今，混床運行情況很好，出水質(zhì)量壹直在工藝要求的范圍內(nèi)，保證了鍋爐的安全運行。4、有機物污染有機物對陽離子交換樹脂的污染很少發(fā)生，但對陰離子交換樹脂極易造成污染。4.1 樹脂有機物污染的特征有機物污染后的樹脂顏色變深，樹脂工作交換容量降低，出水水質(zhì)惡化，正洗水量增加。4.2 樹脂有機物污染的原因水中的有機物是由動植物

15、腐爛后生成的腐殖酸、富維酸和丹寧酸等帶負(fù)電基團的線形大分子，它們和陰樹脂發(fā)生交換反應(yīng)后，難以在再生時析出，逐漸累積以至影響樹脂性能。4.3 樹脂有機物污染的處理陰離子交換樹脂受到有機物污染后，采用 nacl 和 naoh 溶液交替處理進行復(fù)蘇?？列喳}作用有倆種： （ 1 ）化學(xué)作用：樹脂上的色素和nacl 交換被除去；（ 2）機械作用：naoh 使樹脂膨脹， nacl 使樹脂收縮，這樣反復(fù)交替，象海綿吸水又被擠出去壹樣，從樹脂孔隙中擠出污染樹脂的有機物。苛性鹽復(fù)蘇處理過程如下：壹級除鹽失效后，陰雙層床排水至中排閥門位置?；齑矘渲Ш?，正常再生至陰、陽樹脂分開，分別轉(zhuǎn)移至陰、陽離子再生器中。以

16、 4%濃度向陰樹脂進 naoh 溶液，溫度40-450c ，時間 25min 。陰雙層床流速2.8m/h ，混床陰離子再生器流速3.3m/h 。停止進 naoh 溶液，進精制水置換 15min 。交換器或再生器流速同上。以 10%-15%濃度向陰樹脂交換器或再生器流速同上，溫度40-450c ，時間 30min 。交換器或再生器流速同上。停止進 nacl 溶液，進精制水置換15min 。交換器或再生器流速同上。用精制水沖洗。時間 30min 。陰雙層床流速4m/h ，混床陰離子再生器流速12m/h 。重復(fù)之上操作。開始處理時，排出的廢液顏色呈深褐色。當(dāng)排出的廢液顏色呈淡黃色時，能夠認(rèn)為處理已結(jié)束。恢復(fù)正常再生，陰樹脂進堿至交換器或再生器進出口堿濃度相等。4.4 樹脂有機物污染的預(yù)防做好煉油二水源來水中化學(xué)耗氧量 codmn 的監(jiān)測工作。加強澄清池的混凝澄清工作，提高去除原水中懸浮有機物和膠體有機物的效率。壹級除鹽進水化學(xué)耗氧量 c