凝結(jié)水處理 混床與單床串聯(lián)系統(tǒng)的比較

1、在天然水的除鹽中,一級除鹽(單床)出水水質(zhì)純度不能滿足要求時,混床作為提高水質(zhì)的措施,被認(rèn)為出水水質(zhì)優(yōu)于單床。通過對混床處理工藝的研究,對凝結(jié)水處理混床和單床串聯(lián)系統(tǒng)的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較,認(rèn)為凝結(jié)水處理出水水質(zhì)不取決于離子交換設(shè)備和床型,而采用單床串聯(lián)系統(tǒng)更為合理和經(jīng)濟(jì)。中國電廠化學(xué)網(wǎng)4wAOe eX7x中國電廠化學(xué)網(wǎng)*uiVs0py全文閱讀:4i m*H9f P31?5N29gsp$K-ry8z|i*A29凝結(jié)水處理混床與單床串聯(lián)系統(tǒng)的比較中國電廠化學(xué)網(wǎng)b1i _)sB|7G韓隸傳,李志剛中國電廠化學(xué)網(wǎng)$T%a; r4Bk西安熱工研究院有限公司,陜西西安710032T|yV8gW29中

2、國電廠化學(xué)網(wǎng)&VB9dr-l$L0TI【摘要】在天然水的除鹽中,一級除鹽(單床)出水水質(zhì)純度不能滿足要求時,混床作為提高水質(zhì)的措施,被認(rèn)為出水水質(zhì)優(yōu)于單床。通過對混床處理工藝的研究,對凝結(jié)水處理混床和單床串聯(lián)系統(tǒng)的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較,認(rèn)為凝結(jié)水處理出水水質(zhì)不取決于離子交換設(shè)備和床型,而采用單床串聯(lián)系統(tǒng)更為合理和經(jīng)濟(jì)。M22GMFIRK29【關(guān)鍵詞】電廠;凝結(jié)水;除鹽;混床;單床串聯(lián)系統(tǒng)cjV y%eH;B(A29(P#X7m5Y4Kq291影響凝結(jié)水處理出水水質(zhì)的因素中國電廠化學(xué)網(wǎng)J1Ih$k從化學(xué)除鹽的機(jī)理來看,除鹽裝置出水中的雜質(zhì)含量(在接近離子平衡的狀態(tài)下)決定于樹脂的再生度、水的

3、pH值(即H+或OH-的濃度,包括離子交換反應(yīng)產(chǎn)生的反離子濃度) ,以及樹脂的平衡常數(shù)。在凝結(jié)水處理設(shè)備中,由于進(jìn)水的含鹽量低及樹脂的離子交換量小,液固相的離子可在很短時間內(nèi)達(dá)到平衡。因此,可以認(rèn)為在運(yùn)行的混床中,樹脂相與水中所含的F_29離子是處于平衡狀態(tài)的,并且完全符合離子交換的質(zhì)量作用定律。同時,由于凝結(jié)水中雜質(zhì)離子(包括陽、陰離子)含量很低(g/ L級) ,離子交換產(chǎn)生的反離子的濃度也很小,不足以使水的pH值偏離中性(pH值7左右) ,對離子交換平衡反應(yīng)的影響可以忽略不計。所以,在樹脂已經(jīng)選定(平衡常數(shù)為定值)的情況下,出水水質(zhì)只決定于樹脂的再生度和出水的pH值,而與離子交換設(shè)備及床型

4、無關(guān)。7y,j _4wu29出水水質(zhì)與樹脂再生度的關(guān)系中國電廠化學(xué)網(wǎng)tlL3FC;I,J%?%dxY在氫型混床運(yùn)行條件下,出水pH值始終保持在7.0左右,出水水質(zhì)與樹脂再生度的關(guān)系如表1所列。中國電廠化學(xué)網(wǎng)-s)b+RU Ak表1氫型混床的出水pH值為7.0條件下出水水質(zhì)與樹脂再生度的關(guān)系F-t4wkU?1Z,R29!E;rGl$j3R29.Q,MVY Q/xE7o29在銨型混床運(yùn)行過程中,由于出水pH值的升高,使出水Na+達(dá)到1.0g/L和Cl-達(dá)到1.5g/L ,因此對樹脂再生度就要有一定的要求,具體計算結(jié)果見表2。lKp#M4G29中國電廠化學(xué)網(wǎng):o*xT4JSCKM表2銨型混床條件下不

5、同出水pH值要求樹脂的再生度中國電廠化學(xué)網(wǎng)3p#Bo3p&2b8p|(a# 8Ex#yGZm29)rKh/yJ2Va29從表2可以看出,不論是陽樹脂還是陰樹脂,銨型混床對樹脂再生度的要求都非常高。如果將同樣再生度的樹脂用于氫型混床,則其出水水質(zhì)可以大幅度提高。3混床與單床的比較中國電廠化學(xué)網(wǎng)h+bu#Kq*EM%n3.1樹脂再生度的影響中國電廠化學(xué)網(wǎng)oM&O I$|1z!X(1)為了改善兩種樹脂的混合狀況,混床樹脂層的總高度不得超過(1.01.2)m ,按陽陰= 11考慮,其陽、陰樹脂層高分別只有(0.50.6)m。樹脂層的降低,必然會造成樹脂工作交換容量的降低,使混床的運(yùn)行周期縮短。單床工藝

6、在水流阻力允許的情況下,可以適當(dāng)提高樹脂層的高度,對改善出水水質(zhì)、提高樹脂的工作交換容量和延長運(yùn)行周期有利。中國電廠化學(xué)網(wǎng)3lyp%t)C KC|S(2)混床失效后,不論采用體內(nèi)再生還是體外再生,都必須進(jìn)行陽、陰樹脂的分離,分離過程徹底破壞了樹脂的失效層態(tài),因此混床的再生都采用效率很低的順流再生。單床工藝尤其是浮床工藝可以很好地保持樹脂失效時的層態(tài),使用對流再生方式可明顯提高交換器出水端樹脂的再生度,從而可改善出水水質(zhì)和延長運(yùn)行周期。(s2tP,Iv(1y29(3)混床的陽、陰樹脂分離過程中不可避免地存在樹脂的交叉污染,即使采用復(fù)雜的分離設(shè)備,仍然不能徹底防止交叉污染的存在,這會直接造成樹脂再

7、生度的降低;單床工藝可徹底防止兩種樹脂的交叉污染。1hCX YW rv29(4)混床的陽、陰樹脂再生后,由于存在殘留的再生廢液和浸出物,在兩種樹脂混合時它們會被另外一種樹脂吸收,從造成污染并降低樹脂的再生度,對出水水質(zhì)和運(yùn)行周期產(chǎn)生不利的影響。單床工藝可徹底防止兩種樹脂的混合污染。NL+c5l Kd29(5)采用體外再生的混床失效后,樹脂必須全部輸送到再生系統(tǒng)內(nèi),但這對于直徑較大的交換器來說,總會有數(shù)量不等的失效樹脂殘留在交換器內(nèi),難以送出,這部分樹脂不經(jīng)過再生,留在交換器內(nèi)將影響下一個周期的出水水質(zhì)和運(yùn)行周期。$GBRV%u!t SB293. 2工藝過程的影響中國電廠化學(xué)網(wǎng)9yL$#b9hF

8、7Jc(1)由于凝結(jié)水采用加氨防腐,使水的pH值偏離了中性,變?yōu)閴A性(pH值9.29.6) ,在混床內(nèi)兩種樹脂混合不好的情況下,高p H值的進(jìn)水與陰樹脂接觸,不僅達(dá)不到除鹽的作用,還有可能將樹脂相中的雜質(zhì)離子排代出來,使得出水水質(zhì)惡化。采用串聯(lián)單床工藝,進(jìn)水首先經(jīng)過裝有氫型陽樹脂的陽床,去掉了凝結(jié)水中的氨,使水的pH值降低到7.0左右,進(jìn)入陰床后中國電廠化學(xué)網(wǎng)%HCGJ7Y能提高陰樹脂的交換能力,對改善出水水質(zhì)和提高運(yùn)行周期有利,也即在同樣的樹脂再生度下,采用單床串聯(lián)系統(tǒng),可以獲得比混床更好的水質(zhì)。中國電廠化學(xué)網(wǎng)f SQbg(Sp,v3p(2)經(jīng)過再生的樹脂送回到混床交換器內(nèi),由于陽樹脂的沉降

9、速度大于陰樹脂,不同程度地存在二次分離現(xiàn)象,造成樹脂層上部陰樹脂多于陽樹脂,下部陽樹脂多于陰樹脂,在順流(自上而下)運(yùn)行中,高pH值的進(jìn)水先與陰樹脂接觸,影響了離子交換的進(jìn)行,使混床出水水質(zhì)惡化并縮短運(yùn)行周期;當(dāng)混床中的陽、陰樹脂混合不好,同時存在凝汽器少量泄漏使凝結(jié)水的含鹽量升高時,水中的鹽類離子在混床頂部接觸陰樹脂,因水的pH值較高無法進(jìn)行陰離子交換,而至混床底部與氫型陽樹脂進(jìn)行交換,將造成出水中含有酸性物質(zhì),從而使?fàn)t水的pH值降低。采用單床工藝,由于凝結(jié)水先經(jīng)過氫離子交換,使水變?yōu)橹行曰蛭⑺嵝?對陰離子的交換有利,尤其是對除硅將產(chǎn)生明顯的效果;同時,簡化了再生操作,提高了運(yùn)行的可靠性和經(jīng)

10、濟(jì)性。3Ww#L4J8qc#T-v293.3對經(jīng)濟(jì)性的影響中國電廠化學(xué)網(wǎng)!q:?KR gZ!Q0c V r(1)混床失效時,由于凝結(jié)水中含有較多的氨,使陽樹脂先失效,而大部分陰樹脂并未失效,仍然保持氫氧型,但在混床內(nèi)也必須與陽樹脂同時再生,造成大量燒堿的浪費(fèi),同時產(chǎn)生的廢堿液還必須用酸中和后才能排放,使混床的經(jīng)濟(jì)性大幅度降低。采用單床后,陽、陰床可分別再生,陽床失效時不必再生陰床,節(jié)省了再生費(fèi)用。中國電廠化學(xué)網(wǎng)Z5TR3bHig9yb X)B(2)由于交叉污染,失效混床中未失效的陽樹脂混入陰樹脂后再生過程中會遇到燒堿,因滲透壓的沖擊,樹脂顆粒很容易破裂或破碎,因而降低樹脂壽命。同樣,未失效的氫

11、氧型陰樹脂混入陽樹脂后,遇到酸也會造成損壞。中國電廠化學(xué)網(wǎng)Q?:wEFvn7M(3)采用單床工藝,由于陰樹脂不與高pH值的水接觸,樹脂的再生度可以適當(dāng)降低,因此能夠明顯地降低樹脂的再生劑耗量。同時,也減少了廢酸堿的排放量,提高了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。如果采用對流再生,則酸堿耗量將進(jìn)一步降低。hL%g$WPw29(4)單床工藝不需要進(jìn)行樹脂的輸送、分離與混合操作,大大節(jié)省了自用水率。:o/V FiQ/N29(5)單床出水水質(zhì)純度高,能夠改善熱力系統(tǒng)中鍋爐給水的品質(zhì),對防止熱力設(shè)備和系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢和積鹽有利。中國電廠化學(xué)網(wǎng)M:D!u)T4m;K2H4結(jié)論ucPn:zy29(1)通過離子交換平衡的計算,可以看出離子交換的出水水質(zhì)取決于