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混床运行周期降低的原因及处理论文

理工论文 33℃ 0
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  关键词:混床;周期;电导率;再生;交换容量

  0引言

混床运行周期降低的原因及处理论文

  榆能化公司两期脱盐水共10台混床(一期6台,填平补齐4台),设计运行周期在72 h以上,制水量在12 000 t以上,随着设备运行时间的增长,混床运行周期逐渐降低、树脂失效频繁(平均运行周期32 h,制水量4 000 t左右),且出水二氧化硅、钠离子指标不稳定,影响锅炉装置蒸汽产品质量,经采取优化再生步骤,调整再生剂酸碱浓度等措施,效果不明显[1]。混床运行各项性能指标与同行业脱盐水装置存在一定差距,装置能耗相对较高,对公司高质量发展产生了一定影响,因此优化脱盐水混床运行周期问题迫切需要得到解决。

  1脱盐水混床介绍

  混床是指把一定比例的阴、阳离子交换树脂(通常装填比例为2∶1)混合装填于同一交换装置中,通过离子交换反应(利用其可逆性),对水中的离子进行交换、脱除的一种设备。

  2混床运行周期降低的原因

  2.1混床进水水质影响

  2022年上半年脱盐水原水进水电导平均为780μS/cm,经两级反渗透处理后,混床进水电导平均为8μS/cm,其主要离子含量如表1所示。再生水厂、二期回用水来水硫酸根、氯离子、二氧化硅、钠离子偏高,导致混床进水中的上述离子含量同步偏高。

  通过持续对混床进水水质(进水电导率)与运行周期统计分析对比,发现进水电导率越高,混床运行周期越短,但随着进水电导率的降低,混床运行周期逐步增加,不同进水电导率下混床运行周期的变化情况如图1所示。

  2.2树脂性能影响

  2022年7月,在进水水质合格且树脂层高度正常情况下,混床F运行周期明显低于其他混床运行水平,树脂失效频繁,在排除其他因素后,对树脂进行了取样分析。

  (1)检测结果,如表2所示。

  (2)结果分析,如表3所示。

  从外观及检测数据分析,混床树脂中混有凝胶树脂,D001MB、D201MB树脂质量全交换容量分别下降2%、4%,体积交换容量分别下降6%、2%,因此得知混床F运行周期缩短的原因为树脂污染或老化,树脂交换能力下降[2]。

  2.3再生操作影响

  (1)混床再生过程中,如操作不当造成阴树脂大量流失,混床再生后投入使用,阴树脂先失效,阳树脂没有全部失效时就要重新再生,导致再生不完全,从而影响到混床的制水量;

  (2)再生过程分层时间较短、分层不彻底,易造成树脂交叉污染,影响运行周期;

  (3)再生剂浓度未精确控制,导致树脂与再生剂反应不完全,再生不彻底。

  3处理措施

  3.1严格控制混床进水水质

  (1)严格控制公司水系统各装置来水水质,按照设计指标要求:一期再生水厂产水TDS<500 mg/L,二期回用水二级反渗透产水TDS<350 mg/L进行控制,保证原水各类水质指标稳定,同时保证一级反渗透脱盐率不得低于97%,二级反渗透脱盐率不得低于90%,确保混床进水水质合格稳定。

  (2)优化工艺流程,原水分质利用,将水质稳定性较差的再生水补充至循环水装置,优质回用水补充至脱盐水,保证生产水水质相对稳定,减少各装置产水水质波动对脱盐水混床造成的影响。

  (3)定期对脱盐水原水进行水质分析检测,确保COD、氨氮、硅、钠等指标稳定,避免造成混床树脂失效过快,产水水质不达标问题。

  3.2定期检查树脂

  (1)定期检查树脂层高度,保证阴、阳树脂装填量及装填比例正常,及时按比例补加树脂,始终保持阴、阳树脂比例为2∶1,树脂层高度在混床中视镜中部位置;

  (2)生产过程中出现单台混床运行周期异常问题,应及时对树脂性能参数进行检测,对污染树脂进行复苏或清洗处理,对老化树脂(一般使用寿命3年左右)定期进行更换,确保树脂交换能力满足混床运行要求。

  3.3再生操作方面

  准确合理地控制好混床再生操作,可以有效提升混床性能。混床再生包括预进碱、反洗分层、静置、预喷射、酸碱再生、置换、阴正洗、串洗、混脂、冲洗备用等步骤,其中反洗分层是再生过程中的一个重要环节,树脂分层的效果与阴阳树脂湿真密度差、树脂粒度的均匀程度以及树脂的失效程度等因素有关,在分层时先用小流量松动树脂,再逐步加大流量,同时控制反洗压力在0.15 MPa左右,反洗过程中始终保持树脂层在上视镜中间位置,分层时间不少于20 min,待下视镜出现明显分层界面后,结束反洗操作,此外以下环节也同样重要:

  (1)精确控制再生过程中进酸碱浓度,酸浓度控制在3%~5%,碱浓度控制在2%~4%;

  (2)控制每套混床产水不超过额定值(180 t/h),进水压力不超过0.20 MPa,避免出现流速过快、偏流问题,影响树脂反应时间;

  (3)置换过程中,以中排出水电导率≤10μS/cm为终点进行控制,如果再生剂未被置换冲洗干净,会降低树脂的交换容量,影响离子交换性能;

  (4)将混床水位降到距树脂层面10 cm处再混脂,以0.15~0.20 MPa的气压,进行混脂,确保3 min左右的稳定供气量,观察混脂效果,迅速停气、开启正洗排水阀、开启进水阀,让树脂层快速降落进行正洗,直到出水合格。

  4结语

  2022年1月至5月通过对混床失效后再生原因统计,得出统计如表4和图2所示。

  由表4可知,混床进水水质是影响混床运行周期的主要因素之一,通过严格控制混床进水水质、加强树脂检测及再生操作控制等措施,榆能化公司脱盐水混床运行周期稳定在72 h以上,周期制水量可达12 000 t左右,同时酸碱单耗降至140 g/t以下(设计≤150 g/t),再生废水排放量减少至45 t/h(设计值≤60 t/h),混床运行周期降低问题得到了有效解决,装置在节能减排、降本增效方面为公司作出了积极贡献。

  参考文献:

  [1]唐转江.高速混床制水效率低树脂频繁失效分析与改进[J].贵州电力技术,2015(6):15-17.

  [2]梅武丰,张杰.延长除盐水系统混床交换器周期制水量的分析[J].氮肥技术,2021,42(5):1-5.

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