鍋爐給水檢測技術研究

李盛好

摘要:在檢驗檢測過程中,將近50%鍋爐給水由于高價的鐵離子使樹脂交換基失去交換能力,當進水中含有少量三價或二價鐵離子時,陽樹脂將會優選與這些鐵離子結合,在水中溶解氧的作用下將其中的Fe2+氧化為Fe3+,使其牢牢的結合在樹脂交換基團上直接影響了鍋爐的使用壽命。對此進行分析,并提出樹脂的復蘇可行性辦法。

關鍵詞:鍋爐;陽離子交換樹脂;鐵離子;中毒;復蘇

中圖分類號:F403.5 文獻標志碼:A 文章編號: 1671—7740(2009)07-0101-01

在檢驗檢測過程中,將近50%鍋爐存在不同程度結垢和腐蝕現象,直接影響了鍋爐的使用壽命。主要原因是鍋爐水處理設備制水能力差,不能有效地控制給水指標。使鍋爐水處理設備制水能力下降的原因主要是高價的Fe3+,重金屬離子牢固的占據樹脂交換基,使其失去交換能力。

鐵離子氧化生成的Fe3+因在水中的溶解度極小、故以Fe(OH)3形式由水中沉淀析出。當水中含鐵濃度大于0.3毫克/升時,水便變渾,超過1毫克/升時水具有鐵腥味。軟化鍋爐用水,一般都用陽離子交換樹脂處理。工業鍋爐用的地下水,由于水中含鐵量較高或管路、容器的腐蝕,引入大量的鐵毒化了樹脂,造成樹脂工作容量形成永久性的降低,使交換劑交換容量減少,鹽耗增大,軟化效率降低。一般再生方法或進行常規的酸堿處理,均不能令其恢復交換能力,稱為樹脂被毒化。樹脂為多孔網狀立體結構,多孔網眼是離子在樹脂內部擴散進出的通道,通道內壁具有眾多的功能基團,是離子交換反應的活性點,一旦此活性點被覆蓋,離子交換過程就無法進行。由于強酸性陽離子交換樹脂對水中的三價鐵離子親合力極強,其選擇交換順序為:Fe3+ >Al3+ >Fe2+ >Ca2+ >Mg2+ >K+>NH4+ >Na+ >H+。當進水中含有少量三價或二價鐵離子時,陽樹脂將會優選與這些鐵離子結合,在水中溶解氧的作用下將其中的Fe2+氧化為Fe3+,使其牢牢的結合在樹脂交換基團上。在再生時卻難以洗脫下來,從而阻礙了離交換反應的進行或是在離子交換反應過程中生成難溶的沉積物,并沉積在樹脂內部,阻塞了離子交換的通道。樹脂中毒程度輕重不一,嚴重中毒樹脂交換容量可降低80%～95%,使樹脂面完全失去軟化水的能力。

樹脂鐵中毒后,用常規低濃度的食鹽再生液很難將樹脂交換基團上的鐵離子置換下來。以下介紹幾種復蘇方法,供參考。

方法一,徹底反沖洗樹脂層后,用8.0%HCl溶液,以6 m/h流速逆向流經樹脂層。用原水沖洗該層至出水pH≥5.5。用9.0%NaCl溶液,以6 m/h流速逆向流經樹脂層。用軟化水沖洗樹脂層5 min完成樹脂復蘇。轉入正常的軟化交換過程。此法適用于輕度鐵中毒樹脂的復蘇。

方法二,對于中度鐵中毒樹脂的復蘇,可在上述兩步復蘇方法的基礎上,再增兩道工序:用8.0%NaOH溶液,以8 m/h流速逆向流經樹脂層。用原水沖洗樹脂層至出水pH≤8.5。用9.0%NaCl溶液,以6 m/h流速逆向流經樹脂層。用軟化水以9 m/h流速逆向清洗樹脂層5 min后,轉入正常軟化交換過程。此方法的復蘇效果比較理想,但復蘇費用較大。

方法三,目前樹脂復蘇新技術,BM+超聲波+CBA(ASB)樹脂復蘇新技術,利用超聲波的空化清洗作用,配合復蘇藥劑,疏通堵塞微孔,恢復交換基團的交換能力。

陽離子交換樹脂在使用中會受到各種污染,及時對污染情況進行分析,找出污染的原因并有效地復蘇樹脂是保證樹脂安全經濟運行的有力措施。但是,樹脂污染后進行復蘇只是一種補救措施,生產中應該重視水的預處理工作,及時消除隱患,才能夠有力地保證后續水處理系統的安全運行。

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[責任編輯程凡]