關(guān)于一級(jí)除鹽再生和維護(hù)的探討

摘要：一級(jí)除鹽復(fù)式床是發(fā)電廠化學(xué)水處理的主要設(shè)備。本文介紹了弱陽(yáng)、強(qiáng)陽(yáng)樹(shù)脂組合的雙室陽(yáng)床和弱陰、強(qiáng)陰樹(shù)脂組合的陰雙室床在實(shí)際運(yùn)行中的情況，分析了一級(jí)除鹽水處理的過(guò)程、再生的過(guò)程，提出了一些運(yùn)行中出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題和所采取的處理措施。通過(guò)這些分析，希望對(duì)類似設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供參考。

關(guān)鍵詞：除鹽水處理；除鹽設(shè)備再生；設(shè)備系統(tǒng)

0 引言

隨著火力發(fā)電機(jī)組參數(shù)的不斷提高，對(duì)補(bǔ)充水的水質(zhì)要求也在不斷提高。陽(yáng)床+除碳器+陰床的一級(jí)除鹽設(shè)備是除鹽制水的主力設(shè)備，如何在實(shí)際的運(yùn)行中，面對(duì)不同的原水，做好操作維護(hù)保證合格穩(wěn)定的出水，這需要我們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)中不斷探討總結(jié)。

1 設(shè)備系統(tǒng)綜述

我廠除鹽系統(tǒng)采用單元制組合方式的一級(jí)復(fù)床除鹽工藝。如工藝流程圖（圖1）。

陽(yáng)床采用弱酸性樹(shù)脂與強(qiáng)酸性樹(shù)脂組成的雙層床，陰床采用弱堿性樹(shù)脂與強(qiáng)堿性樹(shù)脂組成的雙室床，強(qiáng)弱樹(shù)脂間是帶雙頭水帽的隔板。陽(yáng)床進(jìn)水是經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾器的水，陽(yáng)床之后陰床之前設(shè)除碳器以除去二氧化碳，減輕陰床的交換量。在陰床之后為使水質(zhì)達(dá)到更高要求還設(shè)置了三臺(tái)單元制混床。一級(jí)除鹽陽(yáng)、陰床的出水要求如下（表1）。

2 實(shí)際運(yùn)行監(jiān)測(cè)

2.1 檢測(cè)原理

設(shè)計(jì)陰床樹(shù)脂有一定富裕量，陽(yáng)床先于陰床失效。陽(yáng)床失效Na+最先漏出、所以要監(jiān)測(cè)出水Na+≤500ug/l。水在陽(yáng)床首先經(jīng)過(guò)弱酸性H離子交換層、使水中硬度降低了。我廠的原水硬、堿度比大于1即非堿性水條件下，運(yùn)行初期出水有酸度的時(shí)間較長(zhǎng)，這是因?yàn)橛猩倭恐行喳}參與交換的結(jié)果。由于進(jìn)水中有非碳酸鹽硬度，所以制水一開(kāi)始就有硬度漏出。這種情況下檢測(cè)弱酸出水YD的大小變化可判斷弱酸陽(yáng)樹(shù)脂再生的效果和運(yùn)行效果。

陰床失效SiO2最先漏出，所以要監(jiān)測(cè)出水SiO2。陰床出水水質(zhì)變化有兩種不同情況，一種是陽(yáng)床交換器先失效，另一種是陰床交換器先失效。這兩種情況陰床出水水質(zhì)變化不同。當(dāng)陽(yáng)床先失效時(shí)，相當(dāng)于陰床進(jìn)水中Na+含量增大，于是陰床出水中NaOH含量上升，其結(jié)果是出水PH值、電導(dǎo)率、SiO2和Na+含量均增大，所以監(jiān)測(cè)陽(yáng)床運(yùn)行也兼顧陰床DD值的變化。當(dāng)陰床先失效時(shí)，表現(xiàn)出的現(xiàn)象通常是出水中SiO2含量增大，因H2SiO3是很弱的酸，所以在失效的初期，對(duì)出水PH值的影響并不明顯，但緊接著隨H2SiO3或HCL漏出，PH值就會(huì)明顯下降。至于出水的DD往往會(huì)在失效點(diǎn)處先呈微小下降，然后上升。這是因?yàn)殛幋参词r(shí)，其出水中通常含有微NaOH、而當(dāng)其失效時(shí)，這部分NaOH被Na2SiO3所代替，所以電導(dǎo)率微小下降。當(dāng)氫氧根離子減小到與進(jìn)水中氫離子正好等量時(shí)，電導(dǎo)率最低，這相當(dāng)于酸堿滴定的終點(diǎn)。之后由于出水中氫離子的增加，電導(dǎo)率急劇增大。這二者的主要區(qū)別是陽(yáng)床先失效使陰床出水PH上升，陰床失效使出水PH下降，DD都上升，因此判斷陽(yáng)床失效需要檢測(cè)陰床出水DD的同時(shí)還應(yīng)檢測(cè)陽(yáng)床出水Na+。

2.2 一級(jí)除鹽陽(yáng)、陰床的出水標(biāo)準(zhǔn)為

3 再生原理和操作

3.1 原理

一級(jí)除鹽陰陽(yáng)床的再生采用逆流再生，再生液先流經(jīng)強(qiáng)型樹(shù)脂，再流經(jīng)弱型樹(shù)脂，用強(qiáng)型樹(shù)脂排液（也稱再生廢液）中未被利用的酸或堿再生弱型樹(shù)脂。這種再生工藝對(duì)水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行出水水質(zhì)可以更好。陽(yáng)床出水Na+一般可在20～30μg/L或更低，實(shí)際運(yùn)行中〈 10μg/L。陰床出水SiO2可低于50μg/L，實(shí)際運(yùn)行<10μg/L，DD通常低于2μs/cm，我廠實(shí)際正常運(yùn)行中<1μs/cm。再生劑的比耗（我廠要求<1.23〉也低，經(jīng)濟(jì)效益較好。逆流再生的自用水率也較低。但逆流再生設(shè)備運(yùn)行中對(duì)進(jìn)水濁度要求較嚴(yán)，我廠高過(guò)來(lái)水要求濁度<1mg/L，這樣可減少反洗次數(shù)。

3.2 再生操作中的注意

（1）再生的步序：預(yù)噴射—放水—進(jìn)酸（堿）—置換—放氣進(jìn)水—正洗—備用。

（2）第一步預(yù)噴射（即小反洗），作用是松動(dòng)樹(shù)脂層和沖洗掉積聚在樹(shù)脂層中的污物，控制流速不能太快，防止亂層，沖洗要充分，所以就地取水樣要清澈后再停。

（3）陰床用除鹽水小反洗：除鹽水中的SiO2濃度很低，而陰床失效樹(shù)脂層表面SiO2濃度很高，由這種濃度差所產(chǎn)生的動(dòng)力，使SiO2很容易從樹(shù)脂上解析下來(lái)。用除鹽水沖洗的過(guò)程中，樹(shù)脂層中的酸性水逐漸排出，PH值也隨之升高，可使樹(shù)脂層中的硅化合物由難溶的多聚體轉(zhuǎn)變成較易溶解的低分子型，更容易解析出來(lái)。所以陰床的小反洗非常重要，一定要沖洗充分。

（4）進(jìn)再生液時(shí)要控制濃度。酸（HCI）2.4～2.6%。堿先進(jìn)30分鐘1.0～1.2%的稀堿，再進(jìn)2.4～2.6%的濃堿。堿液濃度一定要先稀后濃，這是為了防止膠態(tài)硅的析出。

（5）陰雙室床運(yùn)行時(shí)，上層弱堿陰樹(shù)脂基本不交換硅酸，水中硅化物大部分被下層強(qiáng)堿陰樹(shù)脂吸收。再生時(shí)，再生液由下向上首先通過(guò)強(qiáng)堿樹(shù)脂層，于是便將強(qiáng)堿陰樹(shù)脂中大量硅化物洗脫到溶液中，從而使溶液中硅化物濃度很大。當(dāng)此溶液繼續(xù)向上流動(dòng)時(shí)，因?yàn)槠渲械脑偕鷦┲饾u被再生反應(yīng)所消耗掉，特別是流經(jīng)弱堿樹(shù)脂層時(shí)，由于再生反應(yīng)很容易進(jìn)行，所以PH值迅速降低，從而提供了析出膠態(tài)硅化合物的條件。因此，膠態(tài)硅化合物就會(huì)在弱堿陰樹(shù)脂層中析出。在制水時(shí)，膠態(tài)硅化合物隨進(jìn)水逐漸轉(zhuǎn)變成硅酸而留在強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂層中造成硅污染，或者膠態(tài)硅化合物泄漏，最終使交換器提前失效或出水硅含量增大。

（6）再生置換的原因是，當(dāng)全部再生液進(jìn)完后，樹(shù)脂層中仍有正在反應(yīng)的再生液，而樹(shù)脂層下部至計(jì)量箱之間的再生液則尚未進(jìn)入樹(shù)脂層。為了使這些再生液全部通過(guò)樹(shù)脂層，須用除鹽水按再生液流過(guò)樹(shù)脂的流程及流速通過(guò)交換器，這一過(guò)程稱為置換。置換過(guò)程應(yīng)注意完全，也應(yīng)注意及時(shí)分析合格后停止，以免影響工交。

4 實(shí)際運(yùn)行中的問(wèn)題分析：

（1）Ⅰ系列一級(jí)除鹽有段時(shí)間陰床工交很低，酸堿耗超標(biāo)，檢查發(fā)現(xiàn)中間除碳器的通風(fēng)機(jī)葉片損壞造成除CO2效果差，增加了陰床的交換負(fù)擔(dān)。所以運(yùn)行中要注意檢查除碳器的運(yùn)行狀況。

（2）Ⅱ系列一級(jí)除鹽有段時(shí)間工交很低，酸堿耗超標(biāo)，正常運(yùn)行中，陰床出水SiO2較大：20～30μg/L。分析原因主要有：

1）再生時(shí)未控制好進(jìn)稀堿的濃度和時(shí)間，造成膠態(tài)硅污染；

2）上次再生后運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成保護(hù)層縮小。

3）陰樹(shù)脂量減少或樹(shù)脂有老化。

4）陰樹(shù)脂量少或進(jìn)水不均造成亂層。

5）防范措施：

重新徹底再生，嚴(yán)格控制充分進(jìn)稀堿。

對(duì)運(yùn)行時(shí)間設(shè)定上限，避免過(guò)度失效。

聯(lián)系檢修加樹(shù)脂，處理好壓脂層。

5 總結(jié)

一級(jí)除鹽設(shè)備是目前水處理的主要設(shè)備之一，保證一級(jí)除鹽設(shè)備安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行是制備除鹽水的重要一環(huán)。本文對(duì)一級(jí)除鹽設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中的出水如何監(jiān)測(cè)進(jìn)行了分析，明確了監(jiān)測(cè)指標(biāo)，以及根據(jù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)對(duì)陰陽(yáng)床失效情況的判斷，從而可以針對(duì)性的進(jìn)行再生操作。同時(shí)對(duì)一級(jí)除鹽的再生過(guò)程進(jìn)行了解析，配合實(shí)際操作，總結(jié)出再生操作的重點(diǎn)，便于再生操作有效成功。最后分析了一級(jí)除鹽實(shí)際運(yùn)行中的幾個(gè)問(wèn)題，提出了解決措施。這些對(duì)一級(jí)除鹽設(shè)備實(shí)際運(yùn)行維護(hù)和再生過(guò)程的探討，希望給同類設(shè)備的運(yùn)行提供參考。

作者簡(jiǎn)介：路引軍 （1976-），男，本科，火力發(fā)電廠化學(xué)運(yùn)行專工。