提高除鹽水品質工藝優化改造研究

于紅霞

(晉能控股煤業集團廣發化學工業有限公司，山西 大同 037000)

引 言

目前，影響蒸汽好壞的主要因素是除鹽水的質量，除鹽水的質量不達標，會嚴重增加設備的排污量，導致設備的過熱和汽輪機上沉積大量的鹽，從而降低汽輪機的功效，造成停機事故[1]。因此，為了確保蒸汽水的品質，防止熱力設備結垢，出現積鹽現象，保證系統的安全經濟運行，要嚴把除鹽水品質。

1 原除鹽水工藝

同煤廣發化學公司目前使用的除鹽水系統的一級除鹽水水量為230 t/h，水處理的電導率為5.0 μs/cm，二級除鹽水水量為40 t/h，水處理的電導率為0.2 μs/cm，一級混合離子交換器的規格型號為Φ1 800 mm×5 500 mm，流速為45 m/h，采用兩用一備，除鹽水產水量為225 t/h，水處理的電導率為5.0 μs/cm，二級混合離子交換器的規格型號為Φ1 200 mm×4 550 mm，流速為45 m/h，采用一用一備，除鹽水產水量為50.8 t/h，水處理的電導率為0.2 μs/cm。由于廣發化學公司新一期的工程中增加了兩臺高溫高壓機組，使用原有的除鹽水系統已不能滿足要求。

2 工藝優化

2.1 工藝優化方案

要提高除鹽水的品質，對原有的除鹽水系統進行改造升級，采用反滲透-離子交換工藝，對一級混床出水進行進一步處理，系統的設計規模為400m3/h，除鹽水的電導率為0.2 μs/cm，工藝流程為地表原水→網格絮凝池→快濾池→熱交換器→超濾→一級反滲透→離子交換系統→一級除鹽→混床，具體的工藝流程圖如第59頁圖1所示。

圖1 改造后工藝流程圖

2.2 離子交換系統運行

改造的離子交換除鹽系統由4臺陰陽離子交換器和2臺混合離子交換器組成，在陰陽離子交換器中分別裝入300 mm的壓脂層和2 400 mm的交換層，在混合離子交換器中裝入450 mm的陽樹脂和1 350 mm的陰樹脂，進水裝置采用十字支母管連接方式，中間排水裝置采用母支管連接方式，出水裝置采用水帽連接方式，并在出水口處安裝樹脂捕捉器，截留在流動過程中滲漏的樹脂。

對陰、陽離子進行樹脂再生時，用2倍的再生液再生劑量[2]，第一次再生時采用浸泡方法，浸泡約24 h，第二次再生時采用逆流再生方法，再生時間約30 min，在混床時，將罐體中同時灌入酸堿再生液，對交換器中的樹脂進行再生，對再生后的樹脂在床體上進行正洗，直到床體上的出水口pH值等于進水口的pH值為止，在這個過程中，可以將樹脂中的破碎樹脂洗出[3]，恢復樹脂交換的容量。

整個除鹽水過程是將地表原水通過進水泵打入離子交換器中，交換器中的樹脂與原水相互接觸后，原水中的陰、陽離子被置換到樹脂上，將原水中的陰、陽離子去除，得到高品質的除鹽水，系統每運行一段時間，要定期反洗排液管的壓脂層，去除其他雜質和破碎樹脂，確保系統的正常運行。

2.3 離子交換系統再生

對于除鹽水系統來說，離子交換系統的再生起關鍵作用，只有經過徹底再生的樹脂，才能確保除鹽水系統長久穩定的運行，確保樹脂的交換容量、出水水質以及制水周期。

在進行再生時，要選擇合適的再生劑，可以采用鹽酸或硫酸作樹脂陽離子再生的再生劑，當選擇硫酸為再生劑時，CaSO4和MgSO4等物質會析出樹脂表面，并在樹脂表面結垢，阻礙離子交換再生[4]，因此，選用鹽酸作為陽離子的再生劑。采用氫氧化鈉作樹脂陰離子再生的再生劑，置換樹脂中的陰離子，在系統進行逆反應時，恢復除鹽能力，離子交換系統的再生參數如表1所示。

表1 再生設計參數

除鹽水系統主要采用的是母管制方式，當其中的一個床體樹脂出現失效，出水品質不高時，系統會自動停止運行，啟動備用的床體，開始制水，自動進入再生程序，在再生之前，床體會對中排上的壓脂層進行反洗，將運行過程中積壓在壓脂層中的顆粒物沖洗掉，大約15 min～20 min后，反洗出澄清的水，加入再生液，再生液的流速小于5 m/h，防止過高的流速造成樹脂亂層，再生的時間約40 min，經再生液浸泡后，關閉再生劑的進液閥，開始為時40 min的置換，置換結束后，對置換過程中壓脂層上殘留的廢液進行沖洗，大約20 min后，開始正洗，直到出水的水質合格，再生結束。

3 應用分析

將改造后的除鹽水系統應用在廣發化學公司，除鹽水的產量可達360 m3/h，采用反滲透-離子交換，使用三用一備和一用一備的方式，可以隨時切換不同水質，降低了反滲透的清洗次數，節約清洗費用約3.6萬元，提高了除鹽水的品質和產水率，降低成本約54.75萬元，確保了除鹽水系統的安全穩定運行，大大降低了生產成本。

4 結語

為提高除鹽水的出水品質，通過分析原除鹽水系統的工藝，結合水處理廠的實際情況，對除鹽水系統進行改造，結果如下：

1)采用反滲透-離子交換工藝，詳細分析離子交換系統的運行方式，對陽離子、陰離子以及混合離子交換器選擇合適的再生劑進行置換，得到高品質的水質。

2)使用三用一備和一用一備的方式，可以隨時切換不同水質，提高除鹽水的品質，保證出水量達標，確保了除鹽水系統的安全穩定運行。