離子交換樹(shù)脂運(yùn)行中存在的問(wèn)題及預(yù)防措施

周 虎

(華能荊門(mén)熱電責(zé)任有限公司，湖北 荊門(mén) 448000 ）

離子交換樹(shù)脂運(yùn)行中存在的問(wèn)題及預(yù)防措施

周 虎

(華能荊門(mén)熱電責(zé)任有限公司，湖北 荊門(mén) 448000 ）

隨著電力工業(yè)的發(fā)展, 機(jī)組單機(jī)容量逐步向高參數(shù)、超臨界、大容量發(fā)展, 機(jī)組性能的提高, 也對(duì)電廠(chǎng)除鹽水水質(zhì)提出了更高的要求, 目前火電廠(chǎng)化學(xué)除鹽應(yīng)用較多的是離子交換樹(shù)脂, 離子交換樹(shù)脂的好壞直接影響著水處理的出水, 進(jìn)而影響著熱力系統(tǒng)的水質(zhì)和鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文通過(guò)介紹離子交換樹(shù)脂存在的問(wèn)題，并提出了些有關(guān)措施。

離子交換樹(shù)脂 問(wèn)題 措施

1 離子交換樹(shù)脂存在的問(wèn)題

1.1 高速混床中陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂粒度相差大

為保證凝結(jié)水處理混床的出水水質(zhì), 通常要求陰離子交換樹(shù)脂粒度小, 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂粒度相對(duì)較大, 這樣陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂能夠徹底分離, 可減少樹(shù)脂交叉污染。但樹(shù)脂再生好后輸送到混床, 從混床的工作原理看, 在混床內(nèi)陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂充分混合, 才能保證混床的出水水質(zhì)。目前存在陰離子交換樹(shù)脂密度小,陽(yáng)離子交換樹(shù)脂密度大, 而陰離子交換樹(shù)脂粒度小, 陽(yáng)樹(shù)脂粒度大的問(wèn)題, 在用水力輸送到混床時(shí), 陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂會(huì)自然分開(kāi), 陰離子交換樹(shù)脂在混床上部,陽(yáng)離子交換樹(shù)脂在混床下部,造成混床出水水質(zhì)差, 運(yùn)行周期短的現(xiàn)象。

1.2 水處理強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂污染

通過(guò)對(duì)運(yùn)行樹(shù)脂進(jìn)行試驗(yàn), 發(fā)現(xiàn)火電廠(chǎng)普遍存在強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的有機(jī)物和鐵離子污染。隨著地下水的逐漸減少, 地表水和中水的利用成為必然, 但地表水和中水中有機(jī)物的成分和含量比地下水多, 因此進(jìn)水中的各種大分子有機(jī)物是強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的主要污染源。同時(shí), 在離子交換過(guò)程中, 由于陰床前系統(tǒng)防腐破裂或損壞, 導(dǎo)致鋼表面直接和酸性水接觸, 產(chǎn)生大量鐵離子, 造成陰離子交換樹(shù)脂鐵離子污染。另外強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂也會(huì)受上一級(jí)離子交換樹(shù)脂氧化降結(jié)產(chǎn)物的污染。

1.3 高速混床中陰離子交換樹(shù)脂的強(qiáng)度差

高速混床陰離子交換樹(shù)脂一般選用國(guó)外某種樹(shù)脂, 該種樹(shù)脂強(qiáng)度低, 滲磨率一般在 75 %左右。由于高速混床的樹(shù)脂為體外再生, 樹(shù)脂的反復(fù)輸送和多次擦洗, 致使樹(shù)脂的破碎率較大, 造成陰離子交換樹(shù)脂補(bǔ)充率高。另外, 樹(shù)脂破碎后,樹(shù)脂粉末可能隨凝結(jié)水到鍋爐, 在高溫高壓下分解出有機(jī)分子, 影響鍋爐水質(zhì)。

1.4 運(yùn)行條件控制不當(dāng)

主要表現(xiàn)在運(yùn)行流速不在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi),過(guò)高或過(guò)低均有不良影響;樹(shù)脂裝填量不滿(mǎn)足要求,失脂后不及時(shí)補(bǔ)充或新舊樹(shù)脂混用;設(shè)備進(jìn)口水溫度過(guò)低或過(guò)高,使樹(shù)脂結(jié)構(gòu)遭受破壞;樹(shù)脂失效終點(diǎn)控制不合適,不是樹(shù)脂未完全發(fā)揮作用,就是樹(shù)脂失效過(guò)渡;樹(shù)脂報(bào)廢。

1.5 強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂破碎

水中加入的殺菌劑, 造成陽(yáng)離子交換樹(shù)脂強(qiáng)度降低。隨著工業(yè)的發(fā)展, 水污染越來(lái)越嚴(yán)重, 細(xì)菌繁殖對(duì)水質(zhì)的影響也越來(lái)越嚴(yán)重, 為了除去細(xì)菌, 通常在水中加入殺菌劑。由于次氯酸鈉殺菌劑便宜且應(yīng)用方便, 殺菌效果也比較好, 因此一般選用次氯酸鈉進(jìn)行殺菌, 但是次氯酸鈉殺菌劑在水中主要通過(guò)分解放出的余氯起作用, 余氯有很強(qiáng)的氧化性, 對(duì)強(qiáng)酸離子交換樹(shù)脂有很強(qiáng)的破壞作用, 會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的碳鏈氧化斷裂, 氧化產(chǎn)物由樹(shù)脂上脫落下來(lái), 變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)。這些可溶性物質(zhì)中含有弱酸基, 當(dāng)它隨水流進(jìn)入陰離子交換器時(shí), 首先被陰離子交換樹(shù)脂吸著, 吸著不完全時(shí), 就會(huì)殘留在陰離子交換器的出水中。有的甚至?xí)S補(bǔ)充水送到鍋爐,在鍋爐高溫、高壓下樹(shù)脂分解成有機(jī)酸, 有機(jī)酸在水冷壁管內(nèi)的蒸發(fā)和濃縮, 容易引起水冷壁管及汽輪機(jī)葉片的酸性腐蝕。

1.6 樹(shù)脂失效后再生條件控制不當(dāng)

離子交換樹(shù)脂失效后,搞好再生是十分重要的,是樹(shù)脂反復(fù)利用的關(guān)鏈環(huán)節(jié)。再生劑的濃度、溫度、流速及質(zhì)理均應(yīng)滿(mǎn)足要求,否則極大影響樹(shù)脂使用效果。

1.7 樹(shù)脂污染后復(fù)蘇不當(dāng)

由于樹(shù)脂的特性所決定,加之水環(huán)境的污染加劇,有多種因素造成樹(shù)脂污染,對(duì)污染樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)蘇處理是樹(shù)脂使用中的重要環(huán)節(jié)。樹(shù)脂復(fù)蘇處理程度不足,不能完全恢復(fù)樹(shù)脂的交換能力;樹(shù)脂復(fù)蘇過(guò)度,將破壞村脂的結(jié)構(gòu),嚴(yán)重可造成樹(shù)脂報(bào)廢。

2 預(yù)防離子交換樹(shù)脂出現(xiàn)問(wèn)題的措施

2.1 對(duì)新離子交換樹(shù)脂的驗(yàn)收

應(yīng)按照DL/T 519-2004《火力發(fā)電廠(chǎng)水處理用離子交換樹(shù)脂驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行,確保水處理用的離子交換樹(shù)脂的滲磨率≥60%, 而不是磨后圓球率≥90%。用于高速混床的離子交換樹(shù)脂的滲磨率≥90%, 陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的粒度按凝結(jié)水處理混床用離子交換樹(shù)脂的技術(shù)要求篩選, 在保證分離的基本前提下, 調(diào)整樹(shù)脂的粒度, 確保陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的混合均勻。

2.2 樹(shù)脂的預(yù)處理

其目的主要是去除樹(shù)脂生產(chǎn)中的無(wú)機(jī)雜質(zhì)、少量的低聚物和未參加聚合、縮和反應(yīng)的單體。在處理過(guò)程中,要保證 NaCl、NaOH、HCl的質(zhì)量,濃度分別為飽和、2～4%、5%,處理程序按要求步驟進(jìn)行,保證處理效果。值得注意的是,在處理后的裝脂中,盡可能減少磨損,干樹(shù)脂千萬(wàn)不能直接裝人交換器中,以免由于樹(shù)脂膨脹而使設(shè)備變形或損壞。

2.3 除去進(jìn)水中的氧化物質(zhì)

目前地表水中, 為了防止細(xì)菌的生長(zhǎng), 大部分都加有殺菌劑, 普遍采用的殺菌劑為氯, 氯有很強(qiáng)的氧化性, 對(duì)強(qiáng)酸離子交換樹(shù)脂有較強(qiáng)的破壞作用, 會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂的強(qiáng)度降低, 樹(shù)脂的工作交換容量減小, 再生的酸耗明顯增大, 再生用水量增加, 因此在使用有氧化殺菌劑的水時(shí), 應(yīng)增加設(shè)備或者加藥除去進(jìn)水中的氧化物質(zhì)。

2.4 再生條件控制

樹(shù)脂再生的條件有再生劑的質(zhì)量、濃度、溫度、流速、計(jì)量等,對(duì)再生劑的質(zhì)量控制好有效含量,雜質(zhì)含量滿(mǎn)足要求,重點(diǎn)控制液堿中的Cl和Fe含量;再生液濃度、再生時(shí)間、再生劑用量要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定,做到酸耗、堿耗適當(dāng)。再生流速以 4-8m/h為宜,陽(yáng)離子交換劑可采用偏于上限,陰離子交換劑可采用偏于下限。再生液溫度由于樹(shù)脂熱穩(wěn)定性的限制,不宜過(guò)高,30～35℃ 。

2.5 把好藥品質(zhì)量關(guān)

再生劑的質(zhì)量差容易引起樹(shù)脂污染, 因此對(duì)所用的再生藥品要嚴(yán)格把關(guān), 對(duì)每批買(mǎi)進(jìn)的酸或堿除了化驗(yàn)濃度外, 還需要化驗(yàn)酸或堿中的雜質(zhì)含量, 藥品中雜質(zhì)的含量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求, 杜絕不合格產(chǎn)品的使用。

2.6 減少進(jìn)水中有機(jī)物和鐵離子的含量

離子交換除鹽裝置中的強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的有機(jī)物污染, 主要來(lái)源是原水中的有機(jī)物。為了預(yù)防強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂的有機(jī)物污染, 應(yīng)合理地采用混凝、澄清、過(guò)濾、活性炭吸附等各種水處理方法, 盡量減少?gòu)?qiáng)堿性陰離子交換器入口水中有機(jī)物的含量。

2.7 樹(shù)脂復(fù)蘇

(1) 無(wú)機(jī)物污染

主要指樹(shù)脂受到Fe、Ag、Pb、Ca、Ba等無(wú)機(jī)物污染,其中尤以Fe污染陰樹(shù)脂最常見(jiàn),用4%204浸泡4-12小時(shí)去除樹(shù)脂的表面的附著的鐵,用1%HCl浸泡5-12小時(shí)去除樹(shù)脂內(nèi)部的鐵。也可用超聲波樹(shù)脂清洗機(jī)進(jìn)行處理。對(duì)于既有鐵污染又有有機(jī)物污染的陰樹(shù)脂,必須先去除鐵再去除有機(jī)物。

(2)有機(jī)物污染

陰陽(yáng)樹(shù)脂均可受到有機(jī)物污染,只是種類(lèi)上有差別。前者為有機(jī)鐵、腐殖酸、微生物等,后者為有機(jī)胺、細(xì)菌、油質(zhì)及含氮化含物。一般可用10%NaCl+4%NaOH進(jìn)行處理,也可用10%NaCl +0.5%NaCl處理,由于NaClO的強(qiáng)氧化性,不要多次使用,而且處理時(shí)要嚴(yán)格挲握時(shí)閫和溫度,以免樹(shù)脂結(jié)構(gòu)受到破壞。

結(jié)語(yǔ)

隨著鍋爐給水、飲用水和電廠(chǎng)用水等對(duì)離子交換出水的純度要求日益提高，促使常規(guī)的離子交換樹(shù)脂生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)不斷完善，同時(shí)催生了許多新型的生產(chǎn)工藝不斷涌現(xiàn)，使得離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品升級(jí)和技術(shù)進(jìn)步的步伐也日益加快。

［1］仝貴嬋,云桂春,金光寧.弱堿陰離子交換樹(shù)脂去除中國(guó)飲用水源中的微量重金屬及有機(jī)污染物[J].機(jī)械給排水,1999,(3):18-26.

［2］王廣珠,汪德良,崔煥芳,等.國(guó)產(chǎn)電廠(chǎng)水處理用離子交換樹(shù)脂現(xiàn)狀綜述[J].中國(guó)電力,2003,36(1):28-31.

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1007–6344（2015）01–0335–01