脫鹽水系統(tǒng)降耗減排生產(chǎn)實踐

王 軍

(湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司硫酸廠，湖北荊門 448013)

脫鹽水系統(tǒng)降耗減排生產(chǎn)實踐

王 軍

(湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司硫酸廠，湖北荊門 448013)

主要介紹采用陰陽床制水的脫鹽水裝置技改情況。通過對陰陽床再生過程的分析，優(yōu)化再生工藝和原輔材料；通過對陰陽床失效過程的分析，摸索出簡單可靠的失效判斷標準，簡化操作，同時達到提高制水量，減少原輔材消耗，減少污水總量，降物耗和減排的目的。

硫酸生產(chǎn) 脫鹽水 陽床 陰床 技術(shù)改造

湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司(以下簡稱新洋豐肥業(yè))硫酸廠三系統(tǒng)有1套50 t/h的陽床+陰床脫鹽水裝置，陽床采用強酸性陽樹脂，陰床采用強堿性陰樹脂，陽床和陰床均為1用1備。硫酸主裝置鍋爐蒸發(fā)量為30 t/h，低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)蒸發(fā)器蒸發(fā)量為15 t/h，制酸系統(tǒng)脫鹽水用量較大，陽床和陰床制水負荷大，造成再生頻繁，耗用再生劑鹽酸和液堿(氫氧化鈉)量大；產(chǎn)生的污水量多；且陰陽床制水量偏小。為提高脫鹽水裝置運行效率，減少再生劑消耗，新洋豐肥業(yè)硫酸廠進行技術(shù)改造，取得較好效果。

1 脫鹽水制水工作原理

陽床出水為含CO2氣體的酸性水質(zhì)，陰床樹脂將這一部分酸性物質(zhì)進行了處理，出水pH值為中性。如果陰床失效，則陰床出水酸度會上升，即pH值下降；如果陽床失效，進入陰床的中水酸度下降，則陰床出水堿度上升，即出水pH值上升。

2 脫鹽水系統(tǒng)工藝

新洋豐肥業(yè)硫酸廠脫鹽水系統(tǒng)工藝流程示意見圖1。

圖1 脫鹽水系統(tǒng)工藝流程示意

3 運行情況及技改方案

2016年7月19日新洋豐肥業(yè)硫酸廠對2#陽床和2#陰床進行再生處理，陽床再生335 min，耗用w(HCl)31%鹽酸1.08 t，陽床進口為w(HCl)5.3%鹽酸。陰床再生290 min，耗用w(NaOH)30.22%氫氧化鈉0.8 t，陰床進口為w(NaOH)3.3%氫氧化鈉。2#陽床和2#陰床進行再生處理情況見表1，2。

污水池中水偏酸性。制水量686 t，運行16 h，失效時陽床電導(dǎo)率527 μs/cm，pH值3.02，陰床出水電導(dǎo)率8.87，pH值9.1，判斷為陰床先失效。

根據(jù)實際數(shù)據(jù)，結(jié)合理論采取以下技改措施：

1)將質(zhì)量分數(shù)31%的鹽酸配制成3%～5%，質(zhì)量分數(shù)30%的液堿配制成2%～4%，避免再生液濃度高，造成再生液總量偏低，不能均勻的與樹脂交換反應(yīng)，使用酸堿量增加。因此在再生泵流量為10 m3/h時，鹽酸噴射器流量控制在700～800 L/h，液堿噴射器控制在500 L/h，再生泵流量增加時噴射量適當增加。

2)反洗后從中排放水，避免從下排放水時樹脂沒有水浸泡，再生效果不好。

3)進酸堿控制在80 min可以滿足再生效果，原120 min時間較長，污水產(chǎn)生較多。按照80 min計算,每次再生鹽酸用量約1.1 t，液堿約0.9 t。

表1 2#陽床再生處理情況

表2 2#陰床再生處理情況

4)置換時流量為12 m3/h，陰床水量適當，但陽床水量小，增加流量到15 m3/h左右，陽床置換效果應(yīng)更好。

5)為做好清污分流，將污水生產(chǎn)量降到最低限度，現(xiàn)在可作為清水外排的再生水(pH值6～9)有如下3類：①過濾器反洗、正洗水；②陰、陽床反洗水；③陰床在置換過程中當排水pH值約7時的污水(一般置換20 min后pH值約7)和正洗水。再生過程中除這3種中水可以外排，其余再生過程中的污水禁止外排，回收到污水池進行處理。經(jīng)過統(tǒng)計，可以減少污水大約50 t/次。

6)使用含雜質(zhì)少的優(yōu)質(zhì)液堿。液堿有雜質(zhì)多的普通液堿和雜質(zhì)含量少的優(yōu)質(zhì)液堿，優(yōu)質(zhì)液堿價格比普通液堿貴5%～10%，但再生效果要好的多，綜合經(jīng)濟效益合理。

4 陰、陽床失效判斷

原先制水時只要脫鹽水電導(dǎo)率上升，立刻同時更換備用的陰、陽床，這樣就會有未失效的陽床或陰床被更換，造成浪費。為節(jié)約生產(chǎn)成本，脫鹽水電導(dǎo)率不合格時，檢測出失效陰(陽)床后倒換備用床，沒有失效的陰(陽)床繼續(xù)使用。加強對陽床和陰床的出水水質(zhì)分析和控制，陽床出水pH值一般穩(wěn)定在2.8～3.0，電導(dǎo)率600～800 μs/cm，出水檢測不出硬度和鈉離子；陰床出水pH值一般穩(wěn)定在7左右，電導(dǎo)率0～1 μs/cm，出水中檢測不出硅酸根離子。如果脫鹽水系統(tǒng)未設(shè)置鈉表和硅表，陰、陽床失效不好判斷，通過出水電導(dǎo)率的升高只能判斷陰床和陽床中有一個已經(jīng)失效，如何簡單快速檢測出失效床對生產(chǎn)操作非常關(guān)鍵。通過對陽床和陰床失效時的水質(zhì)分析，發(fā)現(xiàn)用電導(dǎo)率儀和pH值檢測儀配合使用可以判斷失效床，該方法簡單可靠。

具體操作判斷方法如下：正常制水情況下陰床出水電導(dǎo)率開始上升，檢測陰床出水pH值。如pH值上升(向9靠近)則判斷陽床失效，更換陽床；如pH值下降(向7靠近)則判斷陰床失效，更換陰床。換床之后，注意監(jiān)測陰床出水電導(dǎo)率和pH值。

注意事項：

1)換床后及時檢查陰床出水水質(zhì)(電導(dǎo)率和pH值)，出現(xiàn)異常時停止制水，倒換備用床。檢查閥門是否開關(guān)正確，在使用中要密切注意已經(jīng)使用時間較長的陰(陽)床的出水水質(zhì)，防止失效未被發(fā)現(xiàn)。

2)陰陽床要掛牌標識所處狀態(tài)，防止誤操作。運行陰、陽床掛“正在使用”牌，備用陰、陽床掛“備用”牌，再生陰、陽床掛“正在再生”牌，倒換床后第一時間將牌掛好，并做好交接班記錄。

3)再生進酸堿是要注意檢查運行床進酸堿閥門是否關(guān)閉良好以及出水水質(zhì)，防止閥門關(guān)閉不嚴導(dǎo)致酸堿進入運行床中造成事故。

5 幾種表現(xiàn)特征及應(yīng)對措施

1)當陽床失效而陰床未失效時表現(xiàn)為：陽床出水的硬度和pH值上升，出水用鉻黑T指示劑滴定至呈酒紅色，pH值高于3并呈上升趨勢；陰床出水電導(dǎo)率和pH值上升。應(yīng)對措施為：更換備用陽床。

2)當陰床失效而陽床未失效時表現(xiàn)為：陽床出水硬度很低且穩(wěn)定，pH值在3以下且穩(wěn)定，陰床出水電導(dǎo)率上升，pH值下降。應(yīng)對措施為：更換備用陰床。

3)更換備用床后陰床出水不達標：出水電導(dǎo)率高且沒有下降趨勢，pH值高于9或者低于6。應(yīng)對措施為：取水樣重新檢測，失效床是否判斷失誤。

4)陽床未失效而是陰床失效，誤換陽床：陰床出水pH值小于7呈酸性，陰床電導(dǎo)率高。應(yīng)對措施為：停止制水，更換陰床再制水。

5)陰床未失效而是陽床失效，誤換陰床：陰床出水pH值大于9，電導(dǎo)率高。應(yīng)對措施為：停止制水，更換陽床再制水。

檢測pH值的好處是能及時發(fā)現(xiàn)pH值的變化，從而避免鍋爐用水脫鹽水為酸性，造成腐蝕，危及鍋爐安全，在脫鹽水泵出口補充氨水，調(diào)節(jié)脫鹽水pH值大于或等于7，使鍋爐水質(zhì)有可靠保障。

6 結(jié)語

新洋豐肥業(yè)硫酸廠經(jīng)過技改和優(yōu)化操作，脫鹽水系統(tǒng)陰床制水量由原來的約900 t/床提高到1 500 t/床，陽床制水量由原來的約600 t/床左右提高到900 t/床；外排污水量減少30%。氫氧化鈉用量減少50%左右，每噸氫氧化鈉制水量提高到1 200 t左右，鹽酸消耗量也大幅下降，降低了生產(chǎn)成本和外排污水總量，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。

[1] 韓百光.化工基礎(chǔ)簡明教程[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，1998：205-220.

Practice of reducing consumption and reducing emissionof desalted water system

WANGJun

(Hubei New Yangfeng Fertilizer Stock Co., Ltd., sulphuric acid plant, Jingmen, Hubei, 448013, China)

Technical reform of the desalted water system with the water of the anode-negative bed is described. Through analyzing the regeneration process of the anode-negative bed, optimizing the regeneration process and raw and auxiliary materials. The failure process of anode-negative bed are analyzed to find out a simple and reliable failure criterion, simplify the operation, and to improve the system capacity, reducing raw material consumption and the amount of sewage, as well as material consumption and emission reduction purposes.

sulphuric acid production, desalted water, anode bed, negative bed, technical transformation

2017-02-25。

王軍，男，湖北新洋豐肥業(yè)股份有限公司硫酸廠生產(chǎn)技術(shù)科科長、化工工藝工程師，主要負責(zé)硫酸生產(chǎn)工藝管理工作。電話：15972613490;E-mail：469056539@qq.com。

生產(chǎn)實踐

TQ111.16

B

1002-1507(2017)05-0010-04