提高除鹽水品質(zhì)工藝優(yōu)化改造研究

于紅霞

(晉能控股煤業(yè)集團(tuán)廣發(fā)化學(xué)工業(yè)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(zhì)量，除鹽水的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，會(huì)嚴(yán)重增加設(shè)備的排污量，導(dǎo)致設(shè)備的過熱和汽輪機(jī)上沉積大量的鹽，從而降低汽輪機(jī)的功效，造成停機(jī)事故[1]。因此，為了確保蒸汽水的品質(zhì)，防止熱力設(shè)備結(jié)垢，出現(xiàn)積鹽現(xiàn)象，保證系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，要嚴(yán)把除鹽水品質(zhì)。

1 原除鹽水工藝

同煤廣發(fā)化學(xué)公司目前使用的除鹽水系統(tǒng)的一級(jí)除鹽水水量為230 t/h，水處理的電導(dǎo)率為5.0 μs/cm，二級(jí)除鹽水水量為40 t/h，水處理的電導(dǎo)率為0.2 μs/cm，一級(jí)混合離子交換器的規(guī)格型號(hào)為Φ1 800 mm×5 500 mm，流速為45 m/h，采用兩用一備，除鹽水產(chǎn)水量為225 t/h，水處理的電導(dǎo)率為5.0 μs/cm，二級(jí)混合離子交換器的規(guī)格型號(hào)為Φ1 200 mm×4 550 mm，流速為45 m/h，采用一用一備，除鹽水產(chǎn)水量為50.8 t/h，水處理的電導(dǎo)率為0.2 μs/cm。由于廣發(fā)化學(xué)公司新一期的工程中增加了兩臺(tái)高溫高壓機(jī)組，使用原有的除鹽水系統(tǒng)已不能滿足要求。

2 工藝優(yōu)化

2.1 工藝優(yōu)化方案

要提高除鹽水的品質(zhì)，對(duì)原有的除鹽水系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，采用反滲透-離子交換工藝，對(duì)一級(jí)混床出水進(jìn)行進(jìn)一步處理，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模為400m3/h，除鹽水的電導(dǎo)率為0.2 μs/cm，工藝流程為地表原水→網(wǎng)格絮凝池→快濾池→熱交換器→超濾→一級(jí)反滲透→離子交換系統(tǒng)→一級(jí)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(tǒng)運(yùn)行

改造的離子交換除鹽系統(tǒng)由4臺(tái)陰陽離子交換器和2臺(tái)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(jìn)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(dòng)過程中滲漏的樹脂。

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

整個(gè)除鹽水過程是將地表原水通過進(jìn)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(zhì)的除鹽水，系統(tǒng)每運(yùn)行一段時(shí)間，要定期反洗排液管的壓脂層，去除其他雜質(zhì)和破碎樹脂，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.3 離子交換系統(tǒng)再生

對(duì)于除鹽水系統(tǒng)來說，離子交換系統(tǒng)的再生起關(guān)鍵作用，只有經(jīng)過徹底再生的樹脂，才能確保除鹽水系統(tǒng)長久穩(wěn)定的運(yùn)行，確保樹脂的交換容量、出水水質(zhì)以及制水周期。

在進(jìn)行再生時(shí)，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(dāng)選擇硫酸為再生劑時(shí)，CaSO4和MgSO4等物質(zhì)會(huì)析出樹脂表面，并在樹脂表面結(jié)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(tǒng)進(jìn)行逆反應(yīng)時(shí)，恢復(fù)除鹽能力，離子交換系統(tǒng)的再生參數(shù)如表1所示。

表1 再生設(shè)計(jì)參數(shù)

除鹽水系統(tǒng)主要采用的是母管制方式，當(dāng)其中的一個(gè)床體樹脂出現(xiàn)失效，出水品質(zhì)不高時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行，啟動(dòng)備用的床體，開始制水，自動(dòng)進(jìn)入再生程序，在再生之前，床體會(huì)對(duì)中排上的壓脂層進(jìn)行反洗，將運(yùn)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(shí)間約40 min，經(jīng)再生液浸泡后，關(guān)閉再生劑的進(jìn)液閥，開始為時(shí)40 min的置換，置換結(jié)束后，對(duì)置換過程中壓脂層上殘留的廢液進(jìn)行沖洗，大約20 min后，開始正洗，直到出水的水質(zhì)合格，再生結(jié)束。

3 應(yīng)用分析

將改造后的除鹽水系統(tǒng)應(yīng)用在廣發(fā)化學(xué)公司，除鹽水的產(chǎn)量可達(dá)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(shí)切換不同水質(zhì)，降低了反滲透的清洗次數(shù)，節(jié)約清洗費(fèi)用約3.6萬元，提高了除鹽水的品質(zhì)和產(chǎn)水率，降低成本約54.75萬元，確保了除鹽水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，大大降低了生產(chǎn)成本。

4 結(jié)語

為提高除鹽水的出水品質(zhì)，通過分析原除鹽水系統(tǒng)的工藝，結(jié)合水處理廠的實(shí)際情況，對(duì)除鹽水系統(tǒng)進(jìn)行改造，結(jié)果如下：

1)采用反滲透-離子交換工藝，詳細(xì)分析離子交換系統(tǒng)的運(yùn)行方式，對(duì)陽離子、陰離子以及混合離子交換器選擇合適的再生劑進(jìn)行置換，得到高品質(zhì)的水質(zhì)。

2)使用三用一備和一用一備的方式，可以隨時(shí)切換不同水質(zhì)，提高除鹽水的品質(zhì)，保證出水量達(dá)標(biāo)，確保了除鹽水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。