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2阳床树脂去污染深度复苏处理

来源:星星旅游
#1、2阳床树脂去污染深度复苏处理

一、 课题概况

化学除盐设备的安全经济运行是确保供给机组合格除盐水,及保证机组安全经济运行的前提条件。而做为除盐设备核心部分的离子交换树脂性能的好坏,直接决定着除盐设备的“安全经济运行”。

由于受黄河水水质的影响,使我厂化学除盐设备阳离子交换树脂受到污染,使其运行周期缩短、再生效果不理想、酸耗明显上升,背离了“安全经济运行”的宗旨。

二、小组概况:

课题名称:#1、2阳床树脂去污染深度复苏处理 小组类型:现场型 成立时间:2004年1月

本课题活动时间:2004年1月—2004年4月

小组成员概况见表一: (表一)

小组成员概况见表一: (表一)

姓名 性别 年龄 文化程度 职 务 接受QC教育情况 序号 1 2 3 4 5 6 7 三、选题理由

四、现状调查

课题选定后,我们随即从网上及专业期刊上查阅了有关阳树脂污染方面的资料,同时对2003年—2004年3月的#1、2阳离子交换器再生原始记录进行统计整理如表二:

(表二)

年份 2003年 43.2(8—12月) 2004年 49.7(1—3月) 50 平均酸耗(g/mol) 60.4(1—7月) 50 酸耗指标(g/mol) 从上表可以看出,2003年1—7月份的平均酸耗为60.4g/mol,超出标准值10.4g/mol。从8月份开始至年底的4个月平均酸耗为43.2 g/mol,低于标准6.8 g/mol。

2003年全年的生水水质情况如下表三: (表三)

1 117.3 43.0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 阳离子 氯根 124. 2 128.32 120.61 110.15 127.41 116.00 88.08 98.78 94.70 100.94 112.23 46.0 50.0 42.0 37.0 35.0 37.0 29.0 25.0 25.5 30.0 36.0 从表三中可以看出,2003年1—4月份的生水氯根均在42.0mg/ml,而且阳离子总量也较高,把表二与表三进行对照分析,不难发现前4个月的酸耗与生水氯根偏高有直接关系,还有一点

需要说明的是前7个月的除盐设备由运行各班再生,由于技术水准与操作细节存在差异,使再生效果不太理想,面对居高不下的酸耗,从8月份开始由分场指定专人进行调整试验,酸耗较调整再生方式前明显下降。

五、原因分析

针对酸耗偏高的情况,我们对影响阳离子交换树脂交换性能主要因素做了认真分析研究。如下图所示:0.

1、运行方式:2003年7月份之前采用的是运行每班制水制度。

每班制水2小时左右,这种制水方式存在的缺点是:设备启、停频繁,正洗水量增加,不利于安全经济运行。面对这种状况,分场经过大量科学的分析研究,把各种因素综合考虑进去,制定了新的制水制度。报厂部审核批准后于2003年8月份开始执行的制水制度,即一天制一次水,每次制水时间为8小时左右,特殊情况除外。新旧运行方式最明显的区别在于,每天可节约正洗水100吨,除盐设备每个周期节约用正洗水375吨,一年可节约用水39000吨。不仅节约用水,还优化了运行方式,因为设备投运次数减少,使设备处于稳定运行状态的时间延长,更有利于发挥交换树脂的交换容量,延长设备运行周期。

2、再生工艺:我厂自投产以来一直用定量再生剂的再生方式,即不论除盐设备每个制水周期能制多少水,均采用相同量的再生剂。这种再生方式的弊端表现为:当某个制水周期较高时,会导致离子交换树脂再生不彻底,使树脂的再生度降低,其应有的性

能不能得到充分发挥;当某个制水周期较短时,会造成再生剂浪费。此种再生工艺带来的后续问题是中和池PH值排放标准偏差太大,需另加酸、加碱进行中和,进一步加大了酸碱再生剂浪费,极不经济。

从2003年8月份采用新的再生工艺,即再生废液质量分数控制法,这种工艺的优势在于用量合理,设备再生彻底,中和池PH值基本控制在排放范围,既节约了再生剂的用量,又发挥了树脂的最大效能。

3、再生剂:再生剂的优劣,对树脂再生效果影响十分明显,再生剂不纯或浓度达不到要求时,会造成再生不彻底,甚至再生失败。

我们再生阳离子交换树脂用的是工业盐酸,它一般含有Fe、NaCL、Na2CO3等杂质,当杂质含量超标时,其有效成分Hcl的含量相应地减少,同时还会造成树脂污染。

4、水质:来水水质的好与坏是除盐设备运行周期长短的直接因素,从2003年全年来看,1—4月份生水氯根平均值为45.5mg/ml且阳离子总含量也在120mg/ml从运行经验来讲,生水氯根超过40mg/ml,阳床制水周期明显偏短,氯根超标的有两方面原因,一是由黄河上游工厂排污造成的;二是洪水期,一般几小时后会降下来。所以在氯根偏高时,及时与水厂联系了解水质变化情况,加强分析监督,尽量避开不制水或降低出力运行。

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5、树脂污染:离子交换树脂在使用过程中会受到各种因素带来的污染,主要原因有: a.再生剂不纯引起的污染:再生剂不纯引起的污染主要是Fe含量超标引起的。

b.原水中高价金属离子(混凝剂中高价金属离子后移)如Fe

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、AL等会扩散进入阳离子交换树脂内部,由于这些高价金属离

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子交换势能高,会与树脂内部的固定SO3牢固结合形成AL(SO3)3.Fe(SO3)3等,同时Fe进入树脂内部氧化成Fe。从而使这部分离子交换树脂失去作用,丧失了离子交换能力。

c.悬浮物引起的污染:原水中的悬浮物穿过机械过滤器进入阳床,会紧裹在树脂表面的液膜层,而在反洗时不能充分洗涤干净。久之形成一层隔膜,从而隔绝了树脂与水中离子交换过程,使树脂受到污染。

d.油脂引起的污染:水中往往含有油类物质,这些油类会粘附在树脂颗粒表面,形成膜状物,堵塞或包裹树脂的微孔,阻碍树脂内部的活性基团与原水中的反离子进行交换。

e.有机物引起的污染:有机物主要存在与天然水中的腐殖酸。胶团性的有机杂质,相对分子量从500到5000的高分子化合物以及多元有机羧酸等,这些物质吸附在树脂上,有的占据或者结合了树脂上的活性基团,使树脂的交换能力降低。

阳床大反洗后取树脂样进行分析鉴定,从外观上看,颜色要比新树脂明显深。用50℃的热水浸泡树脂并剧烈搅动。静止6

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小时后发现水面有油花。且水下有絮状沉淀物,取洗涤干净的阳树脂,用10%的食盐水浸泡30min,取经浸泡后的树脂的十分之一,用2倍于树脂体积的6mol/l的盐酸。振荡15 min后,取出酸液加入一支试管中加入一滴饱和的硫氰化胺,从生成的普鲁七蓝色深浅(右浅蓝色至不透明的棕褐色)来看属于有机物中度污染。

经上述分析试验,定性为阳离子交换树脂受油脂、有机物等污染。

六、阳离子交换树脂污染后的深度复苏处理。 1、用NaCL溶液处理:

将大反洗后的阳树脂压至阳树脂装卸罐内,用2倍于树脂体积的10%的NaCL溶液浸泡18-20小时,待树脂转型后排放掉废液,用除盐水反冲洗至排水PH值为中性。

2、用稀氢氧化钠处理:

用2倍于树脂体积的5%NaOH溶液浸泡4小时,放掉碱液后反冲洗至排水接近中性。此步骤重复操作四次。

3、用稀盐酸溶液处理:

用放2倍于树脂体积的5%的HCL溶液浸泡6小时,放掉酸液。反冲洗树脂至排水为中性为止。

经上述复苏处理后树脂压回阳离子交换器进行再生,便可投入运行。

七、效果:

经过复苏处理后近半年的运行情况观察,阳床制水周期与复苏前相比,形成明显的对比,数据统计如表三。

#1阳离子交换树脂 复苏前平均周期制水量 1960t 复苏后平均周期制水量 2600t #2阳离子交换树脂 复苏前平均周期制水量 2040t 复苏后平均周期制水量 2500t 从上表可以看出,经过复苏处理后,周期制水量平均提高了500t。这样一来,一年按向机炉供出20万吨除盐水计,可少再生除盐设备20台次。按每次再生用酸1.7M、用碱0.8M计,可节约盐酸34 M,节约用碱16 M,折合人民币 元。

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实验证明,根据来水水质情况,为防止树脂受到污染,使离子交换树脂处于良好的状态,有计划地定期进行复苏是很有必要的。

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