離子交換脫鹽系統(tǒng)
脫鹽系統(tǒng)的再生工藝
除鹽設(shè)備采用的再生工藝與樹脂的工作交換容量、出水水質(zhì)和再生劑耗量有著密切的關(guān)系。再生工藝有順流和對流兩種,在**節(jié)中已闡述;另外有體外再生,一般用于電廠凝結(jié)除鹽的混床設(shè)備。各種交換劑的再生要求如下。
氫離子交換器
氫離子交換器可用硫酸或鹽酸再生。用硫酸時,在運輸和貯存方面比較簡單,硫酸濃度高,在偏僻地區(qū)運輸量少,使用方便;用鹽酸時,要注意Cl再生對不銹鋼的腐蝕,由于其揮發(fā)性,在運輸和貯存中也要注意防止腐蝕。兩者可根據(jù)當?shù)氐木唧w情況選用。
因為CaSO4在水中溶解度低,特別有過剩酸和硫酸同離子效應(yīng)時,就有可能在樹脂中沉淀,導(dǎo)致交換劑污染、交換容量降低、出水質(zhì)量下降、漏硬度,直至交換劑中的全部溶解。防止CaSO4的措施有如下幾種。
①再生時分步增加硫酸含量。*初為低于2%的溶液,然后逐漸增加至**為6也可以根據(jù)硫酸的再生水平?jīng)Q定再生步驟,例如再生水平為64kg/m3時,則**步含量2%,第二步4%;若再生水平為96kg/m3,則**步2%,第二步4%,第三步6%等。再生過程中可以不明顯分布,保持硫酸稀釋水的流量一定,逐漸開啟硫酸的輸送閥或加大往復(fù)泵馬達的轉(zhuǎn)速,而使酸的濃度逐步增加,用磺化煤時,只要用2%硫酸就可以達到合適的再生。
②減少硫酸溶液和樹脂的接觸時間。因為CaSO4從達到飽和至沉淀析出需要一定的時間,在這個時間內(nèi),酸溶液中保持CaSO4過飽和度,因此硫酸溶液流量增加到足以在沉淀析出前,廢酸液已離開交換劑層且排入地溝,則可防止沉淀產(chǎn)生在再生過程中,要校核硫酸是否足以達到上述要求或者在交換劑層內(nèi)已產(chǎn)生沉淀??扇∨懦龅膹U酸液觀察,如渾濁,表明有沉淀,而且在若干時間前就發(fā)生了。一般當水中Ca2+占總陽離子比例越高,則稀酸流量必須較大,有一個粗略的規(guī)律。
式中陽離子的單位均為mg/L(以計)。
硫酸溶液的**含量應(yīng)由調(diào)整試驗取得,為防止沉淀也可以根據(jù)入口水中的組成即占陽離子濃度的百分數(shù)估計硫酸濃度,如圖9-31所示。當水中鈣濃度高時,硫酸溶液濃度控制在1.5%以下,為防止溶液濃度控制在1.5%以下,為防止沉淀,也可考慮在稀酸中加入一些復(fù)合磷酸鹽(如六偏磷酸鈉)。
用鹽酸再生就不會出現(xiàn)沉淀,而且陽樹脂的交換容量大于硫酸再生,在交換容量一樣的條件下,鹽酸用量比硫酸小,有的電廠用預(yù)熱到40℃的鹽酸溶液再生強酸型陽樹脂,大大改善了樹脂中鐵及其氧化物的清除,而且在下周期的交換過程中,的泄漏量減少。
強酸型陽離子交換器再生時排出一部分過剩酸液可以回收,貯存在槽中作為下次再生時**部分酸液,然后再通過新鮮酸液以完成全部再生作用。選擇回收點應(yīng)在再生廢液中排代出來的總陽離子(、等)含量*低時,一般在置換開始后進行回收,這樣可降低酸耗量,節(jié)省運行費。以鹽酸作為再生劑時,節(jié)約酸量的效果**。當回收硫酸廢液時,廢酸液一定要回收在有錐底的貯存槽中以分離CaSO4沉淀物,并要洗去槽壁上的沉淀物,盡管有這些困難,但回收硫酸已有實效。
某電廠采用一級除鹽系統(tǒng),出力達1000t/h,每年耗用31%鹽酸和40%的液堿達3000~4000t,該廠采用陽離子交換器串聯(lián)再生,將一臺置換排出的廢酸液通入另一臺失效的陽離子交換器進行預(yù)再生,一方面可以利用廢酸中的鹽酸,另一方面使廢液的酸濃度進一步降低,有利于廢酸、堿中和。表9-36為陽離子交換器串聯(lián)再生時廢酸利用效果。