双室阴床工艺匠应用研究

双室阴床工艺匠应用研究 避选舵 2000年3月第1期《新疆电力》总第64期 峰l双室阴床工艺的应用研究 j.红雁池发电厂(830047) 【文摘】,介绍了双宣阴床的特点厦红雁池 电厂改造中的基本计算,通过改造前l后效益 对比,验证了更新鼠室阴床取得了扩容,降 耗,治废的良好效果.并对运行中出现的问 提出了建议厦预防措施. 【关键词】双室阴床应用 红雁池电厂总装机容量400MW,化学 年供水量在65万吨 水处理为二级除盐系统, 左右,水处理除盐系统采用强酸强碱型树脂 作离子交换剂,再生效率较低,(强碱树脂的 理论交换容量仅利用了4O左右),另外强 碱树脂的运行受水源变化影响较大,照着红 雁池水库养殖面积酶扩大,有机物含量成倍 增长,源水中约有60的有机物截留在阴床 工作交换 内,造成阴离子交换树脂严重污染, 容量下降,周期制水量减少,树脂虽经复苏处 理.效果均不够理想.为此,在9号机组增容 改造中选用了双室阴床作为锅炉补给水处理 的阴离子交换设备,近三年的运行实践证明, 采用双室阴床水处理系统取得了较好的经济 效益并减少了废液对环境的污染 1双室床的特性 双室床是由弱型树脂和强型树脂所组成 的离子交换设备,弱型树脂分布在上层.强型 树脂分布在下层,强,弱树脂之间以装有排水 帽的厢板隔开一 双室阳床运行中,弱酸树脂主要用于交 换暂硬,因此只有永硬和钠为强酸树脂交换, 失效时弱酸树脂层交换的离子主要是钙,镁 离子,由于弱酸树脂失效度低,还留有约 50的基团呈氢型,相应的强酸树脂主要用 于吸收钠和永硬,失效时树脂中钠,钙镁离子 比值和进水中钠永硬比值成正比,因强酸树 脂失效度高,故残留氢离子少,再生后,由于 大剂量再生,强酸树脂得到了较好的再生.而 弱酸树脂再生能力很高,所以再生后的树脂 几乎全部呈氢型.反应如下: R—Ca+2HCI=2R—H+CaCI2 R—Na+HCI=R—H+NaCI 弱碱性阴离子交换树脂主要吸收阳离子 交换中的硫酸,盐酸一类的矿物质酸.而对硅 酸及碳酸类弱酸吸收能力很小.经过弱碱型 阴树脂交换后,去除了水中强酸阴离子,而水 的酸度也按等摩尔降低.运行时弱,强碱树脂 反应如下; R—OH+HCI=一R—CI+H2O R—OH+HIO3一R—HS1O3+HzO 当双室床运行时,被交换的水首先接触 弱型树脂,使其失效度得到提高,再生时.再 生液首先接触强型树脂,使其再生度得到提 高,因此,在经济再生比耗下,即发挥了弱型 树脂高交换容量的特点.又提高了强型树脂 的工作交换容量和出水质量,而且减少了,废 渡排放量,减轻了环境污染. 2双室床工艺计算 2.1强,弱阴树脂比的计算 强,弱型阴树脂离子交换物料平衡式为: 】3 0. 双室阴床工艺的应用研究2000年3月第1期 VE一QT(S0i一+CI一) VE一QT(SIO2+CO2) 强,弱树脂的体积比: V,E.C V一EC Q一双室阴床的出水量,l,h; T一双室阴床的运行周期,t/h v,一双室阴床中弱树脂所占体积.m; v.一双室阴床中强树脂所占体积,m; E一弱碱树脂工作交换容量,mol/m.R E一强碱树脂工作交换容量.mol/mR C,一进水中弱酸阴离子含量,mol/L; C.一进水中强酸阴离子含量,mol/L; 2.2双室阴床基本参数的选定 1:1996年红雁池水库水质结果 全固形物总硬度硫酸根氯根硅酸根 mg/1illoI/Lmg/1mg/1mg/L 一 季度438253.9ll8.028.17.47 二季度386043.2l03.9283.42 兰季度309.762.864.7l5.S.54 四季度415.2D3.6J104.425.07.85 一一:一,, V一EC一lO0OX(O.15+0.2)一 即树脂装填高度比为2.51. 为适应进水有机物含量的增加趋势,防 止大孔树脂所吸收的有机物在运行末期被强 酸阴离子所取代,而大量泄漏有机物污染强 碱树脂,失去大孔弱碱弱树脂对强碱树脂的 保护作用,红雁池电厂最终选定强碱树脂层 高1000mm,弱碱树脂高1800mm,下室压脂 层高327mm. 3运行试验 1996年12月,1997年3月相继对 4,5,6双室阴床进行了调整试验. 试验条件:再生温度10.c20C;流速:预 再生5m/h,正式再生4m/h;NaOH浓度:预 再生1.O,正式再生3;选取再生水平为 48,42,39,36kg/m.R条件进行试验,结果 如下表: 表2:再生调整试验 再生水平碱耗工作变换容量序号比耗 kg/mRg/motmol/mR l48529481.32 242509351.25 339489l8l26 436479021.18 l4 从试验结果看出,再生水平为36kg/ mR其碱耗最低,平均工作交换容量 902mol/m,因考虑再生时有机物洗脱效率 要保持较高值,实际运行再生水平控制在 39kg/mR. 4效益分析 源水经阳离子交换器栅除碳器后,水中 阴离子的组成主要为强酸阴离子,所以采用 弱型树脂会有显着的收益.1996年12月将 原有的道流再生阴床更换为双室阴床后,年 平均碱耗如下: 9O 80 E 70 耀 蓉6O 50 19951996199719981999年 附图:1995年,1999年平均碱耗 2000年3月第1期《新疆电力》总第64期 表3:改造前后指标比较 项目改造前改造后憎减幅胰 周期制水量t8003500+338 年再生台次750l7l一77 年平均碱耗g/tool75:}48—36 年自用水耗量t488005l3O一89 年耗碱量cl7086—49 从图表中可以看出,阴床年平均碱耗由 原来的75g/tool降至48.5g/mol,少用碱量 84吨,折合人民币18.48万元,年自用水耗 量减少4.37万吨(软化水).折合水费1.75 万元,每年减少再生579.台次,大大减轻了劳 动强度,年节约工资1万元,总投资46万元. 年经济效益: '84(吨)×2200(元/吨)+43700(吨)× 0.4(元/吨)+1(万元)一46(万元)×0.2— 12.03(万元) 实践证明,红雁池水库水质采用双室阴 床取得了较好的经济效益,此外,还减轻了碱 性废液对环境的污染 5问题与建议 当双室阴床再生时,弱碱性树脂层中出 现大量硅酸,使溶液中的PH值迅速下降,硅 酸聚合作用加强(特别是低温时),从再生废 液中析出的胶体硅,附着于弱碱树脂表面及 至网孔中,影响了正常的离子交换.为防止胶 体硅污染,建议采取以下措施: 5.1失效后的双室阴床应立即再生,以免在 长时间放置过程中弱碱树脂上的硅酸发生聚 合. 5.2采用变质量分数再生法,即再生时先用 较低浓度,较高流速将强碱树脂吸着的SIO 大部分冼脱,然后用较高浓度,较低流速进行 再生,以保证较高的再生度 5.3进碱前,对树脂进行预热,再生液温度 控制在35~40"C为宜. 5.4再生进碱时,前1分钟打开中排门,排 出约四分之一废液人地沟(这部分废液中硅 含量最高),然后用其余四分之三的氢氧化钠 再生弱碱树脂. 5.5双室阴床工艺的应用,应在阳床离子交 换中得到推广. 6结论 6.1红雁池电厂采用双室阴床.达到了扩 容,降耗及治废的目的,并取得了显着的经济 效益,年效益达12.O3万元. 6.2双室阴床投运三年来,其出水水质,工 作交换容量和碱耗基本保持在调试阶段的水 平,说明该项工艺的应用是成功的. 6.3再生双室阴床,不需要采取顶压措施, 再生操作比较简单,这一技术具有实用意义 和推广价值. 参考文献: 1热工技7手册电厂化学分册,西安热工研究所 2红雁池电厂双室阴床启动调试,1996.12 [圈 俄日联合开发脉冲热核发电技术 俄罗斯和日本科学家开始联合研究脉冲热核发电技术. 俄科学院西伯利亚分院激光物理研究所的科学家与日本九州大学的科学家共同 探讨了脉 冲热核发电技术在理论上的可行性,并进行了大量的试验.脉冲热核电站使用氚作 为燃料,它 是氢的同位索.在海洋中含量非常丰富.由于脉冲热核电站不存在放射性污染问题, 因此将逐 渐取代一般的核电站.脉冲热核发电技术有望在未来几十年内成熟并投入实际应 用. 本刊摘