双室床运行中若干问题的探讨

2002年第 5期 河 北 电 力 技 术 第 21卷 双室床运行中若干问题的探讨 Discussion on Some Operation Problems of Double。——chamber Bed 邢 峥，舒鑫森 (石家庄热电厂，河北 石家庄 050041) 摘要：文章介绍了双室床在石家庄热 电厂的应用情 况。论述 了双室床的实际运行特点。针对双室床运行中易发 生 的问题。提出了解决办法。为进一步提高双室床应 用技 术提 出了参考建议。 关键词：双室浮动床；双室固定床 ；离子交换树脂；水处理 Abstract：This paper introduces the application situation of double— chamber bed in S iazhuang Co— generation Power Plant，and describes the process features in praetic~l operation of the double—chamber bed．Some precautions are proposed to solve the problems easy to occur in the operation of the double— chamber bed．For further improving the app~cafion technology ofthe double—chamber bed，some suggestions are offered ． Keywords：double——chamber floating bed；double——chamber fixed bed；ion—exchange resin；water treatment 中图分类号：TM621．8 文献标识码 ：B 文章编号：1001—9898(2002)05一oo50—03 双室床是在双层床的基础上发展起来的一种新 型水处理工艺，70年代末我国引进了国外这一新工 艺，并进行了试验研究。对流离子交换双室床，按其 进水与再生介质的流向不同，又分为双室浮动逆流 离子交换器(简称双室浮动床)和双室逆流再生离子 交换器(简称双室固定床)2种型式，这 2种型式统 称为双室床。早在 1991年，石家庄热电厂就开始应 用双室床水处理装置，至今已拥有双室固定床 18 台，双室浮动床 15台。经过多年的运行实践和不断 的工艺改进，双室床取得了良好的运行效果，本文结 合石家庄热电厂实际运行情况 ，对影响双室床运行 的若干问题进行了探讨。 1 双室床工艺的特点 双室床内部结构是在设备本体中加装一块多孔· 板，将离子交换器分隔成上、下两室，强、弱树脂各放 一 室，采用对流再生离子交换工艺，该工艺具有如下 特点： a．由于双室床将弱、强树脂置人一体。与弱、强 床串联系统相比，具有占地面积小、投资少、运行操 作简单等优点。 b．逆流再生可保证再生液首先接触强树脂，同 时由于弱树脂交换容量大，因此再生用酸、碱量远远 高于单一强阳(阴)床的用量，确保了强树脂的深度 再生，对保证出水质量有利。 C．由于采用强弱树脂联合应用。又是逆流再生 工艺，因而双室床具有比一般逆流再生单层床再生 效率高、出水水质好、平均工作交换容量大、比耗低、 节省离子交换设备等较为突出的优点。 2 石家庄热电厂的水质特点及 阳、阴双室床运行工 艺参数 石家庄热电厂双室床运行水质、树脂工作交换 容量及出水水质情况如表 1、表 2所示。 从表 1、表2可以看出：石家庄热电厂水质属碳 酸盐型，硬度较高，暂硬 占总阳离子比例较大，同时 强酸离子占总阴离子的比例较高，该种水质适合弱 阳、弱阴树脂处理，因而采用阳、阴双室床是比较有 利的。另外从表 1、表 2中还可以看出阳、阴双室床 还具有运行流速高、酸碱耗低的特点。 3 双室床应用中的注意事项 影响双室床实际运行因素较多(原水总含盐量、 离子含量比、树脂和白球高度、强弱树脂体积比例、 再生及运行工艺参数等)，根据石家庄热电厂双室床 多年来的运行实践，提出一些建议和改进方法。 3．1 树脂及白球的选用 考虑双室床运行流速高、运行阻力大及反洗时 破碎树脂难以清除等因素，在树脂选用上：树脂 收稿日期：2002一O6一O3 作者简介：邢 峥(1968一)，女．专责工程师，主要从事电厂化学运行管理工作。 · 50 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 2002年第 5期 河 北 电 力 技 术 第21卷 表 1 石家庄热电厂阳双室床水质及运行参数 表 2 石家庄热电厂阴双室床应用情况 应有足够的机械强度，其粒径范围要小(用均粒树脂 最好)。白球粒度在 1．5～2．5 mm之间比较适宜， 因为密度小、硬度大、化学稳定性好的白球，在运行 中方能起到很好的疏水、滤水作用。 3．2 树脂和白球之间水垫层的高度 对于双室固定床而言，再生时下部进再生剂，当 再生流速超过一定值时，会引起树脂床层的上浮松 动而乱层，对再生不利。由于弱型树脂本身具备易 于再生的特点，且运行时先进行交换作用，即使乱层 对运行出水质量影响也不大。因此，防止强型树脂 再生时乱层是双室床必须重视的问题。为此应严格 控制树脂和白球之间水垫层的高度，若水垫层高度 太高，再生时会乱层，再生效果差；若水垫层太低，树 脂转型膨胀会使树脂受压而破碎，同时还会对设备 本体造成损坏。合理的水垫层高度是双室床经济、 稳定运行的保证。运行实践表明，确保双室床运行 期间强树脂转型膨胀后与白球之间水垫层的高度保 持在 5～10 mm，可防止强树脂再生乱层问题的发 生，从而取得良好的再生及运行效果。 3．3 树脂处理 对双室床而言，由于设备本身的结构特点很难 保证反洗强度，运行一段时间后破碎树脂的富积和 部分区域树脂的压实很难避免，同时双室床的高运 行流速又加重了上述问题的发生，因此定期进行擦 洗复苏是保证双室床正常运行的重要步骤。 双室床运行一段时间后或运行压差超过 1．5 kg／cm2时，将床内树脂输送到树脂擦洗罐，首先对 树脂进行反洗，然后放水至树脂表面 300 mm左右， 开上部排水门，从底部送人 4～6 kg／cm2压缩空气， 反洗中应注意反洗水中碎树脂的情况，确保碎树脂 全部排掉，同时要防止反洗强度过大导致正常树脂 的跑失。 为了保证双室床的运行效果，每年至少应对树 脂进行复苏处理一次，复苏应在树脂擦洗的基础上 进行 ，其复苏方法如表 3所示。 表 3 复苏处理方 法 实践证明：按上述方法对树脂进行复苏，树脂性 能可以得到恢复。 3．4 运行注意事项 对双室浮动床而言，一旦运行中落床后再启运， 出水水质恶化，甚至不能运行。因为无论采取何种 形式落床，都不可避免地引起树脂层一定程度的扰 乱，破坏树脂层良好的离子分布规律，造成树脂上下 层间换位扰动，从而对出水水质产生不利影响。特 别是阴双室浮动床，一旦中间停运，二氧化硅泄漏 快，很难控制。因此运行中不可频繁调整流量或中 间启停频繁。 4 双室床运行中易发生的问题及对策 4．1 树脂易发生硅污染 双室床再生时再生液首先进人强碱树脂，强碱 树脂 的再 生 废 碱 液 中 含 有 大量 的 Na2SiO3和 · 51 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 2002年第 5期 河 北 电 力 技 术 第 2l卷 Na2CO3碱性化合物，当这些废碱液进入弱碱树脂 时，即发生如下反应： R 一 (NH3CL)2+ Na2SiO3+ 2H2O— R 一 ‘ (NH3OH)2+NaCL+H2SiO3 R 一 (NH3CL)2+ Na2CO3+ 2H2O— R 一 (NH3OH)2+NaCL+H2CO3 结果使再生液 pH值急剧下降，导致再生液中 的硅酸大量转变成胶体硅，沉积在弱碱树脂层中，使 树脂发生硅污染，其表现为阴双室床在运行初期电 导率合格，但出水二氧化硅含量较高甚至超标。树 脂一旦出现硅污染，处理起来比较困难，因此，防止 阴树脂发生硅污染必须以预防为主。具体作法为： f1．每运行 20个周期，对阴双室床树脂进行深 度再生 ，首先预热阴双室床，温度控制在 38～42 ℃，时间30 min，提高碱浓度至 3％，延长再生液和 树脂接触时间(最好 90 min)。 b．在日常再生时，再生浓度应先低后高，即前 期采用低浓度再生碱液再生，防止胶体硅集中置换 沉积；后期采用高浓度的碱液使强碱树脂彻底再生。 如果采用一种浓度再生时，再生液浓度不宜过高，应 控制在 1．6％～2．0％。 C．提高再生液温度。表 4数据表明，提高再生 液温度大大有利于树脂中二氧化硅的洗脱，有效防 止树脂发生硅污染。 衰 4 温度与再生效果的关系 4．2．树脂易破碎、结块 经过长期运行，树脂发生破碎结块，转型膨胀率 较高的弱型树脂表现尤为突出。由于树脂破碎、结 块，树脂抱团比较严重，双室固定床再生时，由于阀 门瞬时全开，使水和树脂产生向上的巨大冲击载荷， 冲击载荷直接作用在双室床多孔板及进水装置，造 成多孔板及进水装置向上弯曲，久而久之，多孔板及 进水装置严重上弓变形，导致设备本体受伤，直至不 能使用；同时由于树脂破碎、结块，使得树脂层压降 增大，设备出力降低。为解决上述问题，首先，应定 期擦洗树脂；其次，选用交换容量大、机械强度高、转 型膨胀率小的树脂，如石家庄热电厂采用 D301一Ⅲ 型弱碱树脂代替原使用的 D354弱碱树脂，很好地 解决了因树脂破碎、结块带来的不利后果。 4．3 强弱树脂混合 运行中由于水帽损坏造成强弱树脂混在一起的 现象还是比较多见的。一旦发生这种现象 ，首先应 将混合的树脂压入特制的容器中，然后对树脂进行 再生，使树脂转化为再生型(H型或 OH型)，最后采 取冲洗分层，利用再生型强弱树脂的湿真比重差大 的特性，使混合的树脂比较容易分开。 5 结论 双室床具有占地面积小、运行流速高、投资省等 优点，要保证其良好的运行效果，应做到如下几点 ： f1．对树脂应进行定期擦洗、复苏。 b．浮动床不可频繁启停或调整流量。 C．采取控制碱液浓度及提高再生液温度等方 法防止树脂发生硅污染。 d．注意调整树脂和白球之间的合理间隙，确保 再生和运行效果。 参考文献： [1] 金瑾临。朱淑琴，冯 敏．工业水处理技术[M]．北京：海洋出版 社 。1992． [2] 张澄信．火力发电厂监督及水处理技术资料选编[C]．北京：中 国电力企业联合会。1993． 【3] 田文华．双室床最优工况调试方法及运行注意事项【j]．工业水 ’ 处理 ．2001。(7)． (上接第 l1页)水平，为软件的升级优化提供可靠的 理论依据。 b．装置的控制核心不断升级 随计算机技术 的发展而不断提高硬件水平，高性能的硬件同时可 以简化编程，从而提高调节器的可靠性。 C．调节器的其它硬件向大规模集成化发展，减 小装置体积，提高可靠性。 此夕卜，SJ一800、SAVR一2000、SC一8002、GEC · 52 · 一 l等型号调节器都具有 自检功能和试验功能，可 以进行录波并配有软件。现场试验后 ，可以将 装置录取的波形与外接录波设备录取的结果进行对 比，装置的上述附加功能也将成为微机励磁装置的 一 大发展趋势。 参考文献 ： [1] 周双喜，李 丹．同步发电机数字式励磁调节器[M]．北京 ：中 国电 力出版社 ．1995． 维普资讯 http://www.cqvip.com