淺談逆流再生式陰(陽)離子交換器

（常州江南電力設(shè)備集團(tuán)有限公司，江蘇 常州 213125）

摘要：文章中對(duì)逆流再生式陰（陽）離子交換器作簡要介紹，主要介紹其用途、組成部分、性能、結(jié)構(gòu)及參數(shù)、工作條件作出簡要介紹，著重介紹了該裝置使用方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：逆流再生式交換器；樹脂；逆流再生

中圖分類號(hào)：O647 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）09-0052-02

由于高溫高壓鍋爐的迅速增加，特別是超高壓，亞臨界鍋爐的出現(xiàn)和直流鍋爐的采用，所以對(duì)鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)的要求更加嚴(yán)格，需要將其中所有鹽類幾乎除盡，陰、陽離子交換除鹽是常用的方法?，F(xiàn)在，由于離子交換技術(shù)的迅速發(fā)展和日益完善，離子交換作為除鹽、除堿和軟化方法的采用越來越廣泛。

一、逆流再生式交換器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行操作

為了克服順流再生方式有底層交換劑再生程度低的缺陷，現(xiàn)在廣泛采用逆流再生式，即運(yùn)行時(shí)水流方向和再生時(shí)再生液流動(dòng)方向相對(duì)運(yùn)行的水處理工藝。我們將這種水處理工藝稱為逆流再生工藝。

在用逆流再生工藝時(shí)，必定要有液體（再生液或水）向上流動(dòng)的過程，這是和順流式不同的地方。由于這一特點(diǎn)，逆流交換的工藝過程就要復(fù)雜一些，因?yàn)楫?dāng)液體通過交換劑上流時(shí)，如其流速稍微快了一些，就會(huì)發(fā)生和反洗一樣的使交換劑層松動(dòng)的現(xiàn)象，交換劑層中的交換劑不再保持有規(guī)則的變化，為此，逆流再生式交換器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行操作都注意防止亂層現(xiàn)象。

逆流再生式交換器本體為焊接碳鋼結(jié)構(gòu)的柱形容器，并在本體側(cè)裝設(shè)人孔，窺視孔和各接口。設(shè)備內(nèi)部裝設(shè)進(jìn)水裝置，出水裝置和中間排水裝置，進(jìn)水裝置采用穹形襯膠多孔板，出水裝置采用穹形襯膠多孔板墊石英砂墊層，中間排水裝置采用母管支管并旋水帽。其主要部件包括：

1．再生裝置：陰（陽）離子交換器再生液均由下部的出水裝置的穹形襯膠多孔板進(jìn)入，再生液通過速度以5米/小時(shí)計(jì)算，并在上部實(shí)施氣頂壓，可保持樹脂不亂層。

2．中排裝置：中排裝置在陰（陽）樹脂和壓脂層（200）毫米分界上，用語排泄再生時(shí)廢酸（堿）液和沖洗液，型式支管母管式并在支管上旋水帽。材質(zhì)均為1Cr18Ni9Ti或316SS。

3．排水裝置：采用穹形襯膠多孔板墊石英砂墊層，多孔板材質(zhì)鋼襯膠。

4．進(jìn)水、出水管管徑按管道內(nèi)工質(zhì)流速為1.5米/秒。

5．樹脂的反洗膨脹率：陽樹脂的反洗膨脹率按85%計(jì)算，陰樹脂的反洗膨脹率按85%計(jì)算。窺視孔分別布置在樹脂界面1個(gè)，壓脂層1個(gè)，水墊層（樹脂界面上100mm處）1個(gè)，按最大反洗膨脹高度處2個(gè)，用以觀察體內(nèi)工況。

6．樹脂的輸送：樹脂的輸入和卸出均考慮采用水力輸送，樹脂輸入由筒體上部人孔口輸送，筒體下部近石英砂墊層處設(shè)樹脂卸出口。

二、使用方法

1．樹脂在未裝進(jìn)交換器之前，首先對(duì)樹脂進(jìn)行篩選（除破碎樹脂）粒度<0.3mm>，再用8%～10%的NaCL溶液浸泡20小時(shí)后，放掉食鹽水，用水沖洗樹脂，直至澄清水不呈黃色為止，再用泵將樹脂從設(shè)備輸入口裝入，裝到所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為止。樹脂進(jìn)入設(shè)備后再進(jìn)行一次沖洗，以達(dá)到要求為準(zhǔn)，然后轉(zhuǎn)入運(yùn)行。

2．運(yùn)行前設(shè)備內(nèi)須保持一定高的水墊層，以防止水直接沖擊著樹脂層表面的壓脂層，然后打開進(jìn)水口閥門，排空氣閥門，當(dāng)水已滿時(shí)關(guān)閉空氣閥，打開下部的出水口閥門，直至正常運(yùn)行。

3．設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后應(yīng)進(jìn)行小反洗，為了保持交換劑不亂層，將小反洗從中排裝置引進(jìn)，只對(duì)中間排液管上面的壓脂層進(jìn)行反洗，洗去運(yùn)行時(shí)積聚在壓脂層和中間排液裝置上的污物，即打開小反洗閥門，流速一般為10米/時(shí)，打開反洗排污閥門，小反洗結(jié)束后，關(guān)閉小反洗閥及反洗排污閥門。

4．再生：當(dāng)出水水質(zhì)降到規(guī)定的指標(biāo)時(shí)應(yīng)立即停止，關(guān)閉進(jìn)水口閥門和出水口閥門。然后先進(jìn)行小反洗，小反洗結(jié)束待樹脂顆粒下沉后，打開中排口閥門將水放到中排管下，再打開再生液閥門，將再生液從設(shè)備的底部輸進(jìn)，同時(shí)打開進(jìn)氣口閥門，將空氣從設(shè)備頂部輸入，并使氣壓維持在30～50kPa的范圍內(nèi)，防止亂層。再生廢液由中排口排出。為保證再生效果，再生流速控制栽米/小時(shí)，鹽液濃度控制在4%～8%，時(shí)間40～60分鐘，鹽液與交換劑接觸的時(shí)間不少于40分鐘。

5．逆流沖洗：再生完畢后應(yīng)關(guān)閉再生液閥門及中間排液閥門和進(jìn)氣口閥門，使再生液與交換劑充分交換一段時(shí)間，然后打開底部的反洗進(jìn)水閥門及上部反洗排污閥門，沖洗流速同再生流速應(yīng)保持相等，沖至出水質(zhì)量符合要求為止。

6．小正洗；在逆流再生過程中，可能有部分廢液滲入壓脂層中，為節(jié)省正洗耗水量及縮短正洗時(shí)間，在正洗之前用小正洗方法將這部分廢鹽液洗去，小正洗時(shí)打開進(jìn)水口閥門，然后打開中間排液閥門，水從中排裝置排出，流速控制在10～25米/時(shí)，時(shí)間約5分鐘左右，然后關(guān)閉排液裝置閥門，打開底部的正洗排水閥門。

7．正洗：小正洗結(jié)束后關(guān)閉中間排液閥門，開啟進(jìn)水口閥門及正洗排水閥門進(jìn)行正洗，流速同運(yùn)行流速，待水符合要求即關(guān)閉正洗排水閥門，打開出水口閥門，投入正常運(yùn)行。

8．大反洗：逆流再生連續(xù)運(yùn)行時(shí)，由于交換劑被壓實(shí)、污染等，所以在交換運(yùn)行一段時(shí)間后必須進(jìn)行一次大反洗，大反洗的間隔周期可根據(jù)本廠的進(jìn)水濁度、出水質(zhì)量、運(yùn)行壓差和交換容量等情況而定，一般運(yùn)行10～20個(gè)周期進(jìn)行一次。大反洗后交換層被打亂，為了恢復(fù)正常交換容量，在大反洗的第一次再生時(shí)，再生液要比正常時(shí)增加0.5～1.0倍。大反洗時(shí)，打開底部的反洗進(jìn)水閥門，閥門要由小到大，反洗強(qiáng)度控制在反洗視鏡的中心線為準(zhǔn)，打開反洗排水閥門進(jìn)行反洗。

三、注意事項(xiàng)

1．壓脂層的厚度和頂壓用的壓縮空氣壓力要符合要求。

2．為使底部樹脂的再生程度高，不致被雜質(zhì)污染而影響出水水質(zhì)，故在逆流再生后，應(yīng)用水質(zhì)較好的水逆流沖洗，如用經(jīng)過H離子交換的水來逆流沖洗陽離子交換器。

3．為防止在反沖洗過程中產(chǎn)生過大的壓力，在大反洗時(shí)的流量應(yīng)由小到大，以逐漸排除交換器的空氣和疏松樹脂層。進(jìn)入交換器水中的懸浮物小小，以免壓脂層中積聚污物，造成過大的壓降。

4．如果采用聚苯乙烯的球作上部的壓脂層，此白球的密度應(yīng)比樹脂小，它們應(yīng)有明顯的密度差，以便分層。如果白球的密度與樹脂的密度很接近，則白球易混入樹脂層，這樣將減少樹脂的有效體積。壓脂層的厚度不能太小，否則會(huì)使上部氣壓不穩(wěn)定，也會(huì)使懸浮物滲入樹脂層。

5．逆流再生所用的再生劑質(zhì)量要好，否則，仍不能保證出水水質(zhì)良好，逆流再生的再生廢液中剩余的再生劑量較少，故不宜再用。

6．應(yīng)防止有所泡混入交換劑層中。

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作者簡介：梁慧（1981-），女，江蘇常州人，常州江南電力設(shè)備集團(tuán)有限公司工程師，研究方向：機(jī)械。

（責(zé)任編輯：趙秀娟）