陽床運(yùn)行惡化的原因分析及對策

劉 娟

（兗礦國泰化工有限公司 山東 滕州 277527）

由于陽離子交換樹脂在處理系統(tǒng)中的位置相對靠前，容易受到污染，一旦污染會對后續(xù)的離子交換樹脂的制水過程產(chǎn)生不利的影響。 因此對被污染的樹脂進(jìn)行及時的診斷和有效的復(fù)蘇對水處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有很重要的意義。

兗礦國泰化工有限公司（以下簡稱國泰公司）的化學(xué)水處理采用“預(yù)處理+反滲透+混床”工藝制備高純度的脫鹽水，水源為一次水[1]，工藝流程見圖1。

圖1 高純度除鹽水的制備工藝

陽床使用001×7 苯乙烯系強(qiáng)酸性陽樹脂，樹脂層高度為1500mm。2011 年3 月份以來，陽床運(yùn)行出現(xiàn)水質(zhì)惡化，周期[2]制水量由最高100000m3下降到30000m3左右，再生效果差，酸耗高，影響混床制水。 我們從多方面對陽床惡化的原因進(jìn)行了分析，并采取了一系列處理措施。

1 原因分析

1.1 進(jìn)水水質(zhì)污染

陽床進(jìn)水為蒸汽冷凝水， 分析回收冷凝液電導(dǎo)率為68.5us/cm， 硬度為0.6mmol/L，pH＜6.5，COD 含量為5－10mg/L，測出CO 含量最高達(dá)到900mg/L（指標(biāo)要求：電導(dǎo)率＜10us/cm、pH 8.0－9.0、COD＜2mg/L）；經(jīng)排查為甲醇車間蒸汽煮沸器換熱設(shè)備E2008 存在泄漏， 酸性氣介質(zhì)泄漏到冷凝液中，造成冷凝液COD/CO 含量嚴(yán)重超標(biāo)。 空分車間凝汽器存在泄漏，循環(huán)水泄漏到冷凝液中，造成冷凝液電導(dǎo)率、硬度等超標(biāo)，冷凝液被污染。

1.2 進(jìn)水溫度影響

進(jìn)水溫度過高或過低都會影響樹脂的機(jī)械強(qiáng)度和交換容量；溫度過低，5℃以下樹脂易凍結(jié)，機(jī)械強(qiáng)度降低，顆粒破碎，影響樹脂的使用壽命，降低交換容量；溫度過高引起樹脂熱分解， 影響交換容量和使用壽命； 一般的陽樹脂可耐熱100℃左右，測量冷凝液溫度在30－50℃符合要求。

1.3 樹脂的有機(jī)物污染

取陽床樹脂001×7 進(jìn)行有機(jī)物污染檢驗(yàn)，方法如下：

在試管中分別加人受到污染的樹脂，樹脂的體積約為試管體積的三分之一，然后在試管中加入10%的食鹽水到試管體積的五分之四左右，振蕩試管5min，將鹽水傾去，重復(fù)這一過程4 次，去除表面附著物，在將最后一次的鹽水傾去后，再加入約五分之四試管體積的10%的食鹽水，保持樹脂和此食鹽水不斷接觸振蕩10min， 通過觀察食鹽水顏色的深淺來判斷樹脂受到有機(jī)物污染的程度。

結(jié)果表明，浸泡陽床樹脂后的溶液顏色為棕色。 表明陽床樹脂受到有機(jī)物污染程度已達(dá)到嚴(yán)重污染程度。

1.4 鐵離子引起的污染

為確認(rèn)樹脂受鐵離子污染的程度，采用了離子交換樹脂中鐵含量測定方法：見《火力發(fā)電廠處理用001×7 強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂報廢標(biāo)準(zhǔn)》DL/T673－1999 中附錄C： 離子交換樹脂中鐵含量的測定方法。 通過分析鐵離子質(zhì)量比來判斷樹脂受到鐵污染的程度。 分析結(jié)果表明陽床001×7 型樹脂中鐵含量為45600ug/g（濕），鐵離子質(zhì)量比為4.56% ，嚴(yán)重受鐵離子污染。

1.5 油脂類物質(zhì)的污染

油類在樹脂表面會形成一層膜，嚴(yán)重阻礙樹脂的交換能力。 受到油類物質(zhì)污染的樹脂顏色變?yōu)樽厣瑖?yán)重時會變成黑色，而且這些污染物會造成樹脂抱團(tuán)的現(xiàn)象，造成“溝流”現(xiàn)象，使樹脂提前失效。 油污染物附著到樹脂上會增加樹脂的浮力，在反洗時容易造成樹脂的流失。

方法：取50g 樹脂放入燒杯內(nèi)，加入除鹽水，震蕩1min，未在水面上出現(xiàn)類似“彩虹”顏色的油膜，可以判斷樹脂未受油類物質(zhì)的污染。

2 采取對策

針對以上原因，采取措施：（1）在冷凝液管道上增加一自動排氣閥， 當(dāng)含有CO 時可以直接在高位自動排放到回收系統(tǒng)，減少酸性氣和CO 進(jìn)入陽床。 （2）對甲醇蒸汽煮沸器和空分凝汽器進(jìn)行檢修，消除泄漏。 （3）對陽床前高效纖維過濾器濾料進(jìn)行堿洗，恢復(fù)去污能力，攔截大顆粒固體雜質(zhì)進(jìn)入陽床。 （4）由于陽床樹脂受嚴(yán)重有機(jī)物污染和鐵離子污染，復(fù)蘇后效果不明顯，更換新樹脂，選型為耐污染的D001 大孔型苯乙烯系陽離子交換樹脂。 （5）加強(qiáng)運(yùn)行管理和工藝指標(biāo)的控制，增加分析項(xiàng)目和頻次，調(diào)整反洗時間由15 分鐘至30 分鐘，確保陽床再生質(zhì)量。

3 處理效果

圖2 陽床月均周期制水量變化趨勢

圖3 陽床月酸耗變化趨勢

措施實(shí)施后，陽床運(yùn)行有很大的改善，周期制水量快速回升，酸耗明顯下降。 由圖2 可以看出陽床周期制水量有很大上升，處理后陽床月均周期制水在100000m3-120000m3，高于處理前陽床月均周期制水量， 甚至比初期還要高出20000 m3左右。由圖3 可以看出處理后的酸單耗比處理前有明顯下降，鹽酸單耗由0.0299kg/t 下降到0.0068 kg/t。 充分證明了采取的一系列措施是有效的。

4 鞏固措施

為保證化學(xué)水處理設(shè)備最佳運(yùn)行狀況， 制定了如下措施：

4.1 加強(qiáng)對回收冷凝液水質(zhì)分析，增加COD、CO、鐵含量分析項(xiàng)目，每天分析1 次。 建立水質(zhì)臺賬和冷凝液換熱器臺賬，統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)問題及時解決。

4.2 定期對陽床樹脂進(jìn)行有機(jī)物、 鐵離子等污染復(fù)蘇工作，每半年檢查清理表層樹脂，并及時補(bǔ)充新樹脂。

4.3 加強(qiáng)技術(shù)管理，嚴(yán)格控制工藝指標(biāo)和質(zhì)量指標(biāo)。

5 效益分析

5.1 由于問題發(fā)現(xiàn)及時，措施有效，及時解決了陽床水質(zhì)惡化問題。

5.2 降低了鹽酸單耗，節(jié)約了鹽酸用量、水耗、電耗。

5.3 陽床樹脂更換后大大減少了再生操作， 降低了勞動強(qiáng)度，提高了人員、設(shè)備的安全系數(shù)，具有很好的綜合效益。

6 結(jié)論

對國泰公司陽床運(yùn)行惡化的原因進(jìn)行了查找和分析，并采取了一系列的處理措施， 經(jīng)過一段時間的設(shè)備運(yùn)行檢驗(yàn)，采取的措施是行之有效的，保證了化學(xué)水處理設(shè)備長周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。 并取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益。

1）一次水：直接從地下開采的水。

2）周期：混床從再生合格到下一個失效再生為一個周期。

［1］周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1997.

［2］郝景泰.工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)[M].北京:氣象出版社,2004，4.