電廠離子交換樹脂復(fù)蘇案例的研究

吳清恒，田文華，祝曉亮

（1.西安西郊熱電廠，陜西 西安 710077；2.西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710032）

0 引言

離子交換樹脂是火電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)最常用的一種材料，它在使用過(guò)程中受各種因素的影響會(huì)受到污染。樹脂污染后，離子交換設(shè)備的產(chǎn)水水質(zhì)變差、運(yùn)行周期縮短、酸堿耗和自用水耗增大，使水處理系統(tǒng)運(yùn)行成本增加，機(jī)組運(yùn)行的安全和經(jīng)濟(jì)性下降。為此，在采取防止樹脂污染措施的同時(shí)，應(yīng)對(duì)樹脂進(jìn)行必要的復(fù)蘇處理。但是樹脂復(fù)蘇是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，成功復(fù)蘇的難度較大。技術(shù)人員分別對(duì)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的雙室床、逆流再生固定床和混床樹脂，及凝結(jié)水精處理系統(tǒng)高速混床樹脂的成功復(fù)蘇案例進(jìn)行研究，總結(jié)了成功經(jīng)驗(yàn)。

1 西安西郊熱電廠雙室床樹脂復(fù)蘇

西安西郊熱電廠鍋爐補(bǔ)給水除鹽系統(tǒng)由4臺(tái)DN2500陽(yáng)雙室床和陰雙室床、2臺(tái)DN2000的雙流式混床組成，設(shè)計(jì)水源為自來(lái)水。1993年投運(yùn)后一直正常，1998年改用深井水后，運(yùn)行狀況惡化，半年后重新使用自來(lái)水，情況并未好轉(zhuǎn)，雙室床運(yùn)行周期僅為10 h左右，不到正常值的一半，對(duì)生產(chǎn)影響很大。診斷發(fā)現(xiàn)，雙室床樹脂受到嚴(yán)重污染是造成設(shè)備運(yùn)行狀況惡化的主要原因。對(duì)此，通過(guò)小型復(fù)蘇試驗(yàn)確定了樹脂的復(fù)蘇工藝及參數(shù)，并進(jìn)行了樹脂復(fù)蘇處理。雙室床樹脂的污染情況和采用的復(fù)蘇工藝見表1。

樹脂復(fù)蘇后，陰床出水電導(dǎo)率由1.1μS/cm下降到0.48μS/cm，混床出水電導(dǎo)率由0.54μS/cm下降到0.07μS/cm；雙室床周期制水量增加約1倍，混床增加約5倍；雙室床酸堿比耗大幅下降，分別下降62.4%和67.7%。樹脂復(fù)蘇后，僅雙室床酸堿費(fèi)用1 a就可節(jié)約120萬(wàn)元[1]，樹脂復(fù)蘇的效果和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2 國(guó)華錦界電廠陽(yáng)陰床和混床樹脂復(fù)蘇

國(guó)華錦界電廠鍋爐補(bǔ)給水除鹽系統(tǒng)由4臺(tái)DN2500逆流再生陽(yáng)床和陰床，及3臺(tái)DN2000混床組成，水源為預(yù)處理后的河水。2008年—2009年原水預(yù)處理設(shè)施運(yùn)行異常，出水水質(zhì)惡化，使陽(yáng)、陰床和混床樹脂受到污染，通過(guò)小型復(fù)蘇試驗(yàn)確定樹脂復(fù)蘇工藝后，對(duì)陽(yáng)、陰床和混床樹脂分別進(jìn)行了復(fù)蘇。樹脂污染情況和復(fù)蘇工藝見表2。樹脂復(fù)蘇后，陽(yáng)、陰床周期制水量增加約40%～50%，陽(yáng)床酸耗降低約20%，陰床堿耗降低約60%，混床出水電導(dǎo)率恢復(fù)至0.1μS/cm以下，出水總有機(jī)碳TOC（Total Organic Carbon） 由復(fù)蘇前的2 900μg/L降至50μg/L。樹脂復(fù)蘇后僅酸、堿費(fèi)用可節(jié)省125萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

表1 西郊熱電廠雙室床樹脂污染情況及復(fù)蘇工藝[1]

表2 國(guó)華錦界電廠逆流再生固定床和混床樹脂污染情況及復(fù)蘇工藝

3 貴州黔北電廠精處理混床樹脂復(fù)蘇

貴州黔北電廠4×300 MW亞臨界機(jī)組凝結(jié)水精處理采用“裸混床”工藝，每臺(tái)機(jī)組配備2臺(tái)DN2200高速混床，各處理50%凝結(jié)水量。2011年診斷發(fā)現(xiàn)，樹脂鐵污染嚴(yán)重，瀕臨報(bào)廢，混床周期制水量已不足設(shè)計(jì)值的一半。技術(shù)人員通過(guò)試驗(yàn)提出針對(duì)性的復(fù)蘇工藝，并對(duì)全部10套混床樹脂進(jìn)行了復(fù)蘇處理，樹脂污染情況和復(fù)蘇工藝見表3。樹脂復(fù)蘇后混床周期制水量增加約1倍，運(yùn)行人員工作強(qiáng)度大幅降低，系統(tǒng)運(yùn)行成本降低約50%，復(fù)蘇效果顯著。

表3 貴州黔北電廠精處理高速混床樹脂復(fù)蘇工藝

4 成功經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

a）鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的雙室床、逆流再生固定床和體內(nèi)再生的混床，以及凝結(jié)水精處理系統(tǒng)高速混床樹脂的復(fù)蘇，都是按照一個(gè)完備的流程執(zhí)行，即首先診斷樹脂污染情況并根據(jù)污染情況進(jìn)行樹脂處理方式的分類，然后根據(jù)小型樹脂復(fù)蘇試驗(yàn)確定復(fù)蘇工藝和參數(shù)，這是樹脂復(fù)蘇能夠取得成功的關(guān)鍵。

b）樹脂除鐵復(fù)蘇一般采用高濃度（15%） 鹽酸長(zhǎng)時(shí)間浸泡的方法，不便實(shí)施，而且風(fēng)險(xiǎn)較大，易造成人身傷害和設(shè)備腐蝕。此外，高濃度鹽酸中Fe3+含量更大，反而可能在復(fù)蘇過(guò)程中污染樹脂。對(duì)此，采用專門復(fù)配的一種具有抑制和還原作用的除鐵復(fù)蘇劑，可配合低濃度的鹽酸除鐵，易實(shí)施、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)，而且效果更好。

c）樹脂復(fù)蘇前，通過(guò)空擦和水力清洗的方式去除樹脂表面污染物，并采用氯化鈉溶液對(duì)樹脂轉(zhuǎn)型，可有效提高樹脂中鐵和有機(jī)物的洗脫率；樹脂復(fù)蘇過(guò)程中，通過(guò)反復(fù)空氣擦洗使藥液與樹脂均勻動(dòng)態(tài)地接觸，可提高樹脂復(fù)蘇效率。當(dāng)復(fù)蘇設(shè)備無(wú)空氣擦洗功能時(shí)，使藥液在清洗系統(tǒng)動(dòng)態(tài)循環(huán)也是提高復(fù)蘇效率的有效方法。

d）對(duì)于同時(shí)受到鐵污染和有機(jī)物污染的陰樹脂，先進(jìn)行陰樹脂除鐵復(fù)蘇，再進(jìn)行有機(jī)物復(fù)蘇，可防止復(fù)蘇過(guò)程中形成膠態(tài)氫氧化鐵污染樹脂，同時(shí)可提高樹脂的復(fù)蘇效率。

e）離子交換器的石英砂墊層積存污泥不利于均勻布水，對(duì)設(shè)備運(yùn)行效果影響較大。因此，樹脂復(fù)蘇時(shí)將樹脂轉(zhuǎn)移至清洗罐后，應(yīng)徹底清理石英砂上的污泥。

f）鍋爐補(bǔ)給水除鹽系統(tǒng)的混床樹脂無(wú)法體外分離，陽(yáng)、陰樹脂宜混合處理，為了防止1種樹脂復(fù)蘇時(shí)污染另1種樹脂，并使復(fù)蘇效果更好，研究提出了合理的工藝步驟，首先清除樹脂表面污染物，采用氯化鈉對(duì)樹脂轉(zhuǎn)型，再將樹脂分層并對(duì)陽(yáng)樹脂進(jìn)行再生，然后進(jìn)行樹脂除鐵復(fù)蘇，最后進(jìn)行樹脂有機(jī)物污染的復(fù)蘇。

5 結(jié)論

a）樹脂復(fù)蘇可以明顯改善水處理系統(tǒng)運(yùn)行狀況，為電廠帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)非常必要的工作。

b）樹脂鐵污染采用專用清洗劑配合低濃度鹽酸與樹脂接觸的方法去除，相比采用高濃度鹽酸復(fù)蘇，具有易實(shí)施、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)蘇效果好的優(yōu)點(diǎn)，是更加可靠的除鐵復(fù)蘇方法。

c）樹脂復(fù)蘇工作開展前，進(jìn)行小型復(fù)蘇試驗(yàn)，確定復(fù)蘇的工藝參數(shù)是成功復(fù)蘇樹脂的關(guān)鍵。此外，樹脂復(fù)蘇時(shí)按照合理的步驟進(jìn)行，并采取一些必要的輔助措施，可有效提高樹脂復(fù)蘇效率。

［1］ 田文華.離子交換樹脂污染原因分析及復(fù)蘇方法［J］.西北電力技術(shù)，2000，106（5）：4-7.