提高混床系統(tǒng)運行周期的總結

普梅芬 李增順

(云南玉溪銀河化工有限責任公司云南峨山653200)

提高混床系統(tǒng)運行周期的總結

普梅芬 李增順

(云南玉溪銀河化工有限責任公司云南峨山653200)

1 脫鹽水系統(tǒng)狀況

云南玉溪銀河化工有限責任公司生產(chǎn)規(guī)模為100kt/a氨醇、150kt/a尿素，生產(chǎn)用水量較大，水源全部為峨山大河地表水。脫鹽水站用水含鹽量隨季節(jié)變化較大，年平均電導率為800μS/cm，年平均硬度為3.8mmol/L，水源水質(zhì)較差。由于設計脫鹽水站時對水質(zhì)的變化預計不足，設計能力偏小，故出水水質(zhì)時常會出現(xiàn)超標現(xiàn)象，對鍋爐及其他換熱設備的安全運行存在較大隱患。

為了改善鍋爐用水水質(zhì)，脫鹽水站經(jīng)多次擴建改造，2006年10月，在100m3/h陰陽離子交換系統(tǒng)基礎上增設了1套產(chǎn)水量為100m3/h反滲透水處理裝置;2009年，由于增加了1臺55t/h三廢混燃余熱鍋爐(蒸汽壓力為3.82MPa，溫度為470℃的中溫、中壓鍋爐)，對水質(zhì)又提出了更高的要求，為滿足55t/h三廢混燃余熱鍋爐用水的要求，將反滲透水處理裝置的產(chǎn)水能力由100m3/h提高至120m3/h，同時增加了2臺Φ2200mm(1開1備)陽床和2臺Φ2200mm混床(1開1備);混床系統(tǒng)需要精處理脫鹽水，以保證出水水質(zhì)電導率≤5μS/cm、硬度≤2μmol/L。

但脫鹽水站改造后不久，發(fā)現(xiàn)混床系統(tǒng)運行周期較短、再生頻繁、酸堿量消耗大，嚴重影響出水水質(zhì)和產(chǎn)水量。

2 混床系統(tǒng)運行周期短的原因分析

在對脫鹽水站進行擴能改造后，2009年底，發(fā)現(xiàn)混床系統(tǒng)運行周期越來越短，清洗頻率高達每天1次，酸、堿用量增加，同時產(chǎn)生大量的廢酸和廢堿，污染環(huán)境。究其原因為受上游水源影響，河水水質(zhì)波動大(硬度在3.6～4.8mmol/L，氯離子質(zhì)量濃度20～300mg/L);酸、堿再生液濃度偏低，按工藝指標低限控制，樹脂再生度低;混床陰、陽樹脂層高度不夠;混床清洗時，陰、陽樹脂層分界面越來越不明顯，甚至看不出分界面;在正常運行一段時間后，陰、陽離子混合不均勻，陰、陽樹脂會出現(xiàn)“抱團”現(xiàn)象，產(chǎn)生水偏流而使樹脂失效快;反滲透水處理裝置已運行3年，出水電導率和硬度均不合格。

3 改進措施

為此，于2010年1月對脫鹽水站混床系統(tǒng)進行逐項改進。

(1)混床陰、陽樹脂再生時，嚴格按照操作規(guī)程作業(yè)，將酸、堿再生液中酸、堿質(zhì)量分數(shù)均由2%提高至3%。補充部分陰、陽樹脂，提高混床樹脂層高度。

(2)加強混床反洗分層。注意事項:①由于混床反洗分層困難，可在分層前通入適量NaOH溶液，將陰樹脂再生成氫氧型，陽樹脂轉變?yōu)殁c型，使兩者密度差加大而易于快速分層。②反洗分層強度小時，不能將樹脂充分松動;當反洗分層強度過大時，會將樹脂全部托起，而成為活塞狀，均達不到分層目的;樹脂層總膨脹率在50%即可達到反洗的目的。③落床時速度不能過快，根據(jù)落床情況，先緩慢關空氣閥，后關進水閥，落床時間20min。若沒有明顯分界面，打開反洗進水閥進水，使樹脂向上蠕動，同時可看到陰樹脂與陽樹脂明顯分開，陽樹脂向下，陰樹脂向上，界面漸漸明顯;基本達到要求時，慢慢關小進水閥直到關閉為止，分層界面明顯，效果良好。

(3)一次混合?；齑不旌蠒r應混合均勻，保證空氣壓力＞0.4MPa，混合時間由5min改為10min;關閉空氣閥時，下部迅速排水，避免樹脂重新分層。

(4)二次混合。混床樹脂失效時，啟用另一臺混床;同時向失效混床通空氣進行二次混合后再使用，避免了因樹脂“抱團”而出現(xiàn)水偏流和樹脂失效快問題，延長了混床運行時間，節(jié)約了酸和堿。二次混合后混床樹脂運行數(shù)據(jù)見表1。

表1 二次混合后混床樹脂運行數(shù)據(jù)

從表1數(shù)據(jù)可看出:二次混合后延長了混床的運行時間，但反滲透水處理裝置出水電導率越來越高，混床最短總運行時間僅19h，甚至更短;在備用床還沒有完成反洗就失效了，運行負荷相當重，終端污水處理水量多，酸和堿污染嚴重。

(5)利用陰、陽床系統(tǒng)進行改造。2010年10月底，利用陰、陽床系統(tǒng)對脫鹽水站工藝流程進行改造，將反滲透水處理裝置出水(電導率較高)直接進入陽床，經(jīng)過陽床、陰床系統(tǒng)后回到反滲透水處理裝置中間水池，再返回混床，混床運行效果顯著提高，運行周期延長，沒有出現(xiàn)水偏流現(xiàn)象，所以，混床樹脂就沒有采取二次混合操作。改造后混床樹脂的運行數(shù)據(jù)見表2。

表2 改造后混床樹脂的運行數(shù)據(jù)

(6)更換膜。脫鹽水站工藝流程改造后，運行了1年7個月，反滲透水處理裝置出水電導率高達300μS/cm，混床運行周期越來越短;2012年7月24日，更換了反滲透水處理裝置所有的膜，反滲透水處理裝置出水再經(jīng)過陽床、陰床系統(tǒng)。更換膜后，脫鹽水站運行數(shù)據(jù)見表3。

表3 更換膜后脫鹽水站運行數(shù)據(jù)

改造后脫鹽水站工藝流程見圖1。

圖1 改造后脫鹽水站工藝流程

4 結語

脫鹽水站通過幾次整改后，完善了設施，提高了產(chǎn)水能力及出水水質(zhì)，使混床出水合格，并延長了混床樹脂有效運行時間，節(jié)約了酸、堿，減少了環(huán)境污染，減輕了終端水處理系統(tǒng)負荷。

2014-07-06)