三種廢棄離子交換樹脂氣力輸送特性實(shí)驗(yàn)研究

馬貴林

（江蘇省環(huán)境工程技術(shù)有限公司，江蘇南京 210019）

1 概述

現(xiàn)代火力發(fā)電廠一般均采用離子交換樹脂（IER）去除水中的可溶解性陰陽離子。IER是一種在交聯(lián)聚合物結(jié)構(gòu)中含有離子交換基團(tuán)的功能高分子材料。一般在IER反復(fù)使用若干次后，其有效活性極大降低，此時，該樹脂需被置換下來，成為廢棄離子交換樹脂（WIER）。廢棄離子樹脂的熱值通常在10～25MJ/kg，如將廢棄樹脂送入鍋爐爐膛與煤摻燒，不但可以減少固廢處理費(fèi)用、減少污染，還可以創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。本實(shí)驗(yàn)利用球磨機(jī)對廢棄離子交換樹脂的研磨特性進(jìn)行了研究，為廢氣離子交換樹脂鍋爐摻燒制粉系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)方法

對電廠水處理車間產(chǎn)生的三種廢棄離子交換樹脂進(jìn)行研磨特性的研究，考察廢棄離子交換樹脂含水率、磨煤機(jī)時間及三種樹脂與煤配比等因素對其粒徑分布的影響規(guī)律。本研究中樹脂顆粒的粒度分布采用美國BECKMAN COULTER公司生產(chǎn)的LS200激光粒度分析儀 檢測。

3 結(jié)果分析

3.1 不同配比樹脂的粒徑分布

考察陰陽離子樹脂在不同質(zhì)量配比下的粒徑分布特性。實(shí)驗(yàn)過程中球磨機(jī)磨制時間為10min，所用的陰陽離子樹脂均為干燥的樹脂。由圖1可以看出，磨制后的陰陽樹脂，其單獨(dú)的粒徑分布和不同混合比例的粒徑分布均呈現(xiàn)出單峰分布。不同配比的單峰峰值對應(yīng)的粒徑在300～400μm，粒徑主要分布在100～600μm。陰離子樹脂的峰值較陽離子樹脂的峰值要高，且在陰陽離子樹脂質(zhì)量配比為2∶1時，單峰峰值最高。從圖1可以看出，隨著陰離子樹脂混合比例的增加，單峰峰值增大。

圖1 陰陽離子樹脂不同配比粒徑分布

3.2 含水率對樹脂粒徑分布的影響

考球磨機(jī)磨制時間為20min，考察單獨(dú)陽離子樹脂、陰離子樹脂、陰陽離子樹脂1∶1三種工況下的粒徑分布特性。從圖2-圖4可以看出，陰陽離子樹脂的粒徑分布均表現(xiàn)出單峰分布，且樹脂含水后，其峰值的位置沒有發(fā)生左右的移動，峰值對應(yīng)的粒徑大小沒有發(fā)生變化。從圖3可以看出，陽離子樹脂含水后，其單峰峰值減小，峰值對應(yīng)的粒徑約為700μm，粒徑主要分布在500～1 000μm。從圖4可以看出，陰離子樹脂含水后，其單峰峰值增大，峰值對應(yīng)的粒徑約為300μm，粒徑主要分布在100～600μm。從圖5可以看出，陰陽離子樹脂1∶1混合含水后，其單峰峰值增大，峰值對應(yīng)的粒徑約為275μm，粒徑主要分布在150～600μm。

圖2 水分對陽離子樹脂粒徑分布影響

圖3 水分對陰離子樹脂粒徑分布影響

圖4 含水對陰陽離子樹脂混合的粒徑分布影響

3.3 球磨時間對樹脂粒徑分布的影響

通過調(diào)節(jié)球磨機(jī)磨制時間，研究磨制時間對陰陽樹脂粒徑分布的影響。從圖5和圖6可以看出，隨著球磨機(jī)磨制時間越來越小，陰陽離子樹脂的單峰往小粒徑方向移動。在研磨時間小的工況下，樹脂被磨制成極細(xì)的粉末，考慮到實(shí)際與煤粉混合燃燒以及磨煤機(jī)的能耗，可選用在10min磨制時間的工況下，對樹脂進(jìn)行磨制。

圖5 不同磨制時間下陽樹脂粒徑分布規(guī)律

圖6 不同磨制時間下陰樹脂粒徑分布規(guī)律

4 結(jié)束語

1）單獨(dú)陰、陽樹脂的粒徑分布和不同混合比例的粒徑分布均呈現(xiàn)出單峰分布。不同配比的單峰峰值對應(yīng)的粒徑在300～400μm，粒徑主要分布在100～600μm。陰離子樹脂的峰值較陽離子樹脂的峰值要高，且在陰陽離子樹脂質(zhì)量配比為2∶1時，單峰峰值最高。

2）隨著含水率的增加，樹脂峰值的位置沒有發(fā)生左右移動，其峰值對應(yīng)的粒徑大小沒有發(fā)生變化。隨著球磨機(jī)磨制時間越來越小，陰陽離子樹脂的單峰往小粒徑方向移動。在研磨時間小的工況下，樹脂被磨制成極細(xì)的粉末，考慮到實(shí)際與煤粉混合燃燒以及磨煤機(jī)的能耗，可選用在10min磨制時間下，對樹脂進(jìn)行磨制。