脫鹽水混床樹(shù)脂更換及運(yùn)行小結(jié)

王 鵬，于 磊，萬(wàn) 浩，畢鳳紅，宋 飛

（山東鐵雄新沙能源有限公司，山東巨野 274900）

1 脫鹽水工藝簡(jiǎn)述

源水由蓄水池絮凝沉淀和殺菌處理后進(jìn)入脫鹽水預(yù)處理，脫鹽水前后分兩期建設(shè)，預(yù)處理先投加殺菌劑、絮凝劑后，一期進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)濾器，二期進(jìn)入盤(pán)式過(guò)濾器，預(yù)處理后經(jīng)袋式過(guò)濾器（10μm）、10μm保安過(guò)濾器進(jìn)入超濾裝置，超濾產(chǎn)水進(jìn)入超濾水箱，依次通過(guò)升壓泵、5μm保安過(guò)濾器、高壓泵進(jìn)入反滲透，在升壓泵后投加反滲透阻垢劑和還原劑，反滲透的產(chǎn)水通過(guò)脫碳風(fēng)機(jī)流入中間水箱，一部分產(chǎn)水作為一級(jí)脫鹽水供往鍋爐房、余熱鍋爐、化產(chǎn)和甲醇等，另一部分產(chǎn)水通過(guò)中間水泵進(jìn)入二級(jí)反滲透和混床進(jìn)一步精制，得到二級(jí)脫鹽水進(jìn)入水箱，由二級(jí)脫鹽水泵加壓供干熄焦和LNG裝置。

2 混床的工作原理

混床是混合離子交換柱的簡(jiǎn)稱(chēng)，所謂混床，就是把一定比例的陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂混合裝填于同一交換裝置中，由于陽(yáng)樹(shù)脂的比重比陰樹(shù)脂大，所以在混床內(nèi)陰樹(shù)脂在上陽(yáng)樹(shù)脂在下，一般陽(yáng)、陰樹(shù)脂裝填的比例為1∶2或1∶1.5，可按不同樹(shù)脂選擇。同步再生式混床在運(yùn)行及再生過(guò)程均在混床內(nèi)進(jìn)行，再生時(shí)樹(shù)脂不移出設(shè)備，且陽(yáng)、陰樹(shù)脂同時(shí)再生，因此所需附屬設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便。

混床包括混合離子交換器和體外再生設(shè)備。其中體外再生設(shè)備主要包括樹(shù)脂分離器、陰（陽(yáng)）樹(shù)脂再生器、樹(shù)脂貯存塔、混雜樹(shù)脂塔和酸堿再生設(shè)備。產(chǎn)水量為0.5~98t/h。陽(yáng)床裝載強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，陰床裝載強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂，裝載高度一般在1 000~2 400mm，逆流再生固定床樹(shù)脂頂層有200mm厚壓脂層樹(shù)脂。

3 脫鹽水指標(biāo)

1）一級(jí)脫鹽水指標(biāo)：電導(dǎo)率＜5μS/cm、硬度＜0.005mmol/L、Cl-＜20mg/L；

2）二級(jí)脫鹽水指標(biāo)：電導(dǎo)率＜0.2μS/cm、硬度＜0.002mmol/L、Cl-未測(cè)出。

4 混床裝填及處理

4.1 混床裝填的工序

確認(rèn)混床內(nèi)部花板和布水器的水帽已緊固且完好，把混床頂部人孔打開(kāi)，通過(guò)進(jìn)水閥向容器內(nèi)加水至容器的1/3處，以緩沖在加樹(shù)脂時(shí)，樹(shù)脂對(duì)水帽的沖擊；加201×7陰樹(shù)脂高度1 000mm，陽(yáng)樹(shù)脂001×7高度500mm，依次裝入，填完后抹平，以中排支管為陽(yáng)樹(shù)脂基準(zhǔn)線和布?jí)A支管以下200mm為陰樹(shù)脂基準(zhǔn)線，將頂部人孔恢復(fù)，試水壓0.6MPa，保持45min，確認(rèn)密封面無(wú)滲水方可投入使用。

4.2 新樹(shù)脂預(yù)處理

新樹(shù)脂中含有雜質(zhì)，當(dāng)樹(shù)脂與水、酸、堿接觸時(shí)，這些雜質(zhì)（如磺酸、胺類(lèi)等）會(huì)進(jìn)入溶液，污染出水水質(zhì)及影響樹(shù)脂的工藝性能；因此，新樹(shù)脂在使用之前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，以除去新樹(shù)脂表面的可溶性或小顆粒雜質(zhì)，預(yù)處理程序如下。

（1）浸泡：向混床充滿水，關(guān)閉所有閥門(mén)，新樹(shù)脂浸泡4~8h。

（2）浸泡完后，先正洗30min（50~60m3/h），再反洗30min（30~50m3/h）。

（3）用鹽酸泡：進(jìn)酸前把水放至陰樹(shù)脂上10cm處。開(kāi)混床進(jìn)酸閥，反洗排放閥，開(kāi)再生泵，進(jìn)酸量1.8m3/h，水10m3/h，沖洗處理2h后，關(guān)閉所有閥門(mén)，浸泡4~8h，將液位放至陰樹(shù)脂上10cm處，開(kāi)中間水泵、快沖進(jìn)水閥、正排閥，沖洗約90min，出水pH根據(jù)混床進(jìn)水水質(zhì)確定。

（4）用氫氧化鈉浸泡：排水至陰樹(shù)脂上10cm處，開(kāi)進(jìn)堿閥、開(kāi)中排閥（逆流閥）15min，關(guān)閉中排閥，開(kāi)正排閥，直至進(jìn)堿完畢，進(jìn)堿流量4.2m3/h，水18m3/h，沖洗處理60min后，關(guān)閉所有閥門(mén)，浸泡4~8h，放水至陰樹(shù)脂上10cm處，然后開(kāi)中間水泵、快沖進(jìn)水閥，待水灌滿后，開(kāi)正排閥，沖洗90min，至pH近中性。

（5）堿液液位不能低于陰樹(shù)脂，即保持液位不低于陰樹(shù)脂上10cm處。如果出現(xiàn)低的情況，關(guān)閉出水閥、開(kāi)排氣閥，灌水5~10min 后再關(guān)閉排氣閥，開(kāi)排水閥，如此達(dá)到要求的液位。

96初次再生混床時(shí)，按正常再生步驟，將進(jìn)酸堿時(shí)間延長(zhǎng)至90min，慢沖時(shí)間延長(zhǎng)至60min，正沖結(jié)束時(shí)，取水樣分析pH、電導(dǎo)率、SiO2達(dá)標(biāo)。

4.3 混床再生

（1）反洗預(yù)分層：關(guān)閉進(jìn)水閥、產(chǎn)水閥、手動(dòng)產(chǎn)水閥和樹(shù)脂捕捉器的排污閥；打開(kāi)反洗進(jìn)水閥、反洗排水閥，啟動(dòng)中間水泵，使樹(shù)脂處于充分流動(dòng)狀態(tài)，將破碎的樹(shù)脂反沖洗掉。用手動(dòng)反洗閥來(lái)控制反洗流量，以正常顆粒樹(shù)脂不被水流沖出為準(zhǔn)，反洗終點(diǎn)以陰、陽(yáng)樹(shù)脂基本分層為止，時(shí)間約600s。

（2）排水：開(kāi)排氣閥、正排閥排水至樹(shù)脂層上10cm處，時(shí)間60s，關(guān)閉所有閥門(mén)。

（3）進(jìn)堿：打開(kāi)混床進(jìn)堿閥、正排閥，排氣閥、堿計(jì)量箱堿閥、混床再生堿水閥，啟動(dòng)再生泵，讓陰樹(shù)脂完全失效，增加陰、陽(yáng)樹(shù)脂比重差，使陰、陽(yáng)樹(shù)脂完全分層，時(shí)間600s。

（4）反洗分層：目的是將陰陽(yáng)兩種樹(shù)脂徹底分離，關(guān)閉堿水閥、混床進(jìn)堿閥、中排閥，開(kāi)反洗進(jìn)水閥、反洗排水閥、一臺(tái)中間泵，以適當(dāng)流速進(jìn)行反洗分層，反洗終點(diǎn)以陰、陽(yáng)樹(shù)脂交界處徹底分層為止，反洗結(jié)束時(shí)應(yīng)緩慢關(guān)閉手動(dòng)反洗閥，使樹(shù)脂顆粒逐步沉降，以達(dá)到最佳的分層效果，時(shí)間1 800s。

（5）靜置：關(guān)閉所有閥門(mén)（開(kāi)排氣閥或反排閥放氣），觀察罐體上、下視鏡，待陰、陽(yáng)樹(shù)脂完全分層，時(shí)間180s。

（6）二次排水：開(kāi)排氣閥、正洗排放閥排水至樹(shù)脂層上100mm處，時(shí)間由實(shí)際情況定，后關(guān)閉所有閥門(mén)。

（7）預(yù)噴射：關(guān)閉反洗手動(dòng)閥，打開(kāi)中排閥、混床進(jìn)酸、進(jìn)堿閥、混床再生酸水、堿水閥，啟動(dòng)再生泵，進(jìn)水約180s。

（8）進(jìn)酸堿：采用同步再生法，打開(kāi)酸堿計(jì)量箱酸、堿注入閥，再生時(shí)間為1 800s。

（9）置換：關(guān)閉計(jì)量箱酸、堿注入閥，置換清洗，時(shí)間約1 800s。

（10）置換后排水：關(guān)閉上一步閥門(mén)及水泵，打開(kāi)反排閥、正排閥，確認(rèn)容器內(nèi)水位排至樹(shù)脂層上200mm位置處。

（11）再生混合：關(guān)閉正排閥，打開(kāi)排氣閥，進(jìn)氣閥；進(jìn)氣壓力控制在0.15MPa，混合時(shí)間1200s（確認(rèn)容器內(nèi)兩種樹(shù)脂已充分混合）后停氣，關(guān)閉進(jìn)氣閥、反排閥、排氣閥；立即快速排水，使樹(shù)脂層快速下落。

（12）再生灌水：開(kāi)進(jìn)水閥、排氣閥，啟動(dòng)一臺(tái)中間水泵灌滿水。

（13）再生正洗：開(kāi)正排閥，關(guān)閉排氣閥，啟動(dòng)中間水泵，對(duì)混床進(jìn)行正沖，以120m3/h的流速正洗，直至出水的電導(dǎo)率和硅酸含量合格。

4.4 運(yùn)行

（1）打開(kāi)混床進(jìn)水閥、排氣閥，當(dāng)水充滿設(shè)備時(shí)打開(kāi)下排閥，關(guān)閉排氣閥，控制正洗流速同工作流速，至出水電導(dǎo)達(dá)到設(shè)定值，即轉(zhuǎn)入制水。

（2）打開(kāi)混床產(chǎn)水閥，關(guān)閉下排閥，調(diào)整至正常產(chǎn)水流量，當(dāng)產(chǎn)水量達(dá)到規(guī)定的設(shè)定值或電導(dǎo)超過(guò)設(shè)定值，即制水周期結(jié)束。

（3）停止操作：關(guān)閉混床進(jìn)、出水閥門(mén)。

（4）倒車(chē)操作：開(kāi)啟備用混床，停需處理的混床；（5）混床再生時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：

①反洗時(shí)，應(yīng)密切注意上部監(jiān)視孔樹(shù)脂松動(dòng)情況，在反洗排水管處取樣觀察有無(wú)樹(shù)脂跑出，據(jù)此調(diào)整反洗流量到最佳。②反洗過(guò)程中，應(yīng)注意樹(shù)脂是否結(jié)塊或分層不明顯的現(xiàn)象，如出現(xiàn)這些現(xiàn)象，可進(jìn)少量堿液，由上部進(jìn)堿門(mén)進(jìn)入，當(dāng)?shù)撞颗潘T(mén)出堿沫時(shí)，停止進(jìn)堿，浸泡15min，其目的是促進(jìn)分層。③再生過(guò)程中，應(yīng)注意排水中是否有樹(shù)脂，如果有樹(shù)脂應(yīng)立即停止再生，檢查底部排水裝置或中排裝置。④再生時(shí)注意交換器內(nèi)液位情況。⑤再生時(shí)注意觀察酸堿計(jì)量箱的液位情況，如果發(fā)生回升，應(yīng)調(diào)整進(jìn)酸堿和噴射器進(jìn)水閥門(mén)及再生是否上水。⑥再生時(shí)控制好再生液的濃度、流速、時(shí)間，再生過(guò)程中不允許進(jìn)入空氣，以免影響再生效果。⑦應(yīng)先停再生泵，然后關(guān)閉再生液閥門(mén)、噴射器進(jìn)水閥門(mén)，以防浮子流量計(jì)和噴射器破裂。⑧混合樹(shù)脂時(shí)，嚴(yán)格控制水位在樹(shù)脂層上100~200mm，以免樹(shù)脂干混，影響混合效果，同時(shí)防止跑樹(shù)脂。

5 樹(shù)脂更換和混床檢修

5.1 樹(shù)脂更換

一期脫鹽水兩臺(tái)混床樹(shù)脂已使用近三年，樹(shù)脂產(chǎn)水性能下降，為確保一級(jí)除鹽水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，需要更換已經(jīng)到了使用周期的樹(shù)脂，編制了更換方案，明確了責(zé)任人員和需要準(zhǔn)備工器具。

5.1.1 更換準(zhǔn)備工作

（1）拆裝樹(shù)脂人員6名到位；腳手架搭設(shè)至1#混床上部人孔處，準(zhǔn)備盛廢舊樹(shù)脂的噸袋、需要的叉車(chē)及托盤(pán)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)備用。

(2)更換樹(shù)脂前將一級(jí)除鹽水箱、二級(jí)除鹽水箱、一二級(jí)中間水箱保持高液位，開(kāi)啟備用混床，停需要更換樹(shù)脂的混床，將設(shè)備內(nèi)水放空。

(3)待水放空后，拆除下部檢修口的盲板蓋，將預(yù)制好的帶閥門(mén)的彎頭安裝在混床下部檢修口。

5.1.2 施工步驟

下部檢修口處放好盛裝舊樹(shù)脂的噸袋，打開(kāi)的閥門(mén)讓罐內(nèi)樹(shù)脂自然流淌出來(lái)，2人協(xié)作持續(xù)，當(dāng)樹(shù)脂流動(dòng)較慢時(shí)，打開(kāi)進(jìn)水閥反沖內(nèi)壁殘留樹(shù)脂，噸袋滿后用叉車(chē)將滿噸袋移走更換空噸袋，將舊樹(shù)脂噸包存放在指定位置。舊樹(shù)脂清除，用時(shí)3h完成。舊樹(shù)脂清理完成后用水沖洗罐內(nèi)壁，并檢查底部水帽及酸堿分布器。確認(rèn)罐內(nèi)壁附件完好后，進(jìn)行充裝新樹(shù)脂，將新樹(shù)脂放至叉車(chē)托盤(pán)上，從上部人孔處裝填新 樹(shù)脂。

（1）下水帽檢查：首先倒入10袋陽(yáng)樹(shù)脂，關(guān)閉人孔，向樹(shù)脂注水，同時(shí)底部排水20~30min，用80 目的篩網(wǎng)在排水口攔截，觀察是否有樹(shù)脂漏出，如果有個(gè)別小顆粒，屬于正?，F(xiàn)象；

如果有大顆粒而且樹(shù)脂較多，說(shuō)明混床下濾板有漏點(diǎn)，應(yīng)把樹(shù)脂和水放出，檢查下濾板焊縫和水帽，查找原因并處理，再按照上面的方法檢測(cè)，直至確定負(fù)荷要求。

（2）上布水器檢查：將樹(shù)脂全部裝入樹(shù)脂柱，關(guān)閉人孔，然后從樹(shù)脂柱底部進(jìn)水，從樹(shù)脂柱上部排水20~30min，用80 目篩網(wǎng)在排水口攔截，檢查方法同下水帽，直至確定符合要求。

（3）中間排水口檢查：樹(shù)脂柱從上部和下部同時(shí)進(jìn)水，中排口出水。用80 目以上的篩網(wǎng)在排水口攔截，檢查方法同下水帽，直至確定符合要求。

5.1.3 新樹(shù)脂裝填高度

陽(yáng)/陰=500/1 000mm，用時(shí)6h完成，單柱裝填2m3001×7MB樹(shù)脂，3.75m3201×7MB，裝填完成后，封閉人孔。

5.2 樹(shù)脂更換后的再生

（1）樹(shù)脂初次再生出現(xiàn)了不分層的問(wèn)題，陰陽(yáng)樹(shù)脂抱團(tuán)摻混現(xiàn)象嚴(yán)重。1#混床新樹(shù)脂安裝完畢后，在廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下，進(jìn)行反沖洗、氣洗約30min后，轉(zhuǎn)入再生，按照程序第一步進(jìn)堿失效沖洗合格后進(jìn)行分層，但陰陽(yáng)樹(shù)脂無(wú)法分層，通過(guò)觀察鏡發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂有抱團(tuán)現(xiàn)象，隨即進(jìn)行反沖洗、氣洗6次，仍無(wú)法分層。

（2）樹(shù)脂不分層分析：樹(shù)脂抱團(tuán)一般是指陽(yáng)離子樹(shù)脂會(huì)釋放出氫離子，而陰離子樹(shù)脂則會(huì)釋放出氫氧根離子，這兩種離子相遇時(shí)就會(huì)結(jié)合成水分子，陽(yáng)離子樹(shù)脂在失去一些陽(yáng)離子之后，就會(huì)呈現(xiàn)出負(fù)電性，而陰離子則是相反的，這兩種樹(shù)脂會(huì)相互吸引，之后會(huì)導(dǎo)致兩種樹(shù)脂會(huì)成為團(tuán)狀，且不容易分離，一些碎的樹(shù)脂和懸浮物也會(huì)增大樹(shù)脂抱團(tuán)的概率，新樹(shù)脂保護(hù)液中普遍存在的甘油也會(huì)造成樹(shù)脂抱團(tuán)現(xiàn)象。

（3）采取的措施：通過(guò)分析判斷和兄弟廠家交流，認(rèn)為需要對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行徹底的清洗浸泡，清除樹(shù)脂自身攜帶的其他干擾物質(zhì)，再恢復(fù)正常使用程序。因此采用了正常再生的酸堿量投加30min，浸泡10h后，再次進(jìn)行沖洗至中性，正常再生后分層明顯。2#混床樹(shù)脂更換完成后，直接按照此方法進(jìn)行了浸泡，一次性再生成功。

（4）樹(shù)脂更換前后的再生周期和產(chǎn)水量分別如表1和表2所示。

表1 樹(shù)脂更換前后再生周期對(duì)比表

表2 樹(shù)脂更換前后產(chǎn)水水質(zhì)對(duì)比表

5.3 混床檢修

一期混床設(shè)備是2008年投入運(yùn)行，中排閥的內(nèi)部密封墊是氟橡膠的，長(zhǎng)期使用出現(xiàn)老化，再生開(kāi)中排閥時(shí)出現(xiàn)泄漏樹(shù)脂情況，需要更換密封墊。

（1）更換密封墊前，車(chē)間相關(guān)管理人員、機(jī)修人員到現(xiàn)場(chǎng)查看情況，確定檢修方案，檢修用具等。提前一天將工器具、安全繩、安全帶、空呼器、編織袋（帶內(nèi)袋）、鋼板、腳手架等在現(xiàn)場(chǎng)貯備好。

（2）提前將二級(jí)脫鹽水箱補(bǔ)滿，檢修期間減少二級(jí)用水量，將二級(jí)混床產(chǎn)水作為一級(jí)混床產(chǎn)水的備用，并將一級(jí)脫鹽水箱、二級(jí)脫鹽水箱、一二級(jí)中間水箱保持高液位，將備用混床再生后進(jìn)行倒換。

（3）開(kāi)啟備用混床，停運(yùn)需要檢修的混床，將設(shè)備內(nèi)水放空；拆開(kāi)檢修孔加裝閥門(mén)彎頭開(kāi)始拆樹(shù)脂；樹(shù)脂轉(zhuǎn)入有內(nèi)袋的編織袋，防止樹(shù)脂脫水及受到外界不可逆污染。將樹(shù)脂拆到中排位置，檢修人員進(jìn)入罐內(nèi)檢查，確認(rèn)是中排位置過(guò)濾器的墊片老化損壞，更換為硅膠墊片，更換完畢后，少量進(jìn)水查看中排無(wú)漏樹(shù)脂情況進(jìn)行回裝樹(shù)脂，回裝完畢后再生成功備用。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)脫鹽水混床的運(yùn)行總結(jié)和故障處理，特別是更換新樹(shù)脂的過(guò)程，減少因樹(shù)脂更換帶來(lái)的對(duì)系統(tǒng)影響，可以更好地實(shí)現(xiàn)脫鹽水裝置的長(zhǎng)周期高效運(yùn)行。