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應用服務
  • 蘇青牌離子交換樹脂在凝結水精處理上的應用
  •         凝結水精處理的目的是為了將汽輪機的凝結水、熱力系統的各種疏水中的金屬腐蝕產物和微量的有機物等去除到一定的標準后再予以回用。因此,凝結水精處理已成為大容量機組不可缺少的組成部分。

            由于凝結水的溫度較高,處理的水量大,因此對樹脂的要求不同于普通的補給水用樹脂。基本要求是樹脂的粒度要均勻、強度要好,耐溫性能好、交換速度快(通常大于100m/h)等。其理化性能要求見相關的制訂標準。有的凝結水處理前都設置前置氫處理系統,以減輕凝結水混床的負擔。前置氫床實際就是一臺強酸陽床,其作用主要是:去除凝結水中的氨、氧化鐵及其他的陽離子,延長后面的凝結水混床的運行周期。

            前置陽床的再生方法同普通的補給水陽床的再生方法相同。若能配上空氣的擦洗,則效果更佳。

            凝結水高速混床的陰陽樹脂的配比根據凝結水的水質污染的情況和機組運行的工況來決定。在氨含量高(pH>9.1)的凝水系統中,陰陽樹脂比以1:2較適宜;pH在7左右,且含鹽量不高或采用氨化運行,陰、陽樹脂以1:1較適宜;凝結水溫度較高,含鹽量較大或冷卻水為海水的凝結水水質,陰陽樹脂比以3:2。

            凝結水精處理混床樹脂的運行方式目前有兩種,即H-OH型和NH4-OH型混床。H-OH型混合床的出水水質優良,可以使凝結水出水電導率在0.1us/cm以下,但其缺點是把不該去除的NH4+也除去了,而這種NH4+是為了減輕熱力設備的腐蝕而加入的,其含量往往比其他雜質含量要大。所以,H-OH型混床的交換容量大都被它消耗掉,為了不除去有效的NH4+,便出現了NH4-OH型混床,它是在H-OH型混床失效后有NH4+泄漏出后,繼續以NH4-OH型方式運行的混床制水模式。

            H-OH型和NH4-OH型混床的區別:H-OH型和NH4-OH型混床在化學平衡上有很大的區別,以NaCl為例說明:

    當采用H-OH型混床時,交換反應如下:

    RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O(1)

    此反應產物是很弱的電解質H2O,故反應很易進行。但是當采用的是NH4-OH型混床時,反應如下:

    RNH4+ROH+NaCl→RNa+RCl+NH4OH(2)

    雖然此反應的產物也是弱電解質NH4OH,但是與H2O相比,要強的多。即(2)的反應比(1)要難進行很多,可逆反應的傾向比較大,故出水中容易泄漏出Na+、Cl-。

    由上式可知,要使NH4-OH型混床的漏Na+、Cl-量少,必須使樹脂中的RNa、RCl型量很少,即陰、陽樹脂的再生度要高。

            根據對上述型態樹脂的選擇性系數進行的估算發現要使混床的出水的Na+=1mg/l、Cl-=1.5mg/l,H-OH型混床的陽樹脂的再生度大于54%、陰樹脂的再生度大于11.6%即可;而對于NH4-OH型混床,則需要將陽樹脂的再生度大于99.5%、陰樹脂的再生度大于95%以上方可滿足Na+=1mg/l、Cl-=1.5mg/l的出水要求,而通常的H-OH型混床中殘留的Na型和Cl型樹脂量,都遠遠超過上述范圍,所以在H-OH型混床轉成NH4-OH型混床運行時,Na+、Cl-都極易穿透泄露出來。因此,在以NH4-OH型運行的凝結水混床,對樹脂的再生度有很高的要求,相對應的酸、堿的質量要求特別高(尤其是堿液的質量)。

    凝結水混床一般都采用體外再生的方式,參數見下表:

    項目

    單位

    H/OH型

    NH4/OH

    要求再生度

    %

    RH≥54

    ROH≥11.5

    RH≥99.5

    ROH≥95

    反洗膨脹率

    %

    100以上

    100以上

    再生劑用量

    kg/m3.R

    100

    100

    再生時間

    min

    30

    60

    再生流速

    m/h

    3-5

    3-5

    再生劑要求

    H/OH型

    31%HCl或98%H2SO4,30%NaOH,(NaCl含量應小于5%)

    NH4/OH型

    31%HCl或98%H2SO4,40%NaOH(NaCl含量應小于0.005%),或固堿。

            凝結水混床的交換原理完全同補給水處理混床。為保證出水水質和運行時間,要確保陰、陽樹脂的分層和再生度。故凝結水樹脂一般都采用體外再生方式進行。現在的陰、陽樹脂分離裝置和方法都較先進,由于能確保樹脂的分離,因此,再生就較簡單,不作贅述。

    凝結水高速混床的出水質量指標如下:

    項目

    單位

    啟動階段

    正常運行

    項目

    單位

    啟動階段

    正常運行

    硬度

    umol/l

    ≤5

    0

    全銅

    umol/l

    ≤30

    ≤3

    鈉、鉀

    ug/l

    -

    ≤5

    電導率

    us/cm

    -

    ≤0.2

    全鐵

    ug/l

    ≤100

    ≤8

    SiO2

    ug/l

    -

    ≤15

     

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