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400 t/h除盐水工程的扩建及运行
[摘 要] 本文介绍了400 t/h规模的混床工艺进行除盐处理及双室满室浮床扩建的工程概况,分析了运行管理中出现的问题及治理措施,综合评价了混床工艺进行二级除盐的性能。
[关键词] 混床;二级除盐;运行
我厂原有除盐水系统(简称一级除盐)规模为600 t/h,采用离子交换法除去水中的可溶性盐类和溶解性气体制备一级除盐水,水质可达到:电导率<10 µs/cm、SiO2<50 µg/L,供应锅炉、废锅及气化烧嘴冷却水用水。还有一套固定床制备浅除盐系统,规模为300 t/h,出水水质较差SiO2达到110~150 µg/L。随着生产规模的不断扩大以及9.8 MPa锅炉扩建,现有一级除盐水水质已不能满足生产系统尤其是3.8 MPa锅炉的用水要求。固定床离子交换工艺落后,成本较高,再生废液造成环境污染。在2010年10月新建设200 t/h×2的混床二级除盐工程(简称二级除盐),该工程在原有一级除盐基础上进行扩建,利用阴阳离子交换树脂混合处理制备二级除盐水,供应高压锅炉使用。完全替代了固定床制备浅除盐,降低了消耗成本。二级除盐系统2010年12月投用,运行至今出水质量良好,综合效益显著。
1工艺流程设计
新建二级除盐的流程见图1。管网提供的三次水作为原水,经1~4#三次水加压泵加压至0.3 MPa,分别进入1~4#纤维纳米过滤器,去除三次水中的悬浮物及部分杂质。过滤后的水压力约0.24±0.02 MPa从底部进入双室满室浮床阳床下室,Ca2+、Mg2+离子首先被弱酸性阳树脂吸附交换,然后通过上室强酸阳床,水中大部分的Na+、K+等阳离子被除去。阳床产水靠余压自顶部进入脱碳器,经过喷淋装置,流过表面积较大的填料层,并在填料层与自脱碳器下部进入的空气逆流接触,水中的游离CO2被迅速析出自脱碳器顶部排出。经脱碳后的水进入中间水箱,经中间水泵增压后进入双室满室浮床阴床下室,水中的大部分强酸性离子如HCO3-、CO32-、CI-、SO42-阴离子被弱碱性阴树脂吸附,通过阴床上室时,弱酸根离子如硅酸根离子则被强碱阴树脂除去。阴床出水即为一级除盐水。一级除盐水分成两路,靠余压一路进入1#一级除盐水箱作为混床原水,一路进入2#一级除盐水箱外供用户,实现分质供水。全厂回收的蒸汽冷凝液及部分一级除盐水进入1#一级除盐水箱,经过二级原水泵加压送入精制混床,进一步除去Na+和硅酸根离子后进入二级除盐水箱,由二级除盐泵送至用户。二级除盐水电导可达到0.2 µs/cm以下,SiO2达到20 µg/L以下[1]。
图1 二级除盐工艺流程
Fig.1 The secondary except salt process flow
用水设备对除盐水水质要求不同,为节约降耗,充分利用原一级除盐水供水管网,除盐水实行一、二级分质供水,管网之间设置联通实现二级除盐并入一级除盐管网,提高一级除盐水供应能力。对空分、合成、尿素、净化等系统的蒸汽冷凝液进行回收,减少排放浪费。扩建一级除盐4#系列,提高一级除盐水供应能力,替代原固定床浅除盐生产工艺。改变一级除盐原有三次水母管制方式为单系列制,优化双室满室浮床运行参数,提高制水周期降低消耗。
2 设备选型
一级除盐原有双室满室浮床200 t/h两套是1#、2#系列,260 t/h一套是3#系列,扩建260 t/h一套为4#系列,一级除盐水供水能力达到700 t/h,其中200 t/h作为二级除盐的原水,蒸汽冷凝液回收200 t/h。从原水水质的适应性、项目投资和制水成本等方面综合考虑,二级除盐新建混合床离子交换器200 t/h两套,供水能力达到400 t/h。主要设备规格见表1。离子交换树脂选用原一级除盐正在使用的罗门哈斯均粒树脂,它具有如下优点:均粒树脂有良好的水力学特性,压降低,不易产生偏流,树脂粒径控制在0.625±0.025 mm范围内,物理、化学性能更加优良;工作交换容量大,在全再生条件下,以穿透100 PPb的Na+为泄漏点,与传统的001×7#普通树脂相比,制水量可提高20 %以上;强度高,不易破碎,具有卓越的机械强度和良好的抗渗透冲击性能;再生剂扩散时间缩短,酸碱用量减少[2]。
表1 主要设备规格
Tab.1 Main equipment specification
项目
名称
规格
数量
单位
1
4#纤维纳米过滤器
DN2800,260 m3/h,0.2~0.3 MPa,5~50 ℃
1
台
2
4#阳床
DN3200,260 m3/h,0.2~0.3 MPa,5~50 ℃
1
台
3
4#阴床
DN3200,
1
台
4
1#、2#精制混床
DN2200,200 m3/h,0.2~0.3 MPa,5~50 ℃
2
台
5
树脂清洗器
DN2500,16 m3,≤0.4 MPa,5~50 ℃
2
台
6
脱碳器
DN2500,260 m3/h,常压,5~50 ℃
1
台
[基金项目]
[作者简介] 黄文龙(1981.04-),男,黑龙江省,本科,技术员,助理工程师,主要研究方向为工业水处理。
邮寄杂志地址:山东省滕州市木石镇兖矿鲁南化肥厂
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