凝結(jié)水精處理樹脂再生存在的問題及優(yōu)化方案

蘇 煒

（大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司，河北 邯鄲 056044）

1 概述

大唐河北發(fā)電有限公司馬頭熱電分公司于2010年相繼投運2臺300W機組，機組配套中壓凝結(jié)水精處理高速混床（H/OH型）系統(tǒng)，樹脂采用體外再生，2機組共用一套再生裝置完成失效樹脂的分離、清洗、再生的工藝，樹脂分離罐采用“高塔分離法”設(shè)計，可使陰樹脂中的陽樹脂和陽樹脂中的陰樹脂的交叉污染小于0.1%。陰陽樹脂再生罐下部出水裝置采用雙速水帽可確保空氣擦洗工藝的徹底性，擦洗過程中采用脈沖清洗步序可最大程度地排凈設(shè)備內(nèi)部與樹脂層中的細碎樹脂。凝結(jié)水精處理樹脂再生工藝流程見圖1。

圖1 凝結(jié)水精處理樹脂再生工藝流程

2 樹脂再生存在的問題

目前樹脂再生步序的實際用時及耗水量見表1。

表1 樹脂再生各步序的用時及耗水量

由表1可見，再生用時長和耗水大的步序主要集中在“樹脂在分離罐內(nèi)的擦洗”，該步序用時和用水均占整個再生過程的50%以上。

2.1 再生時間長

機組投運初期，由于汽水系統(tǒng)原因高速混床樹脂頻繁失效，樹脂再生頻次較多。2010年8月該機組再生樹脂多達10次，每次再生全部操作完成時間為30h（其中步序設(shè)計時間為20.8h）。其它時間內(nèi)每月再生臺次也在5次左右。由于每次再生時間長，人員勞動強度明顯加大，對機組穩(wěn)定運行也造成一定影響。

2.2 再生耗水量大

樹脂每次再生耗用除鹽水685t，大量的再生廢水加劇了中和處理成本，也增加了機組發(fā)電水耗，機組運行經(jīng)濟性差。同時由于單次再生耗水量大，遇到機組啟動或凝汽器有泄漏等異常情況時，樹脂頻繁再生造成水處理制水系統(tǒng)運行壓力加大。

3 原因分析

“樹脂在分離罐內(nèi)的擦洗”步序中的要點見表2。

表2 樹脂在分離罐內(nèi)的擦洗步序中的要點

a.充水。開啟分離罐頂部進水門，沖洗水泵運行，流量50m3/h，分離罐充水至滿水。

b.壓力排水。開啟分離罐進壓縮空氣門、底部排水門，進氣加壓排水至樹脂層上約200m處。

c.空氣擦洗。開啟分離罐底部進水門、頂部排水氣門、頂部排水門、羅茨風機出口母管排空門，羅茨風機運行，風量319m3/h，底部進風門開反饋到后關(guān)閉羅茨風機出口母管排空門，沖洗水泵打循環(huán)運行，利用空氣擦洗樹脂，解決樹脂抱球，除去碎渣以利樹脂分離。

上述步驟需根據(jù)樹脂表面臟污情況設(shè)定a～c要點重復(fù)的次數(shù)，直至樹脂表面清潔。該步驟清洗樹脂的方式為正洗，即每次擦洗后由分離塔頂部充水，再由壓力排水將樹脂上擦洗后的污物由分離塔底部排出，但由于污物主要為油脂、鐵銹、膠體等，其密度遠小于樹脂密度，因此一般懸浮于分離罐上層，當排水時樹脂則相當于過濾介質(zhì)，阻礙污物的排出，如此反復(fù)，清洗次數(shù)多但效果不明顯，同時增加了樹脂表面磨損。樹脂再生過程中“樹脂在分離罐內(nèi)的擦洗”步序中反復(fù)清洗效果不明顯的主要根源在于采用正洗方式不利于污物的排出，反而會起到“濾料”作用，將清洗過程中的污物截留，造成清洗時間長、用水量大。［1－3］

4 優(yōu)化方案及效果

4.1 優(yōu)化方案

經(jīng)過分析將清洗方式由正洗改為反洗，即分離罐上水時將頂部進水改為底部進水，一方面可充分松動樹脂，另一方面可將污物洗脫后由頂部排水排出。將原“樹脂在分離罐內(nèi)的擦洗”步序中的要點1由分離罐充水改為分離罐反洗充水。

在分離罐反洗充水要點中，開啟分離罐頂部排水門、分離罐底部進水門、分離罐底部反洗進水調(diào)節(jié)門，運行沖洗水泵，流量控制在50m3/h，分離罐反洗充水至排水澄清。壓力排水與空氣擦洗要點中，各閥門開啟與機泵運行情況不變。

按照調(diào)整后閥門開啟情況重新設(shè)定PLC程序，分離罐反洗進水至排水澄清后，表明污物已基本排出，繼續(xù)進水則造成水資源的浪費，因此需要再次進行空氣擦洗進一步去除樹脂表面污物，洗脫后同樣通過反洗由分離塔頂部排出。如此根據(jù)樹脂表面臟污情況設(shè)定重復(fù)的次數(shù)進行清洗，直至樹脂表面清潔為止。由于該設(shè)定可保證每次樹脂表面擦洗的污物得到充分的排出，從而減少了擦洗的次數(shù)，可達到節(jié)省用水量和清洗時間的目的。

4.2 優(yōu)化效果

再生步序優(yōu)化后，在樹脂再生時對再生效果進行驗證，在達到相同再生效果的前提下，優(yōu)化前后再生過程中主要指標對比見表3。

表3 優(yōu)化前后再生過程中主要指標

從表3可以看出，工藝改進后，樹脂在分離罐內(nèi)擦洗的效果明顯提高，同時也減少了陰陽樹脂分離后分別在陰陽罐中再次擦洗的次數(shù)，節(jié)水和省時效果明顯，且對樹脂損傷減小。

a.再生1臺混床除鹽水量減少，由600～700t減少至300～400t。

b.優(yōu)化后清洗效果明顯，不但減少了擦洗次數(shù)，而且縮短再生時間，由20h減少至10h，工作效率大大提高，既減小了值班員的工作量，又保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。

c.再生單臺混床使分離罐空氣擦洗樹脂次數(shù)減少約20次，陰、陽罐內(nèi)樹脂擦洗次數(shù)均減少5次，在到達清洗效果的基礎(chǔ)上，樹脂摩擦次數(shù)減少60%，大大延長了樹脂使用壽命。

5 結(jié)束語

樹脂再生過程中，“樹脂在分離罐內(nèi)擦洗”步序采用正洗的方式不僅不利于污物的排出，還會造成清洗時間長、用水量大的問題。在“樹脂在分離罐內(nèi)擦洗”步序采用反洗的方式，并對樹脂再生步驟進行優(yōu)化調(diào)整，優(yōu)化后步序再生1臺混床樹脂節(jié)約除鹽水約50%，再生時間縮短約10h，單臺混床出水量由15萬t增長至20萬t，減少了再生次數(shù)，可解決樹脂再生耗時耗水的問題，同時減少樹脂擦洗次數(shù)，延長了樹脂使用壽命。

［1］ 周本省.工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［2］ 史曉燕.電站精處理高塔分離再生調(diào)試若干問題的探討［J］.清洗世界，2010，26（2）：20－22，28.

［3］ 楊曉飛.凝結(jié)水精處理混床再生工藝淺析［J］.山西電力，2010（2）：47－49，56.