關于一級除鹽再生和維護的探討

摘要：一級除鹽復式床是發電廠化學水處理的主要設備。本文介紹了弱陽、強陽樹脂組合的雙室陽床和弱陰、強陰樹脂組合的陰雙室床在實際運行中的情況，分析了一級除鹽水處理的過程、再生的過程，提出了一些運行中出現過的問題和所采取的處理措施。通過這些分析，希望對類似設備的運行維護提供參考。

關鍵詞：除鹽水處理；除鹽設備再生；設備系統

0 引言

隨著火力發電機組參數的不斷提高，對補充水的水質要求也在不斷提高。陽床+除碳器+陰床的一級除鹽設備是除鹽制水的主力設備，如何在實際的運行中，面對不同的原水，做好操作維護保證合格穩定的出水，這需要我們在實際生產中不斷探討總結。

1 設備系統綜述

我廠除鹽系統采用單元制組合方式的一級復床除鹽工藝。如工藝流程圖（圖1）。

陽床采用弱酸性樹脂與強酸性樹脂組成的雙層床，陰床采用弱堿性樹脂與強堿性樹脂組成的雙室床，強弱樹脂間是帶雙頭水帽的隔板。陽床進水是經過高效過濾器的水，陽床之后陰床之前設除碳器以除去二氧化碳，減輕陰床的交換量。在陰床之后為使水質達到更高要求還設置了三臺單元制混床。一級除鹽陽、陰床的出水要求如下（表1）。

2 實際運行監測

2.1 檢測原理

設計陰床樹脂有一定富裕量，陽床先于陰床失效。陽床失效Na+最先漏出、所以要監測出水Na+≤500ug/l。水在陽床首先經過弱酸性H離子交換層、使水中硬度降低了。我廠的原水硬、堿度比大于1即非堿性水條件下，運行初期出水有酸度的時間較長，這是因為有少量中性鹽參與交換的結果。由于進水中有非碳酸鹽硬度，所以制水一開始就有硬度漏出。這種情況下檢測弱酸出水YD的大小變化可判斷弱酸陽樹脂再生的效果和運行效果。

陰床失效SiO2最先漏出，所以要監測出水SiO2。陰床出水水質變化有兩種不同情況，一種是陽床交換器先失效，另一種是陰床交換器先失效。這兩種情況陰床出水水質變化不同。當陽床先失效時，相當于陰床進水中Na+含量增大，于是陰床出水中NaOH含量上升，其結果是出水PH值、電導率、SiO2和Na+含量均增大，所以監測陽床運行也兼顧陰床DD值的變化。當陰床先失效時，表現出的現象通常是出水中SiO2含量增大，因H2SiO3是很弱的酸，所以在失效的初期，對出水PH值的影響并不明顯，但緊接著隨H2SiO3或HCL漏出，PH值就會明顯下降。至于出水的DD往往會在失效點處先呈微小下降，然后上升。這是因為陰床未失效時，其出水中通常含有微NaOH、而當其失效時，這部分NaOH被Na2SiO3所代替，所以電導率微小下降。當氫氧根離子減小到與進水中氫離子正好等量時，電導率最低，這相當于酸堿滴定的終點。之后由于出水中氫離子的增加，電導率急劇增大。這二者的主要區別是陽床先失效使陰床出水PH上升，陰床失效使出水PH下降，DD都上升，因此判斷陽床失效需要檢測陰床出水DD的同時還應檢測陽床出水Na+。

2.2 一級除鹽陽、陰床的出水標準為

3 再生原理和操作

3.1 原理

一級除鹽陰陽床的再生采用逆流再生，再生液先流經強型樹脂，再流經弱型樹脂，用強型樹脂排液（也稱再生廢液）中未被利用的酸或堿再生弱型樹脂。這種再生工藝對水質適應性強，運行出水水質可以更好。陽床出水Na+一般可在20～30μg/L或更低，實際運行中〈 10μg/L。陰床出水SiO2可低于50μg/L，實際運行<10μg/L，DD通常低于2μs/cm，我廠實際正常運行中<1μs/cm。再生劑的比耗（我廠要求<1.23〉也低，經濟效益較好。逆流再生的自用水率也較低。但逆流再生設備運行中對進水濁度要求較嚴，我廠高過來水要求濁度<1mg/L，這樣可減少反洗次數。

3.2 再生操作中的注意

（1）再生的步序：預噴射—放水—進酸（堿）—置換—放氣進水—正洗—備用。

（2）第一步預噴射（即小反洗），作用是松動樹脂層和沖洗掉積聚在樹脂層中的污物，控制流速不能太快，防止亂層，沖洗要充分，所以就地取水樣要清澈后再停。

（3）陰床用除鹽水小反洗：除鹽水中的SiO2濃度很低，而陰床失效樹脂層表面SiO2濃度很高，由這種濃度差所產生的動力，使SiO2很容易從樹脂上解析下來。用除鹽水沖洗的過程中，樹脂層中的酸性水逐漸排出，PH值也隨之升高，可使樹脂層中的硅化合物由難溶的多聚體轉變成較易溶解的低分子型，更容易解析出來。所以陰床的小反洗非常重要，一定要沖洗充分。

（4）進再生液時要控制濃度。酸（HCI）2.4～2.6%。堿先進30分鐘1.0～1.2%的稀堿，再進2.4～2.6%的濃堿。堿液濃度一定要先稀后濃，這是為了防止膠態硅的析出。

（5）陰雙室床運行時，上層弱堿陰樹脂基本不交換硅酸，水中硅化物大部分被下層強堿陰樹脂吸收。再生時，再生液由下向上首先通過強堿樹脂層，于是便將強堿陰樹脂中大量硅化物洗脫到溶液中，從而使溶液中硅化物濃度很大。當此溶液繼續向上流動時，因為其中的再生劑逐漸被再生反應所消耗掉，特別是流經弱堿樹脂層時，由于再生反應很容易進行，所以PH值迅速降低，從而提供了析出膠態硅化合物的條件。因此，膠態硅化合物就會在弱堿陰樹脂層中析出。在制水時，膠態硅化合物隨進水逐漸轉變成硅酸而留在強堿性陰樹脂層中造成硅污染，或者膠態硅化合物泄漏，最終使交換器提前失效或出水硅含量增大。

（6）再生置換的原因是，當全部再生液進完后，樹脂層中仍有正在反應的再生液，而樹脂層下部至計量箱之間的再生液則尚未進入樹脂層。為了使這些再生液全部通過樹脂層，須用除鹽水按再生液流過樹脂的流程及流速通過交換器，這一過程稱為置換。置換過程應注意完全，也應注意及時分析合格后停止，以免影響工交。

4 實際運行中的問題分析：

（1）Ⅰ系列一級除鹽有段時間陰床工交很低，酸堿耗超標，檢查發現中間除碳器的通風機葉片損壞造成除CO2效果差，增加了陰床的交換負擔。所以運行中要注意檢查除碳器的運行狀況。

（2）Ⅱ系列一級除鹽有段時間工交很低，酸堿耗超標，正常運行中，陰床出水SiO2較大：20～30μg/L。分析原因主要有：

1）再生時未控制好進稀堿的濃度和時間，造成膠態硅污染；

2）上次再生后運行時間過長造成保護層縮小。

3）陰樹脂量減少或樹脂有老化。

4）陰樹脂量少或進水不均造成亂層。

5）防范措施：

重新徹底再生，嚴格控制充分進稀堿。

對運行時間設定上限，避免過度失效。

聯系檢修加樹脂，處理好壓脂層。

5 總結

一級除鹽設備是目前水處理的主要設備之一，保證一級除鹽設備安全、穩定、高效運行是制備除鹽水的重要一環。本文對一級除鹽設備實際運行中的出水如何監測進行了分析，明確了監測指標，以及根據監測指標對陰陽床失效情況的判斷，從而可以針對性的進行再生操作。同時對一級除鹽的再生過程進行了解析，配合實際操作，總結出再生操作的重點，便于再生操作有效成功。最后分析了一級除鹽實際運行中的幾個問題，提出了解決措施。這些對一級除鹽設備實際運行維護和再生過程的探討，希望給同類設備的運行提供參考。

作者簡介：路引軍 （1976-），男，本科，火力發電廠化學運行專工。