浮動床運行及設計中存在問題的分析和解決

閆志濤 丁衛東

摘 要：中國平煤神馬集團尼龍化工公司熱電廠化學水裝置脫鹽水制備為雙室雙層浮動床工藝，經十幾年的運行，發現了幾點存在于設計和運行中的問題，文章通過分析問題出現的原因，總結和提出了解決問題的方法，為以后該設備的順利運行提供幫助。

關鍵詞：浮動床；離子交換樹脂；水處理

中國平煤神馬集團尼龍化工公司熱電廠化學水裝置脫鹽水設備為雙室雙層浮動床工藝，原水為平頂市自來水公司送來的生活水，經四臺2*200噸/小時的高效纖維過濾器將水中濁度降到2PPM以下，進入雙室雙層浮動陽床，再經脫碳塔脫除水中的CO2，然后由中間水泵打入雙室雙層浮動陰床（老陰床為單室單層），陰床出水即為電導率小于5？滋s/cm，二氧化硅不大于 100 ppb，PH為6.5-8的脫鹽水。文章結合尼龍化工公司熱電廠化水裝置實際運行情況，對影響雙室雙層浮動床運行的若干問題進行了分析。

1 雙室雙層浮動床工藝的特點

（1）由于雙室雙層浮動床將弱、強樹脂置入一體，與弱、強床串聯系統相比，具有占地面積小、投資少、操作簡單等優點。（2）逆流再生可保證再生液首先接觸強樹脂，確保了強樹脂的深度再生，對保證出水質量有利。同時由于弱樹脂交換容量大，容易再生，再生用酸、堿量小于于單一強陽（陰）床的用量。

2 尼龍化工公司熱電廠的水質特點及陽、陰雙室床運行工藝參數

尼龍化工公司熱電廠雙室雙層浮動床運行水質為平頂市自來水公司送來的生活水。陽、陰雙室雙層床參數見表1以2010年上的2*200噸/小時制水系列為例：

3 尼龍化工公司熱電廠化水裝置實際運行中出現的問題

3.1 陽床上室反洗頻繁

98年投用的250噸/小時制水系列，實際為4*125噸/小時四個系列兩運行兩再生或備用設計模式。在運行過程中，出現了陽床運行阻力大，運行流量由125噸/小時下降為50噸/小時。平均兩個月就需對上室樹脂體外反洗方能正常。經分析為酸的品質出現問題，打開酸罐檢查，底部酸泥較多。向公司反應后問題得到解決。反洗頻率恢復正常。

3.2 新上系列運行幾個周期后無法運行

尼龍化工公司熱電廠化水裝置2010年上的兩套200噸/小時的雙室雙層浮動床，陰床上室高2米，裝填1.4米高D202FC樹脂，下室高3.5米，裝填2.4米高D301FC樹脂，運行不到一個月，陰床進出水壓差超過2.5kg/cm，無法使用，被迫反洗，后經觀察分析屬于D301FC強度不足，破碎嚴重所致。經體內體外反洗陰樹脂后恢復出力。但不到半年又出類似問題，只得再次反洗。所以對樹脂的選擇也相當重要。

3.3 陰床C床體頻繁泄漏

尼龍化工公司熱電廠化水裝置陰床C是脫鹽水制備裝置的核心設備，制脫鹽水能力為125噸/小時，屬碳鋼襯膠設備，中間筒體高3.6米，筒體上下兩端是封頭，設備總高6米、直徑2米，結構為單室單層浮動床，筒體上下各有一層水帽板并各安裝135個濾水帽，水帽板和封頭間有三根角鋼拉筋相連。筒體內裝201*7FC樹脂7噸，下部進水為PH2.8弱酸性水，上部出水為脫鹽水。該設備自98年4月份建成投用以來，先后出現六次維修，平均兩年要維修一次，原因分析：老陰床C水帽板總厚為12毫米，去除上下三毫米襯膠，僅剩6毫米厚的鋼板，沒有足夠的強度支撐7噸樹脂和運行時的水流沖擊，造成水帽板變形、拉筋脫開，襯膠破裂，弱酸水腐蝕鋼結構而穿孔泄漏，被迫停運檢修。應對措施：由于老陰床C水帽板鋼材總厚僅6毫米，新陰床C水帽板鋼材厚度設計為25毫米厚，襯膠層設計為3+2層五毫米厚天然橡膠，水帽板支撐設計成20*150的Q235A加強筋三道分布于水帽板上，與筒體及水帽板滿焊連接，使水帽板有足夠強度抵抗水流的沖擊和內部填料的重量要而不變形。更新后運行良好。所以床體設計制作將影響設備壽命，應從設計就把好關才對。

4 雙室雙層浮動床應用中的注意事項

影響雙室雙層浮動床床實際運行因素較多（原水電導率、樹脂和白球高度、強弱樹脂體積比例、再生及運行工藝參數控制、酸堿品質等），根據尼龍化工公司熱電廠化水裝置雙室床多年來的運行實踐，提出一些建議和改進方法。

4.1 樹脂及白球的選用

考慮雙室雙層浮動床運行流速高，達40米/小時、運行阻力大及反洗時破碎樹脂難以清除等因素，在樹脂選用上要求：應有足夠的機械強度，其粒徑范圍要?。ㄓ镁渲詈茫?。白球粒度在1.5-2.5毫米之間比較適宜，因為密度小、硬度大、化學穩定性好的白球，在運行中方能起到很好的疏水、濾水作用。

4.2 樹脂和白球之間水墊層的高度

對于雙室雙層浮動床而言，防止起床時樹脂亂層是浮動床必須重視的問題。為此應嚴格控制樹脂和白球之間水墊層的高度和起床流量，若水墊層高度太高，起床時會亂層，運行效果差；若水墊層太低，樹脂轉型膨脹會使樹脂受壓而破碎，同時還會對設備本體造成損壞。合理的水墊層高度是雙室雙層浮動床經濟、穩定運行的保證。運行實踐表明，確保雙室雙層浮動床運行期間樹脂轉型膨脹后與白球之間水墊層的高度保持根據不同樹脂的彭脹性質而定，保持樹脂最大體積時與白球間距離5-10cm為好，投運流量為正常運行量的80%為好。從而保證運行效果和樹脂及設備的安全。

5 結束語

雙室雙層床具有占地面積小、運行流速高、出水水質好等優點，要保證其良好的運行效果，應做到如下幾點：（1）從原始設計上把好設備關，使床體具備足夠強度，特別是水帽板的厚度和支撐方式。襯膠建議采用3+2 兩層橡膠，5毫米厚度，并進行15000V電火花檢測合格。（2）對樹脂選擇要選擇正規品牌和進行定期擦洗、反洗。（3）浮動床不可頻繁啟?；蛘{整流量。以免使樹脂亂層而影響水質。（4）采取定期備量再生的方法使樹脂恢復交換能力。（5）注意調整樹脂和白球之間的合理間隙，確保再生及運行效果和設備安全。

參考文獻

[1]周本省.工業水處理技術[M].化學工業出版社，2008.

[2]張子平，趙景光.化學運行與檢修1000問[M].中國電力出版社，2013.

作者簡介：閆志濤（1977-），男，籍貫：河南平頂山，2002年畢業于鄭州大學化工工藝專業，水處理助理工程師，長期從事水處理設備的運行管理工作，工作單位：中國平煤神馬集團尼龍化工公司。

丁衛東（1967-），男，籍貫：河南輝縣，1988年畢業于開封化工學校，水處理高級技師，長期從事水處理設備的運行管理工作；工作單位：中國平煤神馬集團尼龍化工公司。