雙室陽浮動床出水高鈉原因分析與對策

陶衛君，范小艷

（中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

克拉瑪依石化公司熱電廠500 t/h化學除鹽裝置采用雙室浮動床工藝。雙室浮動床采用強、弱樹脂配合串聯方式，正常運行時出水水質穩定，陽浮床出水鈉含量為（20～70）g/L。但是新水水質變差時，陽浮床出水鈉含量升高到（200～300）g/L，周期制水量明顯降低，反復再生依然無法降低出水鈉含量。

1 雙室陽浮床出水高鈉原因分析

1.1 新水水質惡化

克拉瑪依地區新水水源有季節性變化，水質也相應變化：每年 5月到 11月，新水水質較好，出水電導率（200～300）μS/cm；12月到次年4月，水質明顯變差，電導率上升到（500～600）μS/cm。雙室陽浮床出現的高鈉現象與新水水質季節性變化的周期高度一致，因此可以判定，新水水質變差是導致雙室陽浮床出水高鈉的原因之一。但是，同樣的新水水源，在200 t/h化學除鹽裝置固定床運行時卻并未出現明顯的高鈉現象，這與雙室浮動床對進水水質的要求比較高有關。雙室浮動床對進水的濁度一般要求＜2.0 NTU[1]（NTU為濁度測定單位，1NTU=1 mg/L的白陶土懸浮體）。500 t/h化學除鹽裝置的新水預處理單元采用的是疊片式過濾器，新水水質變差后疊片式過濾器的過濾效果明顯變差，導致進入雙室陽浮動床的進水濁度超過2.0 NTU，水中攜帶的懸浮物被截留在陽樹脂中污染陽樹脂，影響正常制水。

1.2 樹脂結塊，再生效果差

雙室陽浮動床運行時，進水以較高的流速由下向上先后通過下室弱陽樹脂層和上室強陽樹脂層，新水水質惡化后，進水中所攜帶的大量懸浮物沿樹脂層自下而上截留在樹脂中，使樹脂受到污染[2]。陽浮床上、下室樹脂均出現不同程度的結塊現象，尤其是最先接觸進水的下室弱陽樹脂首先被污染，結塊現象明顯，再生時易造成酸液偏流現象，再生效果差。

1.3 樹脂體外清洗效果差

隨著運行周期的增加，雙室浮動床內形成的破碎樹脂和從水中截留的污物逐漸增多，當床體進、出口壓差達到（0.04～0.06）MPa時，必須將床體內強、弱陽樹脂分別送到清洗罐內進行清洗，以便除去破碎樹脂和污物。在使用清洗罐清洗樹脂時，工業風吹洗之前，將樹脂清洗罐內的水排放到上監視窗的位置，將風壓保持在0.4 MPa吹洗，樹脂的攪動空間大，泥塊不易攪散。樹脂在清洗罐內反洗時最大流量只能達到80 t/h，流量偏小，樹脂整體托不起來，擦洗高度不夠。清洗罐頂部排水裝置設計為“十”字形，而且每根支管上加裝了濾網，除粉末狀樹脂可排出外，破碎樹脂及樹脂中的泥塊無法清洗出來，清洗效果較差。

1.4 樹脂流失、裝填量不足

在樹脂交換容量一定的條件下，填裝樹脂量的多少也是影響周期制水量的重要因素。樹脂裝填量偏少容易使樹脂亂層，甚至造成下室樹脂變成懸浮狀態，而沒有壓實層，影響出水水質和周期制水量。由于新水水質惡化，雙室陽浮動床上、下室樹脂頻繁再生和體外清洗，樹脂強度下降，樹脂磨損和破碎率增大，破碎樹脂在體外清洗時流失，從而造成床體內上、下室樹脂裝填量不同度減少。

2 陽浮床出水高鈉的解決對策

2.1 改善疊片過濾器過濾效果

改善疊片過濾器過濾效果的措施主要有：①調整過濾器疊片間隙，提高反洗效果；②對疊片定期酸洗，消除疊片過濾通道縫隙內鐵銹垢；③調整反洗參數，反洗時間和壓差分別設定為120 min，0.06 MPa。實施上述措施后，過濾器出口水的濁度接近2.0 NTU，基本滿足雙室陽浮動床對進水水質的要求。

2.2 改善樹脂體外清洗效果

（1）減少工業風吹洗時清洗罐內的水量。吹洗前將樹脂清洗罐內的水下放至監視孔的1/3處，高出靜止樹脂層約（10～20）cm，再通入工業風吹洗，增加樹脂間的摩擦面積，提高吹洗效果。

（2）拆除清洗罐上部排水裝置的濾網，控制反洗流量為（90～100）t/h，保證破碎樹脂洗出，且不能將正常的顆粒樹脂帶出。因此要取樣觀察排液中破碎樹脂的情況，及時調整清洗流量。只要把清洗流量控制好，樹脂的托起高度穩住，就不會出現大量跑正常顆粒樹脂的現象。

2.3 補充上、下室樹脂裝填量

500 t/h化學除鹽裝置的3臺陽浮床直徑2800 mm，設計上室裝填D001FC強陽樹脂2.2 m，下室裝填D113-III弱陽樹脂1.6 m。對3臺陽浮床上、下室樹脂進行重新核算后，確定了樹脂補充量（表1）。補充樹脂量后，陽浮床運行出水鈉含量有所降低，由原來（200～300）g/L 下降至（100～150）g/L。

表1 樹脂補充量 25 kg/袋

2.4 再生前增加托床松動樹脂操作

針對樹脂結塊、再生時易造成偏流現象，嘗試在再生前對樹脂進行托床松動，然后再進行再生。調試托床松動樹脂操作的流量、時間、次數（表2）。通過陽浮床逐臺的調試，發現再生前用（50～60）t/h的流量對樹脂進行松動2次，每次5 min，陽浮床出水鈉含量降低到（30～70）g/L，效果較好。

3 調試后效果

通過改善疊片過濾器過濾效果，改善樹脂體外清洗效果，補充上、下室樹脂裝填量，再生前增加托床松動樹脂操作等措施，500 t/h化學除鹽裝置3臺陽浮床的出水鈉含量降低到（30～70）g/L，在新水水質惡化的不利情況下，保證了裝置的安全平穩運行，降低了酸、堿等化工原材料的消耗量。

表2 托床松動樹脂操作調試