提高二級(jí)脫鹽水周期制水量探討

錢(qián) 浩

（中石化安慶分公司水務(wù)部，安徽 安慶 246001）

1 裝置介紹及工藝流程

1.1 裝置簡(jiǎn)介

安慶石化水汽預(yù)處理系統(tǒng)包含一座處理能力為900m3/h的澄清池，一座儲(chǔ)存能力為242m3的澄清水槽；單臺(tái)最大過(guò)濾能力為220m3/h的壓力式過(guò)濾器2臺(tái)；中和池一座。一級(jí)脫鹽系統(tǒng)有三個(gè)系列，制水能力各為60m3/h，每一系列由弱酸陽(yáng)離子交換器、強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換器、CO2除氣塔及弱堿、強(qiáng)堿陰離子雙層床交換器組成，其出水與來(lái)自裝置的冷凝液混合，作為二級(jí)脫鹽系統(tǒng)進(jìn)水。二級(jí)脫鹽系統(tǒng)共有3套體外再生高速混床，其中兩套額定制水量400m3/h，一套額定制水量300m3/h，另有配套的樹(shù)脂捕捉器[1-3]。

1.2 工藝流程

生產(chǎn)水通過(guò)預(yù)處理澄清后，進(jìn)入雙介質(zhì)過(guò)濾器，再經(jīng)過(guò)一級(jí)脫鹽的復(fù)床處理，該股水量約為120t/h的一級(jí)脫鹽水，與來(lái)自主裝置約150t/h的冷凝液匯合，作為二級(jí)脫鹽系統(tǒng)的進(jìn)水。冷凝液在與一級(jí)脫鹽水匯合前，經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器的過(guò)濾和換熱器的換熱，將溫度由平均60℃降至30℃，再進(jìn)入二級(jí)脫鹽混床。在混床中，陰、陽(yáng)兩種離子交換樹(shù)脂交錯(cuò)排列，組成多級(jí)式復(fù)床。本套裝置的再生劑為98%的硫酸和32%的液堿。酸堿經(jīng)管道混合器與再生水混合稀釋至相應(yīng)濃度后，分別注入一級(jí)床和混床，對(duì)陰、陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)行再生，恢復(fù)陰、陽(yáng)樹(shù)脂的交換能力。再生廢液排入中和池。

2 現(xiàn)狀調(diào)查及目標(biāo)設(shè)定

2.1 周期制水量統(tǒng)計(jì)

對(duì)2017年7月至2018年2月八個(gè)月的二級(jí)脫鹽水周期制水量數(shù)據(jù)（萬(wàn)噸）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。見(jiàn)表1。

表1 周期制水量統(tǒng)計(jì)

可以看出，2017年以來(lái)二級(jí)脫鹽水混床周期制水量平均約4.2萬(wàn)噸，造成酸堿、再生水消耗量增加。

2.2 目標(biāo)值設(shè)定

目前集團(tuán)公司及國(guó)內(nèi)相同設(shè)計(jì)規(guī)模的其他脫鹽水裝置混床周期制水量的最高紀(jì)錄為5.2萬(wàn)噸，平均周期制水量為4.8～5萬(wàn)噸。故將提高周期制水量的目標(biāo)定在5萬(wàn)噸，達(dá)到國(guó)內(nèi)目前先進(jìn)水平。

3 原因分析

為了確定主要原因，針對(duì)所有可能的末端因素逐一分析進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)論證，從中找出主要因素。

3.1 再生用酸量偏低

水處理二級(jí)酸槽再生時(shí)自動(dòng)進(jìn)酸液位上限原設(shè)為1.4m，有0.13m的上調(diào)空間。

3.2 設(shè)備故障率高

調(diào)閱二級(jí)脫鹽水三臺(tái)混床D9204A/B/C及體外再生罐D(zhuǎn)9217/D9218過(guò)去一年的檢修記錄，證明設(shè)備極少發(fā)生故障。

3.3 樹(shù)脂質(zhì)檢不過(guò)關(guān)

取一級(jí)和二級(jí)脫鹽水離子反應(yīng)器共6類樹(shù)脂送檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)樹(shù)脂性能，證明各項(xiàng)指標(biāo)均符合生產(chǎn)要求。

3.4 樹(shù)脂總量偏少

從觀察窗處觀察D9204A/B/C內(nèi)樹(shù)脂床層高度，發(fā)現(xiàn)D9204C床層總高低于設(shè)計(jì)投用值0.2m。

3.5 陰陽(yáng)樹(shù)脂比例失調(diào)

由于水處理三臺(tái)混床均為體外再生，故在三臺(tái)混床體外再生時(shí)觀察第四步結(jié)束后D9217內(nèi)反洗分層情況，發(fā)現(xiàn)D9204A/B內(nèi)陽(yáng)樹(shù)脂均偏多。

通過(guò)要因論證，確認(rèn)周期制水量低的主要原因是再生用酸量偏低、樹(shù)脂總量偏少和陰陽(yáng)樹(shù)脂比例失調(diào)。

4 對(duì)策制定及實(shí)施

4.1 再生用酸量偏低的改進(jìn)措施

再生用酸槽D9211A容積共0.56m3，目前每次再生用酸一槽，液位上限1.4m，即0.512m3，將D9211A磁翻板液位計(jì)上限卡箍安裝至液位計(jì)1.5m處，即每次再生用酸0.55m3，酸液濃度保持6%不變。

實(shí)施后通過(guò)對(duì)混床再生后的電導(dǎo)觀察，發(fā)現(xiàn)再生后混床投用時(shí)電導(dǎo)由調(diào)整前的平均0.13μs/cm下降至平均0.09μs/cm。

4.2 樹(shù)脂總量偏少的改進(jìn)措施

D9204混床設(shè)計(jì)時(shí)總床高1.2m，目前D9204C床層總高約1m，由再生時(shí)觀察D9217中樹(shù)脂分層位置知陰樹(shù)脂偏少。D9204C到達(dá)制水終點(diǎn)后開(kāi)始再生程序，在再生程序第3步ABRO清洗后，手動(dòng)暫停程序，利用水射器，將事先用二級(jí)脫鹽水浸泡的D201MB強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂4袋共0.1t送入D9217罐，手動(dòng)開(kāi)始再生程序第4步反洗分層，反洗到出水清后，分層明顯，按程序繼續(xù)再生。

再生結(jié)束后樹(shù)脂輸回D9204C，觀察D9204C內(nèi)樹(shù)脂高度，增加了0.2m。見(jiàn)表2。

表2 實(shí)施前后測(cè)量樹(shù)脂高度對(duì)比表

4.3 陰陽(yáng)樹(shù)脂比例失調(diào)的改進(jìn)措施

D9204混床設(shè)計(jì)時(shí)陰陽(yáng)樹(shù)脂比例為1∶2，陰樹(shù)脂1.6m3，陽(yáng)樹(shù)脂3.2m3，目前D9204A/B兩床中陰陽(yáng)樹(shù)脂比例均為約1∶2.2。D9204A/B到達(dá)制水終點(diǎn)后開(kāi)始再生程序，再生程序第4步反洗分層，反洗到出水清后，分層明顯，手動(dòng)暫停程序，稍開(kāi)D9217中排管閥門(mén)，通過(guò)軟管將陽(yáng)樹(shù)脂小流量排入事先準(zhǔn)備好的廢樹(shù)脂料箱，待陰陽(yáng)樹(shù)脂分層線下降至事先計(jì)算好的高度時(shí)，立即關(guān)閉中排管閥門(mén)。

9204A/B兩床中陰陽(yáng)樹(shù)脂比例由約1∶2.2調(diào)整至1∶2，接近設(shè)計(jì)值陰樹(shù)脂1.6m3，陽(yáng)樹(shù)脂3.2m3。

5 改進(jìn)后效益

2018年9～12月份脫鹽水混床系統(tǒng)周期制水量統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表3。

表3 改進(jìn)后系統(tǒng)周期制水量統(tǒng)計(jì) 萬(wàn)噸

上述措施的實(shí)施使得二級(jí)脫鹽水的周期制水量由平均4.2萬(wàn)噸提升至約5.1萬(wàn)噸，每周期提高了0.9萬(wàn)噸二級(jí)脫鹽水制水量。按照水處理平均0.6萬(wàn)噸/天的外供量計(jì)算，每個(gè)制水周期延長(zhǎng)了約1.5天，降低了樹(shù)脂再生的酸堿消耗和再生水耗。本次實(shí)驗(yàn)工作的主要支出是采購(gòu)補(bǔ)充的0.1噸D201MB強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂，價(jià)值約2000元。