三種廢棄離子交換樹脂氣力輸送特性實驗研究

馬貴林

（江蘇省環境工程技術有限公司，江蘇南京 210019）

1 概述

現代火力發電廠一般均采用離子交換樹脂（IER）去除水中的可溶解性陰陽離子。IER是一種在交聯聚合物結構中含有離子交換基團的功能高分子材料。一般在IER反復使用若干次后，其有效活性極大降低，此時，該樹脂需被置換下來，成為廢棄離子交換樹脂（WIER）。廢棄離子樹脂的熱值通常在10～25MJ/kg，如將廢棄樹脂送入鍋爐爐膛與煤摻燒，不但可以減少固廢處理費用、減少污染，還可以創造一定的經濟效益。本實驗利用球磨機對廢棄離子交換樹脂的研磨特性進行了研究，為廢氣離子交換樹脂鍋爐摻燒制粉系統設計提供參考。

2 實驗方法

對電廠水處理車間產生的三種廢棄離子交換樹脂進行研磨特性的研究，考察廢棄離子交換樹脂含水率、磨煤機時間及三種樹脂與煤配比等因素對其粒徑分布的影響規律。本研究中樹脂顆粒的粒度分布采用美國BECKMAN COULTER公司生產的LS200激光粒度分析儀 檢測。

3 結果分析

3.1 不同配比樹脂的粒徑分布

考察陰陽離子樹脂在不同質量配比下的粒徑分布特性。實驗過程中球磨機磨制時間為10min，所用的陰陽離子樹脂均為干燥的樹脂。由圖1可以看出，磨制后的陰陽樹脂，其單獨的粒徑分布和不同混合比例的粒徑分布均呈現出單峰分布。不同配比的單峰峰值對應的粒徑在300～400μm，粒徑主要分布在100～600μm。陰離子樹脂的峰值較陽離子樹脂的峰值要高，且在陰陽離子樹脂質量配比為2∶1時，單峰峰值最高。從圖1可以看出，隨著陰離子樹脂混合比例的增加，單峰峰值增大。

圖1 陰陽離子樹脂不同配比粒徑分布

3.2 含水率對樹脂粒徑分布的影響

考球磨機磨制時間為20min，考察單獨陽離子樹脂、陰離子樹脂、陰陽離子樹脂1∶1三種工況下的粒徑分布特性。從圖2-圖4可以看出，陰陽離子樹脂的粒徑分布均表現出單峰分布，且樹脂含水后，其峰值的位置沒有發生左右的移動，峰值對應的粒徑大小沒有發生變化。從圖3可以看出，陽離子樹脂含水后，其單峰峰值減小，峰值對應的粒徑約為700μm，粒徑主要分布在500～1 000μm。從圖4可以看出，陰離子樹脂含水后，其單峰峰值增大，峰值對應的粒徑約為300μm，粒徑主要分布在100～600μm。從圖5可以看出，陰陽離子樹脂1∶1混合含水后，其單峰峰值增大，峰值對應的粒徑約為275μm，粒徑主要分布在150～600μm。

圖2 水分對陽離子樹脂粒徑分布影響

圖3 水分對陰離子樹脂粒徑分布影響

圖4 含水對陰陽離子樹脂混合的粒徑分布影響

3.3 球磨時間對樹脂粒徑分布的影響

通過調節球磨機磨制時間，研究磨制時間對陰陽樹脂粒徑分布的影響。從圖5和圖6可以看出，隨著球磨機磨制時間越來越小，陰陽離子樹脂的單峰往小粒徑方向移動。在研磨時間小的工況下，樹脂被磨制成極細的粉末，考慮到實際與煤粉混合燃燒以及磨煤機的能耗，可選用在10min磨制時間的工況下，對樹脂進行磨制。

圖5 不同磨制時間下陽樹脂粒徑分布規律

圖6 不同磨制時間下陰樹脂粒徑分布規律

4 結束語

1）單獨陰、陽樹脂的粒徑分布和不同混合比例的粒徑分布均呈現出單峰分布。不同配比的單峰峰值對應的粒徑在300～400μm，粒徑主要分布在100～600μm。陰離子樹脂的峰值較陽離子樹脂的峰值要高，且在陰陽離子樹脂質量配比為2∶1時，單峰峰值最高。

2）隨著含水率的增加，樹脂峰值的位置沒有發生左右移動，其峰值對應的粒徑大小沒有發生變化。隨著球磨機磨制時間越來越小，陰陽離子樹脂的單峰往小粒徑方向移動。在研磨時間小的工況下，樹脂被磨制成極細的粉末，考慮到實際與煤粉混合燃燒以及磨煤機的能耗，可選用在10min磨制時間下，對樹脂進行磨制。