混床除盐水处理设计_张奇兵

民营科技2009年第7期1MYKJ科技论坛混床除盐水处理设计张奇兵（黑化集团有限公司，黑龙江齐齐哈尔161041）摘要：阳、阴离子交换树脂按一定比例混合装填于同一交换柱内的离子交换装置称为混合离子交换柱，简称混床。现结合黑化集团公司热电分厂500m3/h混床除盐水处理系统对混床除盐设计及运行要点作简要说明。关键词：混床；树脂；除盐水；再生；分层；混合；电导率；SiO21工程概况黑化集团公司水处理车间原有阳床，阴床离子交换系统，处理水量为500m3/h，除盐水出水供给热电分厂5台75t/h循环流化床锅炉和3台40t/h链条炉给水。但由于水处理车间一级除盐水出水水质不好引起锅炉蒸汽品质不合格导致空分车间汽轮机叶轮结垢，转速低而无法正常运行，为解决蒸汽品质问题，首先要解决除盐水水质。新设计6台100m3/h混床，其中一台作为树脂贮备罐。新建混床除盐系统在原水处理车间旁边进行扩建，对原一级除盐出水进行深度处理，与原一级除盐系统相结合进行设备及管道整体统筹考虑。2混床设计类型选择混床按再生方式不同可分为体内再生式、阴树脂再生式、体外再生式和移动床式四种。这四种再生方式各有其优缺点，根据混床运行再生特点及我公司对除盐水出水水质要求以及我公司实际情况，考虑在满足生产要求的情况下尽量方便操作，节省投资及运行费用，最后决定设计采用混床体内同步再生式运行方式。再生液采用强酸和强碱，以提高出水纯度。3体内再生式混床的设计3.1设计水质、水量设计进水：原水处理车间一级除盐水装置出水设计处理水量：500m3/h设计进水水质：硬度＜5毫克当量/升，碱度＜0.1毫克当量/升，电导率＜30μs/cm，SiO2＜0.1～0.3mg/l，PH值8～9，水温＜30℃设计出水水质：电导率＜0.2μs/cm，SiO2＜0.02mg/l3.2混床装置水处理工艺流程结合我公司水处理车间一级除盐系统管道及设备布置及运行情况，本次设计混床装置工艺流程如图所示：设计安装6台混床（其中一台平时作树脂罐，必要时可以投入生产运行），每台产水量按100t/h计。设计安装3台中间水泵，同时将原一级除盐水泵改为混床出水除盐水泵。设计安装3座容积为200m3的除盐水箱，贮存混床装置处理后的除盐水，通过除盐水泵将除盐水输送至各用户。3.3混床设计及运行各项参数的确定3.3.1混床参数本设计混床产品参数如下：混床尺寸覬×H：2500×6000工作面积：4.87m2设计最大产水量：200m3/h设计产水量：100m3/h阳树脂层高：800mm阴树脂层高：1600mm3.3.2树脂有关设计参数本设计选用的树脂为强酸性阳树脂和强碱性阴树脂，这两种树脂湿真密度差大于0.15～0.20g/cm3，满足混床分层要求，树脂具体参数如下：树脂类型：阳树脂001×7；阴树脂201×7工作交换容量：650克当量/m3（阳）；250克当量/m3（阴）湿真密度：1.23～1.28g/cm3（阳）；1.06～1.11g/cm3（阴）阳、阴离子混合比：1：2；反洗膨胀率：50～80%阳树脂层水头损失：0.32kg/cm2·m阴树脂层水头损失：0.215kg/cm2·m3.3.3混床各项运行程序设计计算参数1）正常运行：打开进水阀与出水阀门，运行流速控制在20～40m/h，当出水水质电导率≥0.2μs/cm，SiO2≥0.02mg/l时，即达到运行终点。2）反洗分层：打开反洗排水阀与反洗进水阀，反洗流速10m/h，反洗时间10min，反洗结束时应缓慢关闭反洗进水阀，使树脂颗粒逐步沉降，以沉降后阳、阴树脂层界面是否清晰判别分层效果。3）再生：体内同步再生的关键则是要计算好正确的酸、碱再生剂用量，以使酸再生液与碱再生液的量保持平衡，同时也是设计酸、碱喷射器的重要依据。水处理车间原有浓H2SO4（93%），浓NaOH（31%）贮槽，所以混床再生剂也用H2SO4，NaOH。再生参数计算结果如下（均按一台计算）：a.混床运行周期（Tm）：Tm=706.8hb.再生液浓度：H2SO42%；NaOH4%c.再生液流速：均为5m/hd.再生水平：bc=100.68kg/m3（100%H2SO4）；ba=70kg/m3（100%NaOH）e.再生一次再生液用量：93%H2SO4用量Bc=425.45kg/次31%NaOH用量Ba=1772.58kg/次f.再生一次再生液耗量体积：93%H2SO4溶液体积V93%=232.87L/次，31%NaOH溶液体积V31%=1313.02L/次g.各稀释至再生浓度的体积：2%H2SO4溶液体积V2%=19319.94L/次，酸再生液稀释水用量：V1=V2%-V93%=19087.07L/次4%NaOH溶液体积V4%=13171.14L/次，碱再生液稀释水用量：V2=V4%-V31%=11858.12（L