离子交换树脂的铁中毒处理_刘伟

离子交换树脂的铁中毒处理刘伟(华北铝业有限责任公司动力分厂,河北涿州072750)[摘要]离子交换树脂在使用或存放过程中,因各种原因而受到污染后,将导致树脂交换容量下降,甚至失效。本文对常见的树脂罐中离子交换树脂受到铁污染的情况进行分析,提出解决树脂中毒的处理方法。[关键词]树脂;硬度;铁中毒;还原[中图分类号]TK223.5[文献标识码]B[文章编号]1003-8884(2006)06-0045-03TreatmentWhenResinFePoisonedDuringtheProcessofIon-ExchangeLIUWei(PowerPlant,NorthChinaAluminiumCo.Ltd.,Zhuozhou072750,China)Abstract:Ion-exchangeresincouldbepollutedduetodifferentreasonsinapplicationandstorage,whichwillresultinthedecreaseofresinexchangecapacity,evenresinperformancechange.ThepaperanalyzestheFepollutionoftheionexchangeresinintheresintankandputsforwardthesolutiontoavoidtheresinpoisoned.Keywords:resin;hardness;Fepoisoned;deoxidization[作者简介]刘伟(1971-),男,河北隆尧人,工程师,大学本科,从事锅炉设备技术工作.华北铝业有限公司锅炉房现有5台10吨锅炉,水处理设备为4台钠离子树脂交换器。2003年5月华北铝业有限公司动力分厂锅炉水处理树脂罐交换容量明显下降,并且再生也很困难,出水质量难以保证。开罐后发现罐内防腐层脱落,树脂受到污染。经过分析研究,提出了相应的解决措施。1离子交换树脂的工作原理1.1离子交换树脂离子交换树脂是一种具有可交换离子的高分子化合物,能与溶液中阳离子(或阴离子)进行交换,在锅炉水处理中,它主要用于对锅炉补水进行离子交换软化、除盐处理,以防止水质不良对锅炉运行带来结垢、腐蚀等危害[1-2]。离子交换树脂在使用和存放的过程中,可能会因有害物质的侵入,使树脂性能明显变坏,从而影响树脂的交换容量。就离子交换树脂而言,其有害物质主要有水中的铁离子、铝离子、活性氯、有机物、油脂等物质以及用硫酸或食盐再生阳离子交换树脂时结生的CaSO4等。1.2水软化处理工作原理离子交换树脂的工作过程包括软化和再生。1.2.1软化在阳离子交换反应中,将水中钙、镁离子(硬度成分)除去的过程称为软化,离子交换树脂与水中重碳酸盐硬度成分的反应如下:2RNa+Ca(HCO3)2R2Ca+2NaHCO32RNa+Mg(HCO3)2R2Mg+2NaHCO31.2.2再生离子交换树脂工作一段时间后,其交换容量将会达到饱和,这时需要对其进行再生。再生时所用的再生剂通常是工业食盐(NaCI),其作用是使已饱和的交换树脂(R2Ca、R2Mg)重新恢复成钠型树脂(RNa),其再生反应如下:R2Ca+2NaCI2RNa+CaCI2R2Mg+2NaCI2RNa+MgCI21.2.3阳离子交换特点①经钠离子交换反应后产生的软化水质硬度45设备维修有色设备2006(6)降低,甚至可以趋于零;②碱度不变,仅仅由重碳酸盐硬度转变成负硬度(NaHCO3);③由于水中Ca2+、Mg2+被交换到树脂上后,水中增加了与1/2[Ca2+]+1/2[Mg2+]相等物质量的Na+,因而软化水中溶解盐含量略有增加。1.3运行与再生的关系影响离子交换树脂运行周期的原因很多,如树脂粒度的大小、原水的硬度、出水水质的要求、树脂工作层高度、水流速以及过水断面流速的均匀性等。影响再生的因素亦很多,主要有再生方式和再生剂的用量、流速、纯度及浓度等[2-3]。图1离子交换树脂循环使用示意图Fig.1Recyclediagramofion-exchangeresin2铁污染的原因分析及其处理措施2.1污染机理离子交换树脂在使用或存放过程中,由于有害杂质的侵入,使树脂的性能明显变坏的现象称为树脂被污染。通常树脂被污染有两种情况,一是树脂结构无变化,只是树脂内部的交换孔道被杂质堵塞或表面被覆盖,或交换基因被占用,使树脂的交换能力明显下降,再生困难,这种现象称为树脂的“中毒”;二是树脂的结构遭到破坏,交换基因降解或交联结构断裂,树脂的这种污染是一种不可逆性的污染,无法复苏,所以又称为树脂的“老化”。本厂这次的树脂污染属于第一种情况,即树脂的铁中毒。2.2铁污染的方式铁对树脂的污染与树脂的特殊性质及铁对树脂的作用能力有关,其污染方式有以下两种:其