收稿日期

:

2008

-10

-

20

作者簡介

:

桑俊珍

(

1963-

)

,

女

,

工程師

,

主要從事電廠化學(xué)專業(yè)技術(shù)工作。

水處理用離子交換樹脂運(yùn)行中存在的問題及預(yù)防措施

Problems

an

d

Precau

tionary

Measu

res

of

Ion

Exchan

ge

Resin

in

Water

Treatment

du

rin

g

Operation

?？≌?/p>

1

,

王曉攀

2

,

李

紅

3

,

馬東偉

1

,

(

1

.

河北省電力研究院

,

石家莊

050021

;

2

.

河北省*

,

石家莊

050051

;

3

.

西柏坡發(fā)電有限責(zé)任公司

,

石家莊

050400

)

摘要

:

介紹水處理用離

子交換

樹脂的

種類

,

指出河

北省

南部

電網(wǎng)水處理用離子交換

樹脂存在

樹脂破

碎

、

有機(jī)物

污染

、

鐵

污染

、

粒度不均

、

樹脂板結(jié)等問題

,

詳細(xì)分析出現(xiàn)這些

問題的

原因

,

并提出預(yù)防措施

。

關(guān)鍵詞

:

水處理

;

離子交換樹脂

;

樹脂破碎

;

樹脂板結(jié)

Abstract:

T

his

paper

intro

duces

the

species

of

ion

ex

change

resin

for

water

tr

eatment,

and

fig

ures

o

ut

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pro

blems

that

are

resin

crash,

o

rg

anism

po

llution,

ion

po

llution,

g

ranular

ity

asy

mmetry

,

r

esin

har

den,

and

so

on,

analyzes

the

causes

and

advances

the

prev

ention

measur

es.

Key

words:

water

tr

eat

ment;

io

n

exchange

r

esin;

r

esin

crash;

resin

harden

中圖分類號

:

T

M

621.

8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼

:

B

文章編號

:

1001

-

9898(

2009)

01

-0043

-

02

隨著電力工業(yè)的發(fā)展

,

機(jī)組單機(jī)容量逐步向高

參數(shù)、

超臨界、

大容量發(fā)展

,

機(jī)組性能的提高

,

也對電

廠除鹽水水質(zhì)提出了更高的要求

,

目前火電廠化學(xué)

除鹽應(yīng)用較多的是離子交換樹脂

,

離子交換樹脂的

好壞直接影響著水處理的出水

,

進(jìn)而影響著熱力系

統(tǒng)的水質(zhì)和鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1

離子交換樹脂的種類

水處理選用的樹脂種類與水處理的形

式相配

套

,

不同處理方式會選用不同的離子交換樹脂。河

北省南部電網(wǎng)

(

簡稱

/

河北南網(wǎng)

0

)

選用的離子交換樹

脂主要有

:

強(qiáng)酸陽離子交換樹脂

001X7

、

001X7FC

、

001X7M

B;

強(qiáng)堿陰離子交換樹脂

201X7

、

201X7FC

、

201X7M

B;

弱酸陽離子交換樹脂

D113

、

D113FC;

弱

堿陰離子交換樹脂

D301

、

D301FC;

大孔強(qiáng)酸陽離子

交換樹脂

D001;

大孔強(qiáng)堿陰離子交換樹脂

D201;

多

用于

高速

混

床

的國

外

進(jìn)

口樹

脂

Amberlite252H

、

Am

berlite900SO

4

、

Do

w

ex

650C

、

Dow

ex550A

。

2

離子交換樹脂存在的問題

通過對河北南網(wǎng)各火電廠使用的離子交換樹脂

進(jìn)行檢測分析

,

發(fā)現(xiàn)離子交換樹脂存在以下問題。

2.

1

強(qiáng)酸陽離子交換樹脂破碎

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

,

運(yùn)行中強(qiáng)酸陽離子交換樹脂的

破碎問題比強(qiáng)堿陰離子交換樹脂嚴(yán)重

,

引起陽離子

交換樹脂破碎的原因主要有以下幾個(gè)方面。

a.

新樹脂的質(zhì)量問題。強(qiáng)酸陽離子交換樹脂

的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)只要求測定樹脂的磨后圓球率

,

而不要

求測定離子交換樹脂的滲磨率。強(qiáng)酸陽離子交換樹

脂在投入運(yùn)行前

,

要用酸、

堿進(jìn)行處理

,

除去低聚物

和化學(xué)反應(yīng)殘留物

,

這樣會引起水質(zhì)劣化和樹脂的

污染。在運(yùn)行一段時(shí)間后

,

樹脂受水中雜質(zhì)的污染

也需要進(jìn)行酸堿處理

,

因此樹脂的滲磨率更符合樹

脂的運(yùn)行情況。在一些新樹脂的驗(yàn)收過程中

,

同時(shí)

測定了強(qiáng)酸陽樹脂的磨后圓球率和滲磨圓球率

,

在

強(qiáng)酸陽離子交換樹脂磨后圓球率超過

98%

時(shí)

,

有的

強(qiáng)酸陽離子交換樹脂的滲磨率只有

34%

~

50%

。

b.

水中加入的殺菌劑

,

造成陽離子交換樹脂強(qiáng)

度降低。隨著工業(yè)的發(fā)展

,

水污染越來越嚴(yán)重

,

細(xì)菌

繁殖對水質(zhì)的影響也越來越嚴(yán)重

,

為了除去細(xì)菌

,

通

常在水中加入殺菌劑。由于次氯酸鈉殺菌劑便宜且

應(yīng)用方便

,

殺菌效果也比較好

,

因此一般選用次氯酸

鈉進(jìn)行殺菌

,

但是次氯酸鈉殺菌劑在水中主要通過

分解放出的余氯起作用

,

余氯有很強(qiáng)的氧化性

,

對強(qiáng)

酸離子交換樹脂有很強(qiáng)的破壞作用

,

會導(dǎo)致陽離子

交換樹脂的碳鏈氧化斷裂

,

氧化產(chǎn)物由樹脂上脫落

下來

,

變?yōu)榭扇苄晕镔|(zhì)。這些可溶性物質(zhì)中含有弱

酸基

,

當(dāng)它隨水流進(jìn)入陰離子交換器時(shí)

,

首先被陰離

子交換樹脂吸著

,

吸著不*時(shí)

,

就會殘留在陰離子

#

43

#

V

ol.

28

No.

1

交換器的出水中。有的甚至?xí)S補(bǔ)充水送到鍋爐

,

在鍋爐高溫、

高壓下樹脂分解成有機(jī)酸

,

有機(jī)酸在水

冷壁管內(nèi)的蒸發(fā)和濃縮

,

容易引起水冷壁管及汽輪

機(jī)葉片的酸性腐蝕。

c.

陽離子交換樹脂再生用的酸中余氯含量高

,

引起陽離子交換樹脂破碎。陽離子交換樹脂失效后

所用的再生劑為副產(chǎn)品酸

,

有的副產(chǎn)品酸中余氯的

含量超標(biāo)很多

,

經(jīng)常使用該種酸

,

使樹脂高分子碳鏈

發(fā)生變化

,

引起樹脂的強(qiáng)度變低。在對某電廠陽離

子交換樹脂污染原因進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)該廠陽離子交

換樹脂的顏色已經(jīng)變成了紅色

,

用手輕輕一壓

,

樹脂

變成粉末

,

通過對各方面的原因進(jìn)行分析

,

zui后對再

生劑進(jìn)行了送檢

,

經(jīng)檢驗(yàn)得知該廠用的鹽酸中殘余

氯的含量超過了標(biāo)準(zhǔn)值的

20

倍。

2.

2

高速混床中陰陽離子交換樹脂粒度相差大

為保證凝結(jié)水處理混床的出水水質(zhì)

,

通常要求

陰離子交換樹脂粒度小

,

陽離子交換樹脂粒度相對

較大

,

這樣陰陽離子交換樹脂能夠*分離

,

可減少

樹脂交叉污染。但樹脂再生好后輸送到混床

,

從混

床的工作原理看

,

在混床內(nèi)陰陽離子交換樹脂充分

混合

,

才能保證混床的出水水質(zhì)。目前存在陰離子

交換樹脂密度小

,

陽離子交換樹脂密度大

,

而陰離子

交換樹脂粒度小

,

陽樹脂粒度大的問題

,

在用水力輸

送到混床時(shí)

,

陰陽離子交換樹脂會自然分開

,

陰離子

交換樹脂在混床上部

,

陽離子交換樹脂在混床下部

,

造成混床出水水質(zhì)差

,

運(yùn)行周期短的現(xiàn)象。

2.

3

水處理強(qiáng)堿陰離子交換樹脂污染

通過對運(yùn)行樹脂進(jìn)行試驗(yàn)

,

發(fā)現(xiàn)火電廠普遍存

在強(qiáng)堿陰離子交換樹脂的有機(jī)物和鐵離子污染。隨

著地下水的逐漸減少

,

地表水和中水的利用成為必

然

,

但地表水和中水中有機(jī)物的成分和含量比地下

水多

,

因此進(jìn)水中的各種大分子有機(jī)物是強(qiáng)堿陰離

子交換樹脂的主要污染源。同時(shí)

,

在離子交換過程

中

,

由于陰床前系統(tǒng)防腐破裂或損壞

,

導(dǎo)致鋼表面直

接和酸性水接觸

,

產(chǎn)生大量鐵離子

,

造成陰離子交換

樹脂鐵離子污染。另外強(qiáng)堿陰離子交換樹脂也會受

上一級離子交換樹脂氧化降結(jié)產(chǎn)物的污染。

2.

4

高速混床中陰離子交換樹脂的強(qiáng)度差

高速混床陰離子交換樹脂一般選用國外某種樹

脂

,

該種樹脂強(qiáng)度低

,

滲磨率一般在

75%

左右。由

于高速混床的樹脂為體外再生

,

樹脂的反復(fù)輸送和

多次擦洗

,

致使樹脂的破碎率較大

,

造成陰離子交換

樹脂補(bǔ)充率高。另外

,

樹脂破碎后

,

樹脂粉末可能隨

凝結(jié)水到鍋爐

,

在高溫高壓下分解出有機(jī)分子

,

影響

鍋爐水質(zhì)。

2.

5

離子交換樹脂板結(jié)

由于離子交換樹脂長期運(yùn)行

,

特別是采用反滲

透或氨性運(yùn)行的高速

混床

,

運(yùn)行

周期長達(dá)

30

天以

上

,

運(yùn)行樹脂長時(shí)間壓實(shí)

,

導(dǎo)致板結(jié)

,

在反洗和再生

中容易出現(xiàn)再生不*和偏流現(xiàn)象。

3

預(yù)防離子交換樹脂出現(xiàn)問題的措施

a.

對新離子交換樹脂的驗(yàn)收應(yīng)按照

DL/

T

519

-

2004

5

火力發(fā)電廠水處理用離子交換樹脂驗(yàn)收標(biāo)

準(zhǔn)

6

進(jìn)行

,

確保水處理用的離子交換樹脂的滲磨率

\

60%

,

而不是磨后圓球率

\

90%

。用于高速混床的

離子交換樹脂的滲磨率

\

90%

,

陰陽離子交換樹脂

的粒度按凝結(jié)水處理混床用離子交換樹脂的技術(shù)要

求篩選

,

在保證分離的基本前

提下

,

調(diào)

整樹脂的粒

度

,

確保陰陽離子交換樹脂的混合均勻。

b.

除去進(jìn)水中的氧化物質(zhì)。目前地表水中

,

為

了防止細(xì)菌的生長

,

大部分都加有殺菌劑

,

普遍采用

的殺菌劑為氯

,

氯有很強(qiáng)的氧化性

,

對強(qiáng)酸離子交換

樹脂有較強(qiáng)的破壞作用

,

會導(dǎo)致樹脂的強(qiáng)度降低

,

樹

脂的工作交換容量減小

,

再生的酸耗明顯增大

,

再生

用水量增加

,

因此在使用有氧化殺菌劑的水時(shí)

,

應(yīng)增

加設(shè)備或者加藥除去進(jìn)水中的氧化物質(zhì)。

c.

把好藥品質(zhì)量關(guān)。再生劑的質(zhì)量差容易引

起樹脂污染

,

因此對所用的再生藥品要嚴(yán)格把關(guān)

,

對

每批買進(jìn)的酸或堿除了化驗(yàn)濃度外

,

還需要化驗(yàn)酸

或堿中的雜質(zhì)含量

,

藥品中雜質(zhì)的含量應(yīng)符合國家

標(biāo)準(zhǔn)的要求

,

杜絕不合格產(chǎn)品的使用。

d.

減少進(jìn)水中有機(jī)物和鐵離子的含量。離子

交換除鹽裝置中的強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂的有機(jī)物

污染

,

主要來源是原水中的有機(jī)物。為了預(yù)防強(qiáng)堿

性陰離子交換樹脂的有機(jī)物污染

,

應(yīng)合理地采用混

凝、

澄清、

過濾、

活性炭吸附等各種水處理方法

,

盡量

減少強(qiáng)堿性陰離子交換器入口水中有機(jī)物的含量。

e.

離子交換樹脂長期運(yùn)行不失效時(shí)

,

也應(yīng)該定

時(shí)對交換器進(jìn)行反洗

,

保證離子交換樹脂不板結(jié)。

4

結(jié)束語

離子交換樹脂的質(zhì)量是保證水處理設(shè)備出水水

質(zhì)的關(guān)鍵

,

因此應(yīng)從選型開始把好離子交換樹脂的

質(zhì)量關(guān)

,

嚴(yán)格按照樹脂的標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收。運(yùn)行樹脂應(yīng)綜

合考慮現(xiàn)場的各種情況

,

避免樹脂遭到破壞

,

影響水

處理出水水質(zhì)。