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蘇青牌離子交換樹(shù)脂在凝結水精處理上的應用
凝結水精處理的目的是為了將汽輪機的凝結水、熱力系統的各種疏水中的金屬腐蝕產(chǎn)物和微量的有機物等去除到一定的標準后再予以回用。因此,凝結水精處理已成為大容量機組不可缺少的組成部分。
由于凝結水的溫度較高,處理的水量大,因此對樹(shù)脂的要求不同于普通的補給水用樹(shù)脂?;疽笫菢?shù)脂的粒度要均勻、強度要好,耐溫性能好、交換速度快(通常大于100m/h)等。其理化性能要求見(jiàn)相關(guān)的制訂標準。有的凝結水處理前都設置前置氫處理系統,以減輕凝結水混床的負擔。前置氫床實(shí)際就是一臺強酸陽(yáng)床,其作用主要是:去除凝結水中的氨、氧化鐵及其他的陽(yáng)離子,延長(cháng)后面的凝結水混床的運行周期。
前置陽(yáng)床的再生方法同普通的補給水陽(yáng)床的再生方法相同。若能配上空氣的擦洗,則效果更佳。
凝結水高速混床的陰陽(yáng)樹(shù)脂的配比根據凝結水的水質(zhì)污染的情況和機組運行的工況來(lái)決定。在氨含量高(pH>9.1)的凝水系統中,陰陽(yáng)樹(shù)脂比以1:2較適宜;pH在7左右,且含鹽量不高或采用氨化運行,陰、陽(yáng)樹(shù)脂以1:1較適宜;凝結水溫度較高,含鹽量較大或冷卻水為海水的凝結水水質(zhì),陰陽(yáng)樹(shù)脂比以3:2。
凝結水精處理混床樹(shù)脂的運行方式目前有兩種,即H-OH型和NH4-OH型混床。H-OH型混合床的出水水質(zhì)優(yōu)良,可以使凝結水出水電導率在0.1us/cm以下,但其缺點(diǎn)是把不該去除的NH4+也除去了,而這種NH4+是為了減輕熱力設備的腐蝕而加入的,其含量往往比其他雜質(zhì)含量要大。所以,H-OH型混床的交換容量大都被它消耗掉,為了不除去有效的NH4+,便出現了NH4-OH型混床,它是在H-OH型混床失效后有NH4+泄漏出后,繼續以NH4-OH型方式運行的混床制水模式。
H-OH型和NH4-OH型混床的區別:H-OH型和NH4-OH型混床在化學(xué)平衡上有很大的區別,以NaCl為例說(shuō)明:
當采用H-OH型混床時(shí),交換反應如下:
RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O(1)
此反應產(chǎn)物是很弱的電解質(zhì)H2O,故反應很易進(jìn)行。但是當采用的是NH4-OH型混床時(shí),反應如下:
RNH4+ROH+NaCl→RNa+RCl+NH4OH(2)
雖然此反應的產(chǎn)物也是弱電解質(zhì)NH4OH,但是與H2O相比,要強的多。即(2)的反應比(1)要難進(jìn)行很多,可逆反應的傾向比較大,故出水中容易泄漏出Na+、Cl-。
由上式可知,要使NH4-OH型混床的漏Na+、Cl-量少,必須使樹(shù)脂中的RNa、RCl型量很少,即陰、陽(yáng)樹(shù)脂的再生度要高。
根據對上述型態(tài)樹(shù)脂的選擇性系數進(jìn)行的估算發(fā)現要使混床的出水的Na+=1mg/l、Cl-=1.5mg/l,H-OH型混床的陽(yáng)樹(shù)脂的再生度大于54%、陰樹(shù)脂的再生度大于11.6%即可;而對于NH4-OH型混床,則需要將陽(yáng)樹(shù)脂的再生度大于99.5%、陰樹(shù)脂的再生度大于95%以上方可滿(mǎn)足Na+=1mg/l、Cl-=1.5mg/l的出水要求,而通常的H-OH型混床中殘留的Na型和Cl型樹(shù)脂量,都遠遠超過(guò)上述范圍,所以在H-OH型混床轉成NH4-OH型混床運行時(shí),Na+、Cl-都極易穿透泄露出來(lái)。因此,在以NH4-OH型運行的凝結水混床,對樹(shù)脂的再生度有很高的要求,相對應的酸、堿的質(zhì)量要求特別高(尤其是堿液的質(zhì)量)。
凝結水混床一般都采用體外再生的方式,參數見(jiàn)下表:
項目 |
單位 |
H/OH型 |
NH4/OH |
要求再生度 |
% |
RH≥54 ROH≥11.5 |
RH≥99.5 ROH≥95 |
反洗膨脹率 |
% |
100以上 |
100以上 |
再生劑用量 |
kg/m3.R |
100 |
100 |
再生時(shí)間 |
min |
30 |
60 |
再生流速 |
m/h |
3-5 |
3-5 |
再生劑要求 |
H/OH型 |
31%HCl或98%H2SO4,30%NaOH,(NaCl含量應小于5%) |
|
NH4/OH型 |
31%HCl或98%H2SO4,40%NaOH(NaCl含量應小于0.005%),或固堿。 |
凝結水混床的交換原理完全同補給水處理混床。為保證出水水質(zhì)和運行時(shí)間,要確保陰、陽(yáng)樹(shù)脂的分層和再生度。故凝結水樹(shù)脂一般都采用體外再生方式進(jìn)行?,F在的陰、陽(yáng)樹(shù)脂分離裝置和方法都較先進(jìn),由于能確保樹(shù)脂的分離,因此,再生就較簡(jiǎn)單,不作贅述。
凝結水高速混床的出水質(zhì)量指標如下:
項目 |
單位 |
啟動(dòng)階段 |
正常運行 |
項目 |
單位 |
啟動(dòng)階段 |
正常運行 |
硬度 |
umol/l |
≤5 |
0 |
全銅 |
umol/l |
≤30 |
≤3 |
鈉、鉀 |
ug/l |
- |
≤5 |
電導率 |
us/cm |
- |
≤0.2 |
全鐵 |
ug/l |
≤100 |
≤8 |
SiO2 |
ug/l |
- |
≤15 |
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