水處理用離子交換樹脂運行中存在的問題及預防措施

收稿日期

:

2008

-10

-

20

作者簡介

:

桑俊珍

(

1963-

)

,

女

,

工程師

,

主要從事電廠化學專業(yè)技術工作。

水處理用離子交換樹脂運行中存在的問題及預防措施

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

電網水處理用離子交換

樹脂存在

樹脂破

碎

、

有機物

污染

、

鐵

污染

、

粒度不均

、

樹脂板結等問題

,

詳細分析出現這些

問題的

原因

,

并提出預防措施

。

關鍵詞

:

水處理

;

離子交換樹脂

;

樹脂破碎

;

樹脂板結

Abstract:

T

his

paper

intro

duces

the

species

of

ion

ex

change

resin

for

water

tr

eatment,

and

fig

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are

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,

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

文獻標志碼

:

B

文章編號

:

1001

-

9898(

2009)

01

-0043

-

02

隨著電力工業(yè)的發(fā)展

,

機組單機容量逐步向高

參數、

超臨界、

大容量發(fā)展

,

機組性能的提高

,

也對電

廠除鹽水水質提出了更高的要求

,

目前火電廠化學

除鹽應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

,

進而影響著熱力系

統(tǒng)的水質和鍋爐的安全經濟運行。

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

(

簡稱

/

河北南網

0

)

選用的離子交換樹

脂主要有

:

強酸陽離子交換樹脂

001X7

、

001X7FC

、

001X7M

B;

強堿陰離子交換樹脂

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;

大孔強酸陽離子

交換樹脂

D001;

大孔強堿陰離子交換樹脂

D201;

多

用于

高速

混

床

的國

外

進

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

通過對河北南網各火電廠使用的離子交換樹脂

進行檢測分析

,

發(fā)現離子交換樹脂存在以下問題。

2.

1

強酸陽離子交換樹脂破碎

通過試驗發(fā)現

,

運行中強酸陽離子交換樹脂的

破碎問題比強堿陰離子交換樹脂嚴重

,

引起陽離子

交換樹脂破碎的原因主要有以下幾個方面。

a.

新樹脂的質量問題。強酸陽離子交換樹脂

的相關標準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。強酸陽離子交換樹

脂在投入運行前

,

要用酸、

堿進行處理

,

除去低聚物

和化學反應殘留物

,

這樣會引起水質劣化和樹脂的

污染。在運行一段時間后

,

樹脂受水中雜質的污染

也需要進行酸堿處理

,

因此樹脂的滲磨率更符合樹

脂的運行情況。在一些新樹脂的驗收過程中

,

同時

測定了強酸陽樹脂的磨后圓球率和滲磨圓球率

,

在

強酸陽離子交換樹脂磨后圓球率超過

98%

時

,

有的

強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

度降低。隨著工業(yè)的發(fā)展

,

水污染越來越嚴重

,

細菌

繁殖對水質的影響也越來越嚴重

,

為了除去細菌

,

通

常在水中加入殺菌劑。由于次氯酸鈉殺菌劑便宜且

應用方便

,

殺菌效果也比較好

,

因此一般選用次氯酸

鈉進行殺菌

,

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

,

余氯有很強的氧化性

,

對強

酸離子交換樹脂有很強的破壞作用

,

會導致陽離子

交換樹脂的碳鏈氧化斷裂

,

氧化產物由樹脂上脫落

下來

,

變?yōu)榭扇苄晕镔|。這些可溶性物質中含有弱

酸基

,

當它隨水流進入陰離子交換器時

,

首先被陰離

子交換樹脂吸著

,

吸著不*時

,

就會殘留在陰離子

#

43

#

V

ol.

28

No.

1

交換器的出水中。有的甚至會隨補充水送到鍋爐

,

在鍋爐高溫、

高壓下樹脂分解成有機酸

,

有機酸在水

冷壁管內的蒸發(fā)和濃縮

,

容易引起水冷壁管及汽輪

機葉片的酸性腐蝕。

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品酸

,

有的副產品酸中余氯的

含量超標很多

,

經常使用該種酸

,

使樹脂高分子碳鏈

發(fā)生變化

,

引起樹脂的強度變低。在對某電廠陽離

子交換樹脂污染原因進行分析時發(fā)現該廠陽離子交

換樹脂的顏色已經變成了紅色

,

用手輕輕一壓

,

樹脂

變成粉末

,

通過對各方面的原因進行分析

,

zui后對再

生劑進行了送檢

,

經檢驗得知該廠用的鹽酸中殘余

氯的含量超過了標準值的

20

倍。

2.

2

高速混床中陰陽離子交換樹脂粒度相差大

為保證凝結水處理混床的出水水質

,

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

,

在混床內陰陽離子交換樹脂充分

混合

,

才能保證混床的出水水質。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

,

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

,

造成混床出水水質差

,

運行周期短的現象。

2.

3

水處理強堿陰離子交換樹脂污染

通過對運行樹脂進行試驗

,

發(fā)現火電廠普遍存

在強堿陰離子交換樹脂的有機物和鐵離子污染。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物的成分和含量比地下

水多

,

因此進水中的各種大分子有機物是強堿陰離

子交換樹脂的主要污染源。同時

,

在離子交換過程

中

,

由于陰床前系統(tǒng)防腐破裂或損壞

,

導致鋼表面直

接和酸性水接觸

,

產生大量鐵離子

,

造成陰離子交換

樹脂鐵離子污染。另外強堿陰離子交換樹脂也會受

上一級離子交換樹脂氧化降結產物的污染。

2.

4

高速混床中陰離子交換樹脂的強度差

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

樹脂補充率高。另外

,

樹脂破碎后

,

樹脂粉末可能隨

凝結水到鍋爐

,

在高溫高壓下分解出有機分子

,

影響

鍋爐水質。

2.

5

離子交換樹脂板結

由于離子交換樹脂長期運行

,

特別是采用反滲

透或氨性運行的高速

混床

,

運行

周期長達

30

天以

上

,

運行樹脂長時間壓實

,

導致板結

,

在反洗和再生

中容易出現再生不*和偏流現象。

3

預防離子交換樹脂出現問題的措施

a.

對新離子交換樹脂的驗收應按照

DL/

T

519

-

2004

5

火力發(fā)電廠水處理用離子交換樹脂驗收標

準

6

進行

,

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

的粒度按凝結水處理混床用離子交換樹脂的技術要

求篩選

,

在保證分離的基本前

提下

,

調

整樹脂的粒

度

,

確保陰陽離子交換樹脂的混合均勻。

b.

除去進水中的氧化物質。目前地表水中

,

為

了防止細菌的生長

,

大部分都加有殺菌劑

,

普遍采用

的殺菌劑為氯

,

氯有很強的氧化性

,

對強酸離子交換

樹脂有較強的破壞作用

,

會導致樹脂的強度降低

,

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

,

應增

加設備或者加藥除去進水中的氧化物質。

c.

把好藥品質量關。再生劑的質量差容易引

起樹脂污染

,

因此對所用的再生藥品要嚴格把關

,

對

每批買進的酸或堿除了化驗濃度外

,

還需要化驗酸

或堿中的雜質含量

,

藥品中雜質的含量應符合國家

標準的要求

,

杜絕不合格產品的使用。

d.

減少進水中有機物和鐵離子的含量。離子

交換除鹽裝置中的強堿性陰離子交換樹脂的有機物

污染

,

主要來源是原水中的有機物。為了預防強堿

性陰離子交換樹脂的有機物污染

,

應合理地采用混

凝、

澄清、

過濾、

活性炭吸附等各種水處理方法

,

盡量

減少強堿性陰離子交換器入口水中有機物的含量。

e.

離子交換樹脂長期運行不失效時

,

也應該定

時對交換器進行反洗

,

保證離子交換樹脂不板結。

4

結束語

離子交換樹脂的質量是保證水處理設備出水水

質的關鍵

,

因此應從選型開始把好離子交換樹脂的

質量關

,

嚴格按照樹脂的標準驗收。運行樹脂應綜

合考慮現場的各種情況

,

避免樹脂遭到破壞

,

影響水

處理出水水質。