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化学第三章
第四章补给水处理系统
第一节离子交换树脂和离子交换原理
一、概述
(一) 锅炉补给水处理系统工艺流程
下面是某电厂补给水处理系统。




(二) 锅炉补给水系统水质指标
下面是该电厂锅炉补给水水质指标。
表4-1 锅炉补给水系统水水质指标
第二节离子交换除盐
原水经澄清、过滤及反渗透处理后虽然去除了水中悬浮物和大部分溶解盐类,但还不能满足超高压及以上锅炉的给水要求,必须进行二级除盐处理,。才能作为合格的补给水向锅炉供给。
二级除盐系统为一级除盐加混床的除盐系统。
一、一级除盐系统
水依次通过H型和OH型离子交换器进行除盐,称为一级除盐,典型的一级除盐系统包括强酸性
H离子交换器(阳床),除碳器和强碱性OH型离子交换器(阴床)。一级除盐系统见图4-4。
图4-4 一级除盐系统示意图
如某电厂一级除盐系统包括
3套出力为80t/h的一级除盐装置,一级
除盐装置采用单元制方式布置,阳床内部装填00137型强酸性阳离子交换树脂,装填高度
1600mm;除碳器内部装填聚四***乙烯多面空心球,装填高度为2500mm;阴床内部装填20137型强碱性阴离子交换树脂,装填高度为2500mm。
为
(一)除盐原理
原水在强酸性H型交换器经H离子交换后,除去了水中所有阳离子。被交换下来的H+
与水中的阴离子结合成相应的酸,其中与HCO3-结合生成的CO2连同水中原有的CO2在除碳器中被脱除。水进入强碱性OH型交换器后,以酸的形式存在的阴离子与强碱性阴树脂进
-
行交换反应,除去所有阴离子,置换出的OH与进水的H+生成H2O,从而将水中溶解盐类全部除去制得除盐水。
出水水质:
(二)离子交换装置
1. 逆流再生离子交换器
什么是逆流再生离子交换器?
为什么说采用逆流再生工艺时,必须从设备结构和运行操作采取措施,防止“乱层”?
(1)结构
逆流再生离子交换器按用途可分为阳离子逆流再生交换器(阳床)和阴离子逆流再生交换器(阴床),其结构没有很大的差别。交换器的主体是一个密闭的圆柱形壳体,体内设有进水、进再生液、中排和出(排)水装置,并装填一定高度的交换剂(树脂),其内部均衬有良好的防酸、防碱腐蚀的保护层,交换器构造图及中排装置见图4-5。
图4-5 逆流再生离子交换器及中排装置
图4-6 穹型孔板石英砂垫层排水装置
进水装置:常采用穹型孔板式,其作用同双介质过滤器的进水装置的作用类同。
排水装置:采用穹型孔板石英砂垫层(见图4-6),其主要特点是结构简单、出水均匀、耐用。
中排装置:为母支管绕丝型结构,使向上流动的再生液或冲洗水能均匀的
从此排水装置中排走,不会因为有水流流向树脂层上面的空间而将交换剂层松动。交换器壳体上装有有机玻璃观察孔,是用来观察交换剂反洗情况的。
压脂层:在中间排水装置之上,树脂层上加一层150~200mm的粒状物质作为压脂层(也称压实层)
作用:滤掉水中悬浮物,使它不进入下部树脂层中,这样便于将其洗去而不影响下部的树脂层态;二是可以使压缩空气或水均匀作用于整个树脂层表面,从而起到防止树脂向上窜到的作用。压脂层的材料有密度比树脂小的塑料白球或离子交换树脂。
(2)特点
与顺流再生离子交换器相比,具有以下特点:
出水水质好。逆流再生时,新鲜的再生液总是先与出水端的树脂接触,因此,出水端树脂的再生度极高,其出水水质已明显优于顺流再生设备。一般由逆流再生离子交换器组成的除盐系统,阳床出水Na+含量低于100μg/L,一般在20~30μg/l或更低;阴床出水SiO2低于50μg/L,一般在10~20μg/L,电导率低于2us/cm.
酸、碱耗低。再生液通过树脂层时,依次通过钠型、镁型和钙型树脂层,难再生的镁型和钙型树脂在废液排除端,失效树脂的层态分布有利于树脂的再生,因此酸碱耗较低,。根据水质条件的不同,再生剂用量可比顺流再生设备节约50%-100%,因而排废酸、废碱量业少。
对水质适应性强。当进水含盐量较高或Na+比例较大时,顺流再生工艺有时出现水质达不到要求的情况,而逆流再生的出水水质比较稳定。
自用水率低。一般比顺流的低30%--40%。
但对流再生设备和运行操作更复杂一些,再生过程控制不好,容易出现再生失败的情况。浮动床由设备的底部进水,因此对进水浊度要求也比较严格,一般要求浊度小于等于
2NTU,以减少大反洗次数。
逆流再生设备使用的树脂仅限于强型树脂,弱型树脂一般采用顺流再生设备。
思