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浅谈双室双层浮动床工艺设计及运行中的几点问题

发布时间：2009/10/17 阅读次数：4622 字体大小: 【小】【中】【大】

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3 自由空间高度的确定

自由空间高度的确定对床体高度的确定及填充树脂数量的确定具有重要的作用。自由空间高度不能过大或过小，过大，易使树脂层在成床或落床时产生乱层现象；过小，树脂在转型膨胀时无足够的空间，树脂受到挤压，产生结块、破碎，清洗时间长及运行阻力大等现象。

自由空间高度是否合适是浮动床水处理工艺经常遇到的一个问题，如何确定自由空间高度，可借鉴的资料较少，或提出的观点可操作性较差。

我们认为确定自由空间高度的主要依据是树脂在使用过程中的转型膨胀。由于强酸强碱树脂在出厂基准态（强酸为Na型，强碱为CL型）时，体积较小，再生态体积最大；弱酸树脂情况与此相反：在出厂基准态（弱酸为H型，弱碱为OH型）时，体积较小，失效态体积最大，故自由空间高度值为树脂出厂的基准态体积乘以特定的使用情况下的最大转型膨胀率。下面列表说明见表4。

表4 自由空间高度表

位置	树脂牌号	出厂基准态	转型膨胀率	自由空间高度
阳床上室	001×7 FC	[Na]型	[Na]型转为[H]型一般为10％	10％V₀
阳床下室	D113 FC	[H]型	[Ca²^＋]/[Mg²^＋]=2时为10％～15%； [Ca²^＋]/[Mg²^＋]=1时为15％～20%	（15％～20%）V₀
阴床上室	201×7 FC	[Cl]型	[CL]型转为[OH] 一般为20％～25%	（20％～25%）V₀
阴床下室	D301 FC	[OH]型	[OH]型转为[SO₄] 型一般为20％； [OH]型转为[CL] 型一般为25％～30%	（20％～25%）V₀

V₀为树脂出厂的基准态体积。

据列表中的自由空间高度及参照厂家提供的树脂样本资料、进水水质，可方便准确地确定双室双层床各室的自由空间高度或树脂的填充量，使运行更为经济。

4、再生水温及运行水温的选择

4.1再生水温的选择

一般认为：阴树脂再生温度应为35～40℃^[5]。强碱树脂在此温度下再生有利于提高树脂的再生度，并提高硅的洗脱率。因而，一般水处理再生系统都设计有碱加热器，用以提高再生水温。

实际运行结果表明：阴双室双层床再生过程中，强碱阴树脂的再生水平很高，在采用30%的精碱再生时达436kg/m³，大大提高了树脂的再生度，抵消了由于再生液温度低产生的不利影响，即使再生水温在17～20℃亦能保证再生效果，阴床出水硅漏过率平均为7μg/l。水处理的碱加热器开工至今从未投用，既节约了蒸汽，又简化了操作，而且减少了由于加温对树脂造成的不利影响。因此，再生系统可不设计碱加热装置。

4.2运行水温的选择

一般认为：运行水温宜控制在25～35℃。一方面，运行水温对弱酸树脂的工交影响较大，弱酸树脂的工交随运行水温升高而增加，温度每上升1℃，工交增加25mol/m³左右。另一方面：水温控制35℃，有利于提高除碳效果。

经过一段时间的运行，我们认为，运行水温可根据强弱树脂的配用情况做适当调整，一般应保持在20～25℃，温度低时可适当加温。

(1)使用水质条件下若弱酸树脂工交偏低，可适当提高运行水温，反之，弱酸树脂工交有较大富裕时，可采用较低水温运行。

(2)一般树脂使用温度应不低于20℃，温度过低，则交换速度较慢，不利于经济运行。

(3)提高运行水温一般采用蒸汽加热，将导致蒸汽的巨大浪费及成本的显著增加。若将1吨水由20℃加热至35℃，需耗10kg/cm2蒸汽0.022t（60元/t），即成本上升1.32元/t水，占制水成本的1/3左右。

(4)我厂运行结果表明，运行水温在20～25℃与运行水温在30～38℃时周期制水量无明显差别；而运行于高水温下，阴树脂的氧化降解速度加快，造成树脂寿命的显著下降，特别是弱碱阴树脂强度相对其它树脂较差，运行水温高时，树脂破碎率显著增加。如我厂由于使用凝结水站换热水及黄河水，冬季水温较低20～25℃，运行100个周期后，D301树脂破碎不明显；夏季水温较高，为30～38℃，运行100个周期后，D301树脂部分呈粉末状破碎，破碎率约为5%。

5、结语：

我厂除盐水站进水由纯地下水改为掺用部分黄河水，水质发生了较大的变化，阴阳离子总量达到10mmol/l以上。我们通过调整树脂的充填量、调整运行及再生水温等措施，使床子的周期制水量达到4500－5500t，酸、碱单耗平均为38.5g/mol、50.4g/mol，达到了降低生产成本、简化操作的目的。

[参考资料]

1、冯敏.工业水处理技术. 北京：海洋出版社，1996.364.

2、冯敏.工业水处理技术. 北京：海洋出版社，1996.367.

3、卢宗义，杨天寿.化工企业化学水处理设计计算规定.主编化工部工程建设标准编辑中心

4、D301系列大孔弱碱性阴离子交换树脂性能研究.杭州争光化工集团公司

5、施燮均，王蒙聚，肖作善.热力发电厂水处理.武汉水利电力大学1999.243.

[作者简介]

宋玉梅，1968年8月出生，女，工程师。90年毕业于山东工业大学热工专业。先后在齐鲁石化炼油厂及炼油实业部动力系统工作，从事化学水处理技术管理工作。

联系电话：0533～7571404

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