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凝结水精处理中阳树脂油污染复苏工艺研究
发布时间:2011/3/31  阅读次数:3737  字体大小: 【】 【】【
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(图中20a,20b 分别表示20℃时树脂污染后、复苏后工作交换容量,30a,30b 及40a,40b 同样意义)
对于阳树脂油污染情况,从图1 可知:随着汽轮机油浓度增大,所浸泡的树脂其工交逐步减小,说明其污染逐步加重。在同一油浓度下,随着温度的升高,其工交也是逐步变小,说明温度升高,油污染程度也是逐步加大的。
对于阳树脂油复苏情况,图1 表明:在油浓度300mg/L 以下时,经过10%NaCl +2%NaOH+0.2%OP-10+ 3% Na3PO4 复苏液处理后,其工交基本无变化,说明在此油污染范围内,经过复苏后,树脂恢复原来的工交。当油浓度超过500mg/L 时,随着油浓度增大,所能恢复的工交逐步减少;且温度越高,其受污染后工交恢复的程度越低(如40℃时,油浓度为10000mg/L 时工交仅为30mg/L 时的74%)。因此,高温高浓度下的受污染的阳树脂有一定反应不可逆性。
凝胶型离子交换树脂是一类在交联的大分子主链上带有许多化学基团的功能高分子化合物,具有网状结构其分子结构由两部分组成:一部分称为离子交换树脂的骨架,它是由高分子所组成的基体,具有庞大的空间结构,支撑整个化合物,它保证离子交换树脂不溶于各种溶剂。这种骨架是一种疏水性物质,油类物质也是疏水性物质,同是疏水性物质,相互之间有很强的范德华吸引力,于是油类物质很容易包裹在树脂表面形成一层膜状物,造成对树脂颗粒内部空间的堵塞;另一部分是多孔网状立体结构中带有可交换离子的活性基团,它接合在高分子骨架上,提供可交换离子的作用,一旦此活性基团被覆盖,水中的Ca2+不能与树脂中的H+进行交换,离子交换过程就无法进行,树脂的交换容量就会明显下降;同时油污染物还会造成树脂抱团的现象,破坏正常的水流情况,也使树脂工作交换容量下降[6-8]。
2.3.2 阳树脂在不同浸泡时间下污染与其复苏情况
在汽轮机油浓度为5000mg/L,在20℃、30℃、40℃条件下分别浸泡阳树脂12h、24h、48h,考察树脂污染与复苏情况(试验条件除时间外与2.3.1 相同);试验结果见表2。

表2 阳树脂在不同浸泡时间下污染与其复苏情况

根据表2 可知:随着浸泡时间的增加,树脂的工交呈减小趋势,尤其在12h—24h 区间;但浸泡时间超过24h 后,树脂的污染状况基本稳定,如24h 与48h 后的树脂工交基本不变。
同一时间与同一油浓度下,树脂的工交随温度的增加而降低,即其污染是随着温度的增加而加重的,三个浸泡时间下都表现出同一趋势。同时,温度增加,复苏效果变差,树脂受油污染的不可逆性随温度的升高而加重;现场运行的凝结水精处理装置其运行温度一般在40℃左右,这正是阳树脂污染重、复苏效果差的温度范围。因此,一旦精处理树脂遭受油污染,会带巨大损失。
2.3.3 阳树脂在不同pH 值下污染与复苏情况
在油浓度为10000mg/L,温度为 30℃的条件下,用pH 值为7、8、9 的油溶液浸泡树脂,测定复苏前后的工作交换容量(试验条件除pH 外与2.3.1 相同);试验结果见表3。

表3 阳树脂在不同pH 值下污染与复苏情况

从表3 可以看出:在相同的油浓度下,pH 值增大,污染的程度减小。在相同的复苏条件下,树脂的复苏效果也呈上升趋势。这与碱有除油效果,可降低油污与溶液之间的表面张力,使油污易于乳化有关。
2.3.4 阳树脂在不同复苏时间下复苏情况
在油浓度为10000mg/L,温度为 30℃的条件下浸泡阳树脂6h、12h、24h,考察树脂污染与复苏情况(试验条件除复苏时间外与2.3.1 相同);试验结果见表4。

表4 阳树脂在不同复苏时间下复苏情况

试验结果表明:随着复苏时间的增加,树脂的工交增大,即复苏效果提高。由于复苏液 是由碱性NaCl、脱脂剂Na3PO4、及表面活性剂组成,碱性盐可使树脂颗粒无穷次收缩和膨胀,脱脂剂与表面活性剂对树脂表面油的溶解与剥离有一定效果,同时,磷酸三钠也有一定乳化作用,因此,作用时间延长,可以提高复苏效果。
2.3.5 阳树脂在不同复苏液下复苏情况
在油浓度为10000mg/L,温度为 30℃的条件下考察不同复苏液对污染树脂的复苏情况(试验条件除复苏液外与2.3.1 相同);试验结果见表5。
从试验中可以看出10%NaCl+2%NaOH 的碱性NaCl 有一定的复苏效果,这与树脂体积膨胀、收缩变化幅度增大有关;增加0.2% OP-10 表面活性剂后,复苏效果有所提高,因为表面活性剂能明显降低树脂颗粒油水界面处的表面张力,改善润湿性和乳化性,提高除油复苏效果;增加3% Na3PO4 后,复苏效果大幅提高,其原因在于NaOH 有一定乳化作用,和Na3PO4 协同作用具备更强的除油能力,且高碱液浓度可以降低油污与溶液之间的表面张力,使油污易于乳化;而将30%乙醇替代3% Na3PO4 后,复苏效果又进一步提高,其原因有待进一步分析[9-10]。虽然试验结果表明用30%乙醇替代3% Na3PO4 后,复苏效果得到提高,但出于经济性考虑,仍然推荐10%NaCl+2%NaOH+0.2%OP-10+3% Na3PO4。

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