粉末覆盖过滤器系统在电力行业凝结水精处理中的应用
张二保 Mark Koster Peter A. Yarnell
Graver Technologies, LLC
[摘 要] 粉末覆盖过滤器通常用于火电厂和核电站凝结水精处理系统，它具有过滤和除盐的双重功能。通过粉末树脂配比的
调整和加入纤维粉，能很好地适应各种水质进行处理，采用预先混合好的粉末树脂可以更好地提高系统的处理能力。粉末树脂的
沉降体积，对铺膜效果的影响非常大，它是影响粉末覆盖过滤器运行周期的一个重要因素
[关键词] 粉末覆盖过滤器 凝结水精处理 过滤器形式 粉末树脂
1 前言
Graver 水处理公司（Graver Water Conditioning Company），在上世纪六十年代早期率先开始利用细碎
的粉末状离子交换树脂。传统的离子交换树脂研磨成粉末状，作为覆盖过滤器的涂膜介质。最初产品使适
用立式叶片式过滤器和板框压滤机，但是迅速被现代化的管式过滤器取代。1966 年Graver 水处理公司获
得了Powdex®系统的专利，将粉末离子交换树脂作为涂层材料用于凝结水精处理系统[1]。粉末覆盖过滤系
统集成了过滤和离子交换一体的工艺，可清除流体中溶解的和悬浮的杂质，由于粉末树脂具有较大的表面
积和涂膜层孔隙率较大，极大的提高了原有单一的过滤性能。
2 涂膜层
粉末树脂是由专用的树脂经再生和研磨加工制成。精心筛选后的粒径分布选择，可以综合总表面积和
过滤特性得到优化。由于粉末树脂的总表面积大幅度地增加，其表面积和重量也相应比较高。
典型的涂膜层是使用高再生度性粉末强碱阴离子和粉末强酸阳离子混合而成。粉末树脂加入到水中进
行搅拌以形成涂膜层的原液，带有相反电荷的粉末树脂颗粒凝聚成团，这种絮凝体具有明显边界，其体积
可达到成分离子的20 倍。当粒子之间的空隙容积增加时，总体积也会增加。粒子的表面积和平衡面积电
荷是絮凝体尺寸的最重要决定因素。溶液的离子强度，原液浓度，树脂成分构成比例，原液温度和树脂离
子型态也会影响絮凝体的大小。
3 涂膜层组成
最早的Powdex®系统仅有两种型态：Powdex® PCH（粉末强酸阳树脂，H+型）和Powdex® PAO（粉
末强碱阴树脂，OH-型）。阳、阴粉末树脂分装的主要优点是便于用户调整涂膜层中阳离子和阴离子树脂的
比例以满足使用要求。在粉末树脂四十多年的使用中，Graver 已经开发了特定用途的离子形式的专用粉末
树脂（阴树脂有氯型，阳树脂有铵、钠和吗啉型）和其它类型的树脂（弱酸性阳树脂，弱碱性和II 型强碱
性树脂，以及大孔树脂）等。
Premix 系列预混合的粉末树脂产品使用特定配比按方配制，在出厂前进行充分混合，并在交付使用前
进行严格的质检，以保证使用过程中的高除盐性能和可重复性。为保证使用效果，在出厂前进行混合是必
须保证的，现场进行混合无法达到理想的效果。
1976 年Premix 系列将纤维粉作为第三种成分被加入到阴阳树脂中。所添加的特制纤维粉可以增加了
涂膜层的体积和孔隙率，增强了其过滤性能。纤维粉和阴阳树脂的配比由所选择的预期性能所决定。通过
增加纤维粉，可以提高了过滤效率，减少了涂膜层的裂化。纤维粉除了可以和预混阴树脂、阳树脂现场混
合添加，还可以作为单独的成分铺涂，即可用作为树脂涂膜层的基础层，也可用做覆盖层。
4 涂膜原液的特性
涂膜原液的特性参数有：水分、沉降体积和上清液浊度。水分（通常为50-70%）是指涂膜层中相对
于固体含量的残留水；沉降体积（常用V/V 表示，一般50-70%）和絮凝程度有关，数值较大表示涂膜层
体积大，数值小表示涂膜层较紧；浊度测量值通常为0-10NTU，说明涂膜层液体中存在微细的未絮凝颗粒，
通过使用特制的助剂絮凝这些微细颗粒（通常使用阴离子树脂或纤维），可使液体的透明度可以得到极大
的改善。
粉末树脂涂膜层其他重要性质的测量可以使用美国试验和材料协会（ASTM）[4]出版物中介绍的标准
方法进行。这些测量值包括交换能力、粒度分布及固体含量。
5 涂膜设备
由于存在流量和压力，涂膜层可以覆盖在过滤器滤芯的表面上。基本的铺膜系统包括一个混合槽、一

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