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双室浮动床除盐水系统设计安装

发布时间：2010/11/4 阅读次数：898 字体大小: 【小】【中】【大】

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一概述

除盐水在化工行业中广泛应用，主要用作锅炉补给水和工艺装置用水。随着水处理技术的发展，各种水的除盐方法也应运而生。从目前来看，除盐水制备工艺基本上都有着固定流程，且各有其优缺点。离子交换法作为一种常用的方法，由于其设备和工艺技术较成熟，因此在水处理行业中应用较为普遍，但多以手动操作为主，少量为半自动操作。随着计算机可靠性的日益提高，在除盐水系统设计中采用PC程控系统尤为必要。本文就某厂除盐水系统设计作一详细介绍，以供同行参考。

二 系统流程

该厂除盐水系统离子交换器采用双室浮动床，设计能力350t/h，采用一级除盐水系统，系统流程为：

原水→双滤料高速过滤器→阳双室浮动床→除碳器→中间水泵→阴双室浮动床→除盐水箱→除盐水泵→用户

从主系统连接型式看，通常多采用串联或并连两种方式，各有优缺点。串联方式操作简单，容易实现PC控制，运行经济性差。并联连接运行方式灵活，经济性好，但控制难度大。由于并联方式优点较多，本系统最终采用并联母管制系统。

三 设备控制要求

参与程序控制的设备有：过滤器、阳双室浮动床、阴双室浮动床、自用水泵、酸碱喷射器等。由于并联设备无一一对应的单列关系，为简化关系，对所有水箱、酸碱贮槽、中间水泵、除碳器、除盐水泵均不参与程控，但在CRT上对整个工艺流程显示运行状态，同时设置液位的高、低报警。

1 过滤器

过滤器运行程序为：

运行→反洗→正洗→运行

过滤器运行程序表

工艺程序阀门	运行	反洗	正洗	运行
进水阀	l		l	l
出水阀	l			l
正洗排水阀			l
反洗排水阀		l
反洗进水阀		l
排气阀		l
压缩空气进气阀		l

注：l 为阀开，空格为阀闭

在除盐水系统中为保证阳双室浮动床进水水质，在阳离子交换器前设置双滤料高速过滤器，以去除原水中的悬浮物质，保证进双室浮动床的水质符合要求。过滤器的运行是水自上而下通过无烟煤层、石英砂层，将原水中的悬浮物截留，随着时间的增长，被截流的悬浮物逐渐增多，通过过滤器的阻力也逐渐增大，当过滤器进出口压差达到设定值（△P≥0.12MPa）时，过滤器自动停止运行进行清洗，备用过滤器自动切换运行。同时设定时间控制清洗方式，当过滤器运行超过16小时时，如压差仍未达到设定值时，过滤器自动进行清洗，以保证过滤器出水量。在运行过程中不允许两台过滤器同时进行反洗。

2 双室浮动床

双室浮动床的运行程序为：

运行→落床→进再生液→置换→清洗→循环→运行

双室浮动床运行程序表

工艺程序阀门	运行	落床	进再生液	置换	清洗	循环	运行
进水阀	l					l	l
出水阀	l						l
正洗进水阀		l		l	l
正洗排水阀		l	l	l	l
反洗排水阀						l
再生液进口阀			l
排气阀	l						l
浓再生液进口阀			l	l

注：l 为阀开，空格为阀闭

双室浮动床由中间带排水帽的隔板分成上、下两室，按双室浮动床的树脂配比，上室内装入强型树脂，下室内装入弱型树脂，由于强弱树脂被分隔成两室，使树脂无混掺的可能。运行时，被处理的水自下而上通过交换剂层，由于水流的作用树脂被托起形成悬浮状态的树脂层，可以在运行中自动弥补树脂层的“漏沟”、“偏流”，从而提高交换剂的利用率。同时向上水流具有浮选交换剂层的作用，使交换剂层形成有利的颗粒级配，有利于提高出水品质。再生时水流自上而下通过强、弱树脂层，形成强弱树脂串联再生，可以使双室浮动床获得较高的工作交换容量，较低的再生剂比耗和再生液排放浓度。阳离子交换器树脂的失效主要通过检测交换器出口Na⁺浓度自动进行再生和投入运行。系统再生时，交换器再生液进口阀、喷射器浓酸进口阀、自用水泵通过连锁同时开启。阴离子交换器树脂的失效通过检测出口电导率自动进行再生。

四系统程序控制

本系统控制方式设有四种：全自动、半自动、远操作、就地操作。全自动和半自动由PC机控制完成。

1 全自动控制方式

全自动运行时，系统根据运行人员确定的运行方式（一运二备、二运一备）自动调用所需的备用床进入运行状态，顺序执行运行状态步序直到失效。而系统的“循环”、“运行”步序由失效监督仪给定信号作为转换下步条件。双室浮动床在运行失效后，PC机将其调入再生状态，顺序完成再生步序，然后进入备用状态。系统在调用备用床运行时是按排队顺序进行，先进入备用的床先调入运行状态。同样，失效床进入运行状态也按顺序执行。整个过程由PC机自动控制完成。

系统的切换方式（一用二备、二用一备）可根据工艺要求进行转换。当运行的床不够时，须从备用床中调入。调用时只对个别床进行调整，其它床可不受影响。调用的原则是按先进先出进行。先进入备用状态的床优先调入运行状态，实施从一用二备到二用一备转换。当运行床有富余时，必须有一台床退回到备用状态，退回的原则按后进先出进行，后进入运行状态的床先退回到备用状态，同时，又安排在其他备用床前面，作为下次优先调入运行状态的床。

备用床的调用与退出，阳床和阴床各成体系，但保证运行床总数目的相匹配，而不须一一对应。系统会自动调整。

当运行床总数少于预先设定的运行方式下运行床总数时，系统执行无备用程序。亦即进入再生状态的床在完成再生步序后跳过备用状态而直接进入运行状态，以满足工艺运行要求。

2 半自动控制方式

半自动操作时，运行人员根据工况将备用床调入运行状态，PC机按程序执行运行状态步序，直到失效后停机。失效状态的床由运行人员调入再生状态，然后PC机顺序执行再生步序，直至备用。因此，半自动控制方式实际上是将全自动运行状态分成运行和再生两大块执行，以床的备用和失效状态为控制点，在人工干预下使其脱离该状态。其他执行程序与全自动运行时一致。

3 强制处理措施

在水处理运行过程中，由于实际运行工况发生变化，使得原有运行程序难以继续进行，需要人工进行干预。为此设置了二种强制处理措施：暂停；调整运行步序。

暂停处理。过滤器和双室浮动床在执行某步序时，如需暂停，运行人员可实施暂停状态，此时该床所有阀门都关闭，计时器停止计时，恢复暂停后，重新进入原先运行状态。

调整运行步序。无论在什么状态下，运行人员需调整某运行步序时，均可对其实施强制处理，使其从一个运行状态直接跳入另一个工作状态，任意进行调整。

五设计体会

从调试、运行情况看，上述系统的设计是成功的。出水水质较稳定，酸碱消耗低。同时直接用CRT代替模拟盘，使画面生动，操作起来更方便。但是由于国产失效监督仪易钝化，对全自动运行有一定影响，因此在今后设备选型中应予以重视。

（上接第242页）

三、CPC细粒子循环流化床技术在国内的应用前景

中国是一个发展中大国，但资源却相对贫乏，因燃烧技术落后、使环境状况恶化，应利用先进的技术使国内贫乏的资源得到充分利用。所以CPC细子循环流化床技术因以下原因在国内应有很好的发展前景。

1. 技术方面

中国是一个发展中国家，锅炉技术的发展特别在循环流化床锅炉技术方面的发展落后国外许多年，目前国内虽然有许多锅炉厂在生产循环流化床锅炉，但大部分技术含量很低，没有吃透循环流化床的主要技术，就匆匆上马。属于低层次，重复发展，既浪费国家的宝贵资源，又使用户不能很好地利用它为企业增效。所以适当借鉴国外的先进技术可以起到引导作用，以提高国内循环流化床技术的整体水平。

2. 环境保护方面

我国能源是以煤炭为主的国家,一次能源消费结构中煤炭占75%,且低质、含硫煤占有很大比例。煤炭产生的SO₂约占我国大气污染总量的90%、CO：71%、NO_X：70%、灰尘微粒：60%，1994年SO₂排放引起的酸面积已达国土面积的30%以上。采用CPC循细粒子循环流化床技术后，由于燃烧完全使总耗煤量将减少。炉内的低温燃烧及加入适量CaCO₃后，其排烟含硫将减少95%，NO_X排放量将减少50%。锅炉除尘系统中采用长袋脉冲布袋除尘器，其烟尘排放量小于100mg/Nm³，只有国家允许排放量的几分之一。这将使我国能耗降低，环境得到很好的改善。

3. 能源政策

由于我国的煤炭资源不丰富，且高质量的煤炭都为工业用煤，燃料煤均为低质、高硫煤。一般锅炉较难以完全燃烧，便锅炉排出的灰、渣残碳高达20～30%以上，严重浪费能源，高残碳灰渣不好处理，又成为新的环境污染。CPC锅炉技术由于采用大炉膛，低上升速度，使燃料能在炉内燃尽，灰渣残碳小于2%，特别是化工企业中的造气炉渣，由于挥发份为零，硬度很硬，一般锅炉甚至国内循环流化床对它都难以处理，但CPC循环流化床锅炉在安阳化肥厂热电站却可以进行掺烧。所以CPC循环流化床锅炉符合我国对锅炉燃煤的产业政策。

四. 结论

CPC细粒子循环流化床技术以其高效、低污染、负荷调节性能好、燃料适应性广等显著特点，同时在整体布置和结构设计上的独特之处，使我们了解到一些国外技术的优点。希望以此能给国内锅炉同行一些借鉴，使国内循环流化床技术得到提高。

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