正交试验途径探讨改造后阳离子交换器最佳工作点
                                                    逢立新 ，张洪林
            (1．抚顺石油一厂，辽宁抚顺1130001； 2．辽宁石油化工大学，辽宁抚顺113OO1)
摘 要： 利用新材料和技术，对传统的阳离子交换器进行改造后，采用正交试验途径探讨改造后
阳的离子交换器最佳工作点，使周期制水量由原来的1 000 1 500 t／周期，提高到2 500 3 000 t／周期以上，周期再生剂总量消耗保持在原有水平，达到了预期效果。
关键词： 改造；正交试验；阳离子交换器；工作点
中图分类号： TQ 03 文献标识码： A 文章编号： 1004—0935(2007)06—0415—03
石油一厂老区一级除盐水系统阳离子交换器采用传统的逆流再生固定床，内部布水器、中排装置、集水装置以及石英砂承托层等，都多年未进行改造，周期制水量仅能达到1 O0O～1 500 t／周期，产水比接近1。28 t／t，剂耗高且制约生产。为此，对老区阳离子交换器进行了改造及标定。
1 阳离子交换器改造情况
1．1 原固定床存在问题分析
本除盐水装置为逆流再生固定床离子交换器，固定床离子交换器的本体结构至上而下为十字交叉管进水装置、不锈钢吊挂式中排、阳离子交
换树脂和石英砂垫层及锅底集水装置，存在3个方面的缺点。
(1)十字交叉管进水装置使进入固定床离子交换器内的原水分布不均匀，造成阳离子交换树脂交换不均匀。
(2)石英砂垫层容易乱层和再生时再生液分配不均。乱层可以使交换器瞬间失效，再生液分配不均可以使离子交换器再生效果大幅度下降，
缩短离子交换器的运行时间。
(3)因为固定床离子交换器人I：1水源浊度超出国家标准，石英砂垫层很容易截流污泥，造成石英砂层有效通水面积减小，处于石英砂层外围的交换树脂不能参与交换制水，出现树脂交换的“盲区”。处在石英砂垫层有效通水面积内的交换树脂失效后，固定床离子交换器失效，而此时的制水量并非是单台固定床离子交换器全部制水能力。
1。2 固定床改造
(1)将原固定床离子交换器中的布水装置、集水装置进行改造将原固定床离子交换器中的布水装置(十字交叉管)和集水装置(石英砂垫层和锅底集水)拆除，改为新型国家专利316 L不锈钢梯形绕丝管。
该不锈钢梯形绕丝管在运行时布水均匀，原水可以达到整个树脂平面的任何地方，从而可以使固定床离子交换器中所填装的树脂全部参加交换制水。在再生时具有均匀分配再生液，无树脂再生“盲区”的特点，使得交换器中所有填装的树脂都可以得到充分再生交换(2)去掉石英砂垫层，改装交换树脂，增加交换器的制水量，延长交换器的运行周期。在床底空间增加了2 t树脂，使单台交换树脂的工作交换容量增加2O 左右，延长了交换器运行周期。
(3)利用2台前置氢富裕罐，改成无法滤池出水的2次过滤罐，使阳床入水浊度达到2 mg／L以下，符合国家一级除盐水原水标准，有效降低了阳床截污总量。
2 实验设计
实验指标：周期除盐水产量Q(t)。因素：清水温度℃ 、处理量t／h、再生剂量kg。水平：依据阳离子交换器运行工艺卡片，选定每个因素3个不同水平进行实验。见表1、表2。



从正交试验结果可以看出，单床流量P是周期处理量Q的最大影响因素，其次是进床工业水温度T，最小影响因素是再生剂用量m(前提条件是在最小再生剂量以上)。最优化方案是T。m。，其各方案处理量最大达到28 9／6。
3。2 单因素水平趋势
依据T、P、m三因素的3个水平分别画出其影响Q的趋势图如下图1。从图1中可以看出：(1)温度影响趋势中T。时出现折点，说明周期制水量并非与温度成正变化，当其在35℃ 时产水量最大；(2)流量影响趋势中，周期制水量与流量成反变化，当其在50 t／h时产水量最大，当其超过65 t／h时，曲线明显变陡，流量继续增加时，严重制约周期制水量；(3)再生剂影响趋势中，周期制水量与再生剂量成正变化，但其变化速率随着再生剂量的增加而逐渐减小，当其超过900 kg时产水量几乎保持平稳。



改造后的固定床离子交换器，从根本上克服交换器本体结构存在的缺点，通过采用正交试验途径探讨改造后阳的离子交换器最佳工作点，可以使固定床达到理论制水量，周期制水量达到了2 500 3 000 t以上，产水比达到1．1 t／t，树脂还原周期可延长50 h以上，还原树脂所用的成本将降低1倍，操作强度也会大幅度
下降。



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