拋光混床設備
混床(chuáng)是混合(hé)離子交換柱的簡稱,是針對(duì)離子交換技術所設計(jì)的設備。
所謂混床,就是把一定比例的陽、陰(yīn)離子交換樹(shù)脂混合(hé)裝填於同一交換裝置中,對流體中的離子進行交換(huàn)、脫除(chú)。由(yóu)於陽樹脂的比重比陰樹脂大,所(suǒ)以在混床內(nèi)陰樹脂在上(shàng)陽樹脂在(zài)下。一般陽(yáng)、陰樹脂裝填(tián)的比例為1:2,也有裝填比例為1:1.5的,可按不同樹脂酌情考慮(lǜ)選擇。混(hún)床也分為體內同步再生式混床和體外(wài)再生式混床。同步再生式混床在運行及整個再生過程均(jun1)在混床內(nèi)進行,再生時樹脂不移出設備以外(wài),且陽(yáng)、陰樹脂同時再生,因此所(suǒ)需附屬設備少,操作簡便。
混(hún)床處理工藝的設備包括混合離子交換器(qì)和體(tǐ)外(wài)再生(shēng)設備。其中體(tǐ)外再生設備主要包括(kuò)樹脂分離器、陰(陽)樹脂再生器、樹脂貯存塔、混(hún)雜樹脂(zhī)塔和酸堿再生設備。國內混床處(chù)理工藝主(zhǔ)要特點體現在樹脂分(fèn)離再生工藝上。樹(shù)脂的分離再(zài)生工藝有三種。
1、出水水質優(yōu)良,出水pH值接近中性。
2、出水(shuǐ)水質穩定,短(duǎn)時(shí)間運行條件變化(huà)(如進(jìn)水水質或組分、運行流速等)對混床出水水質影響不大。
3、間斷運行對出水水(shuǐ)質的影響小,恢複到(dào)停運前水質(zhì)所需的時(shí)間比較(jiào)短。
4、回收率達(dá)到100%
混床(chuáng)外殼製作材質有玻璃鋼、有機玻璃、不鏽鋼、碳鋼、防腐等,外型為圓柱型,直徑Φ200—2500mm,產水量從0.5t/h—98t/h。陽床裝載強(qiáng)酸陽離子(zǐ)交換樹(shù)脂,陰床裝載強堿陰離子交換樹脂,裝載(zǎi)高度一向(xiàng)在1000—2400 mm,小型濾帽式設(shè)備底部沒有承托層,中大型設備底部有粒度不同多級別石英砂承托層(現不建議這樣(yàng)做,因為酸洗的時候石英砂和酸會產生化學反應,對水(shuǐ)質造成影響),逆流再生固定床樹脂頂層有200 mm厚壓脂層樹脂(zhī)(特(tè)殊的樹脂用來覆(fù)蓋下麵的(de)樹脂)。有(yǒu)機玻璃柱運行壓力≤0.15MPa,其他材質的設備運行壓力(lì)≤0.6MPa。陽床配備有酸箱、酸泵(bèng)再生係統,陰床配備有堿箱(xiāng)、堿泵再生係統。
運行
本係(xì)統有兩種進水方式:軟化(huà)(軟(ruǎn)化器處(chù)理水)進水和初脫鹽(反(fǎn)滲透處理水)進水,分別由各自的(de)控製閥控製進水。
運行(háng)時,開初脫鹽進水控製閥、進水閥、產水(shuǐ)閥,其他閥們均應關閉!
反洗
關閉進水閥、產(chǎn)水閥;打開反洗進水閥、反洗排放閥,以10m/h反(fǎn)洗15min。然後,關閉反洗進水(shuǐ)閥、反洗排放閥。靜置,沉降(jiàng)5~10min。開排氣閥、中排閥,部分排水至樹脂層表麵上10cm左右,關閉排氣閥、中排閥。
再生
開進水閥、加酸泵(bèng)、進酸閥、中排閥,以5m/s、200L/h對陽樹脂進(jìn)行再生,用反滲透產水對陰樹脂進(jìn)行清洗,維持柱內液麵在樹脂層表麵上10cm。對陽樹脂再生30min後,關進水閥、加酸泵、進酸閥(fá),開反洗進水閥、加堿泵、進堿閥,以(yǐ)5m/s、200L/h對陰樹(shù)脂進行再生,用反滲透產水對陽樹脂進行清洗,維持(chí)柱內液麵在樹脂層表麵上10cm,再(zài)生30min。
置(zhì)換、混脂、衝洗
關加堿(jiǎn)泵、進堿閥,開進水閥,上下同時進水(shuǐ)對樹脂進行(háng)置換、清洗。30min後,關進水閥(fá)、反洗進水閥、中排閥,開(kāi)反洗排放閥、進氣閥、排氣閥(fá),以壓力(lì)0.1~0.15MPa,氣量2~3m3/(m2·min),混合樹脂0.5~5min。關反洗排放閥、進氣閥,沉(chén)降1~2min。開進水閥、正洗(xǐ)排放閥,調節排氣閥,灌水至柱內無空氣後,關排氣閥,對樹脂衝洗。當電導(dǎo)率達到要求時,開(kāi)產水閥,關正洗排放閥(fá),開始製水。
樹脂二次分離再生工藝
是將失效的(de)混床樹脂輸送至樹(shù)脂分離(lí)器(陽樹脂再(zài)生器),完成水力分離後,將上層的陰離(lí)子交換樹(shù)脂(zhī)移送混床至陰樹脂再生器。陰陽樹(shù)脂分離麵附近的混合樹脂輸送到混(hún)雜樹脂塔,然後分別再生陰陽樹(shù)脂(zhī)。對於混雜樹脂塔內的樹脂,下一次再生(shēng)時(shí)將被送回到樹脂分離器(陽樹(shù)脂再生(shēng)器)內進行二次分離。在這裏,樹脂分離器同時作為陽樹脂再生(shēng)器。
錐體分(fèn)離再生工藝
錐體分離再生工藝是將樹脂分離(lí)器底部作成一錐體。該設備同時作為陰樹脂再生器而不作為陽樹脂(zhī)再生器。失效(xiào)樹(shù)脂從混床輸送到樹脂分離器完成水力分層後,位(wèi)於樹脂分離器下部的陽樹脂從(cóng)錐體底部被輸送到陽樹脂再生器。由於樹脂分離器底部為一錐形體,樹脂分離界麵的(de)樹脂很少,從(cóng)而減(jiǎn)少中(zhōng)間混合樹脂的數量,提高分離效果。在輸送(sòng)陽樹脂(zhī)時,分離界麵在自動控製時的自動檢測常采用光電法或電導(dǎo)法。所謂光電法即采用光電計檢測陰陽樹脂顏色的深淺;而(ér)電導法則采用測(cè)量陰陽樹脂輸(shū)送水的電導變化,當充入W2氣體的樹脂輸送水(shuǐ)由陽樹脂變為(wéi)陰樹脂時,其電導將變小(xiǎo)。利用兩種方式產生(shēng)的信號變化來(lái)控製陰陽樹脂界(jiè)限。
陰陽樹脂再(zài)生工藝(yì)
是將失效樹脂從混(hún)床輸送到樹脂分離器內,失效樹脂水力分層後,在分離器內同時對(duì)陰(yīn)陽樹脂進行再(zài)生。樹脂分離器同時作為樹脂再生器。該(gāi)方式同補給水處理除鹽混床完全相同。
離子交換器
離子交換器工藝需要將交換劑放在(zài)離子交換(huàn)器(或(huò)稱為床)內進行,離子(zǐ)交換劑失效後通過(guò)再生來(lái)恢複離子交換能力。為了提(tí)高離子交換工藝(yì)的經濟(jì)性和技術適用性,產生了不同樹脂的組合、不同的床型以(yǐ)及各種離子交換係統。常見的離子交換器有固定床(離子交換(huàn)器)和連續床兩類。
工作(zuò)原理就是離子的交換。
運行時:陽樹脂(zhī)(H-R)+(M+)→(M-R)+(H+)
陰樹脂(OH-R)+(X-)→(X-R)+(OH-)
其中M+為(wéi)金屬離子,X-為陰離子。再生過程為其逆過程。
離子交換器的失效控製
離子交換除鹽水處理較簡單(dān)的流程為陽床-陰床組成的一級複床除鹽係統。有的一(yī)級(jí)複床除鹽係統采用單元製,即每套一級複床(chuáng)除鹽係(xì)統(tǒng)包括 陽床、(除碳器)、陰床(chuáng)各一台,在離子交換除鹽運行過程中,無論是陽床還是陰床先失效,都是同時再(zài)生;還有的一級(jí)複床除鹽係統采用母管製,即陽床與陽床或陰床(chuáng)與陰床是並聯運行的,哪一台交換器失效就再生哪一台。
1 檢測和控製原理
強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸(xī)附順序(xù)為:
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+;由此可知,水中金屬離(lí)子Na+被吸附的能(néng)力較弱,所以當離子(zǐ)交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,H+.後被其他陽離子置換下來,當(dāng)保護層穿透時,首先泄漏的是下層的Na+;因此監督陽離子交換器失效是(shì)以漏鈉為(wéi)標(biāo)準的;其(qí)反應方程為(A代表金屬陽(yáng)離子,R為樹脂基團):
An++nRH=RnA+nH+
HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑
強堿性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為:
SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可(kě)知,HSiO3-的吸附能力較弱,所以當(dāng)離子交換(huàn)時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,OH-.被其他陰離子置換下來,當保護層(céng)穿透時,首先泄漏的是下(xià)層的HSiO3-;因此監督陰離子交換器(qì)失效是以漏矽為標準的;其反應方程為(B代表酸根陰離子,R為(wéi)樹脂基團):
Bm-+mROH=RmB+mOH-
2 設(shè)備優點
(1) 出水水質優良,出水pH值接近中性。
(2) 出水水質(zhì)穩(wěn)定,短時間運行條件變化(如進水水質(zhì)或成分、運行流速等)對混床出(chū)水水質影響不(bú)大。
(3) 間斷運行對出水水質(zhì)的影響(xiǎng)小,恢複到停(tíng)運前水質(zhì)所需的時間比較短。
(4) 產水水(shuǐ)質優良,電(diàn)導率≤0.2us/cm
離子交換器主要用於純水和高純水的(de)製備,主要用於中高壓鍋爐給水;新材(cái)料、新能源、化工(gōng)新材料,輕(qīng)金屬材料、納米材(cái)料、玻(bō)璃鋼石墨、複合材料等的生產工藝(yì)用水。