1. 再生液漏入除鹽水中。
再生液漏入除鹽水中的情況是屢見(jiàn)不鮮的。再生液的漏入會(huì )造成出水嚴重惡化,其后果是十分嚴重的。漏入的主要原因是該設備的再生液入口門(mén)未關(guān)閉、再生液入口門(mén)不嚴密或氣動(dòng)閥門(mén)因壓縮空氣壓力低而漏泄等。
當用離子交換器的進(jìn)水門(mén)調節流量運行時(shí),交換器內部壓力較低,若再生系統因再生其它設備而啟動(dòng),則此時(shí)再生液的壓力高于交換器內的壓力。這種情況下,有可能發(fā)生再生液漏入交換器的問(wèn)題。為防止此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生,可以采用交換器出口門(mén)調節流量的方式運行。此時(shí),交換器內的壓力可以保持0.4~0.6Mpa,而酸、堿噴射器的出口壓力一般只有0.2~0.3Mpa,即使再生液入口門(mén)不嚴密,也不會(huì )發(fā)生再生液漏入交換器的問(wèn)題。在使用酸、堿計量泵配置再生液的系統中,再生液的壓力可能接近生(清)水泵的出口壓力,可采用截流排放的方法防止再生液漏入交換器。
2. 離子交換器過(guò)度失效。
離子交換器運行過(guò)程中,失效時(shí)未能及時(shí)發(fā)現,以致造成出水質(zhì)量惡化是經(jīng)常發(fā)生的。陽(yáng)床過(guò)度失效會(huì )使出水的含鈉量明顯增大,嚴重時(shí)還可能造成硬度的漏過(guò);陰床失效主要是硅酸的漏過(guò),嚴重時(shí)會(huì )發(fā)生強酸的漏過(guò),造成除鹽水系統,甚至熱力設備的腐蝕。
防止過(guò)度失效的辦法有:
(1) 加強監督出水質(zhì)量,交換器接近失效時(shí),要縮短兩次測定的間隔時(shí)間,直至連續取樣測定。
(2) 采用規定周期產(chǎn)水量的方法,并保留足夠的安全因數。這種方法簡(jiǎn)化了監督交換器試銷(xiāo)的測定,但是,它會(huì )使再生劑耗量略有增高。同時(shí),當原水含鹽量突然增高時(shí),也會(huì )造成出水質(zhì)量的惡化。
(3) 采用在線(xiàn)化學(xué)成分分析儀表監督出水質(zhì)量是安全可靠的方法。陽(yáng)床可使用差值電導式失效監督儀;陰床最好能使用微量硅酸根自動(dòng)分析儀表,但因價(jià)格昂貴,影響了它的推廣使用。因此出水應裝設工業(yè)電導儀,它不僅能監督單元系統中陰床的失效,而且還可以及時(shí)發(fā)現再生液漏入等問(wèn)題。
3. 再生液質(zhì)量不良的影響。
再生液的質(zhì)量直接影響著(zhù)交換器的再生效果和樹(shù)脂的壽命。但是,在實(shí)際運行中卻時(shí)常被忽視。
在我國火力發(fā)電廠(chǎng)中,陽(yáng)床的再生多使用工業(yè)鹽酸。在再生過(guò)程中,鹽酸中所含的FeCl3會(huì )因為pH值的升高,Fe3+被陽(yáng)樹(shù)脂吸收,而造成樹(shù)脂的鐵污染。
床的再生多使用工業(yè)液體燒堿,其質(zhì)量應符合GB 209 規定(見(jiàn)表66)。
液堿質(zhì)量明顯地影響著(zhù)樹(shù)脂的工作交換容量和出水質(zhì)量。工業(yè)液體燒堿含有的NaCl,一級為2%,二級為5%。根據離子交換平衡常數(KCI/OH = 15)可以計算出堿液質(zhì)量對樹(shù)脂工作交換容量及出水質(zhì)量的影響。
液體燒堿質(zhì)量對強堿陰樹(shù)脂工作交換容量及出水質(zhì)量的影響
堿 液 質(zhì) 量 | 201×7的最高工作交換容量(mol/m3R) | 出水(pH=8時(shí)) 最低Cl-含量(mg/L) | |
NaOH(%) | NaCl(%) | ||
42 | 2 | 956.9 | 0.85 |
30 | 5 | 568.4 | 3.05 |
15 | 12 | 161.3 | 16.72 |
從上表中可以看出,液堿質(zhì)量對樹(shù)脂工作交換容量和出水質(zhì)量的影響很大。其原因是強堿樹(shù)脂與Cl-的親和力遠大于OH-。因此,再生液中僅有少量的NaCl,也會(huì )造成嚴重后果。表中數據是在再生水平趨于無(wú)限大時(shí)的極限值,由于離子交換器必須在經(jīng)濟的狀態(tài)下運行,所以其工作交換容量還要降低,而出水中的Cl-含量則將明顯高于計算值。
4. 再生操作不當。
再生操作不當是造成離子交換器出水質(zhì)量惡化和周期制水量降低的常見(jiàn)原因之一。
(1)逆流再生設備頂壓操作失誤。在逆流再生設備的再生過(guò)程中,為了防止上向流的再生液造成樹(shù)脂亂層,可采用氣頂壓、水頂壓或分流再生等方式。不論采取哪種頂壓方式,都要使交換器中排裝置以上的水不發(fā)生向上的流動(dòng),這是保持頂壓再生成功的關(guān)鍵。頂壓用的壓縮空氣或水在壓脂層內部要保持下向流動(dòng),并從中排裝置排出,為保持整個(gè)交換器截面都有下向流的流體,必須有足夠數量的壓縮空氣或水流過(guò),因此,應裝設檢測頂壓水或空氣的流量表,以便及時(shí)調整和控制。用壓縮空氣的壓力計代替流量表,這是不可靠的,因為在同樣的進(jìn)口壓縮空氣壓力下,出口阻力不同,通過(guò)的空氣流量會(huì )有很大的差別。
逆流再生設備的中排出水應能通暢地排向地溝,不得有背壓,更不可用于串聯(lián)再生。因為中排管有背壓時(shí),再生過(guò)程中,交換器的壓脂層內就會(huì )充滿(mǎn)水,造成液位升高,壓脂層上移,樹(shù)脂就會(huì )亂層,這必然嚴重影響出水水質(zhì)和周期制水量。
(2)用H2SO4再生的陽(yáng)床,運行初期出水含有硬度的問(wèn)題。H2SO4作為陽(yáng)床的再生劑,在我國的火力發(fā)電廠(chǎng)中已很少使用,但是,在石油化工和化工系統仍有較多的使用。
順流再生的陽(yáng)床,失效時(shí),頂部幾乎全部是R2Ca,H2SO4與R2Ca接觸后,由于R2Ca樹(shù)脂難于被0.8~1.0%的H2SO4再生,溶液中的Ca2+不會(huì )很高。當含有Ca2+的再生液向下流過(guò)R2Mg和RNa樹(shù)脂層時(shí),溶液中的Ca2+只會(huì )減少(被R2Mg或RNa所交換),因此,不容易生成CaSO沉淀。由于陽(yáng)樹(shù)脂對Ca2+的選擇性很高,再生后的交換器底部樹(shù)脂層中仍會(huì )含有較多的R2Ca,這就造成運行中出水漏硬度的問(wèn)題。
對流再生型的陽(yáng)床,使用H2SO4再生時(shí),H2SO4首先與RNa接觸,發(fā)生離子交換反應,因KNa/H小于KCa/H,可以生成較高濃度的Na2SO4。這些Na2SO4流經(jīng)R2Mg層時(shí)置換出Mg2+,Mg2+又置換成Ca2+,因為對流再生的再生效率高,廢液中Ca2+濃度高,容易生成CaSO4沉淀。再生時(shí)沉淀在樹(shù)脂層內的Ca2+,在運行中會(huì )逐漸溶解,并有部分被出水帶出,使出水中含有硬度鹽類(lèi)。
采用弱、強型樹(shù)脂聯(lián)合應用工藝的陽(yáng)床,運行中其弱酸樹(shù)脂吸著(zhù)的主要是Ca2+。使用H2SO4再生時(shí),由于弱酸樹(shù)脂對H+有很強的結合能力,廢液中的CaSO4濃度增高,因而易于發(fā)生沉淀。
為防止CaSO4的沉淀,應降低再生液的濃度并提高流速,因為原水中的Ca2+分率不同,含量不同,所以應結合本廠(chǎng)的實(shí)際情況,通過(guò)調整試驗確定再生工況。必要時(shí)可選用二步再生或三步再生法。再生過(guò)程中必須嚴格控制H2SO4的濃度和流速。
(3)反洗操作不當,交換器底部積泥。對順流再生式的交換器,再生之前要求進(jìn)行反洗,其主要目的是清除運行過(guò)程中積在樹(shù)脂層表面的污泥或礬花。離子交換器進(jìn)水中的懸浮物,以濁度表示,應不大于2~5FTU。如果原水中懸浮物含量過(guò)多,或者每次反洗不徹底,就會(huì )使污泥在交換器內積聚。污泥塊的密度大于樹(shù)脂,當污泥積到一定厚度時(shí),它們就會(huì )在反洗過(guò)程中沉入交換器底部,這樣,對使用石英砂墊層或母支管作底部排水裝置的交換器,就會(huì )造成石英砂墊層或支管孔網(wǎng)的污堵,嚴重時(shí)會(huì )影響水流的通過(guò)。對使用多孔板式排水裝置的交換器,就會(huì )造成污泥堵塞水帽或滌綸網(wǎng),同時(shí),還會(huì )有部分污泥帶入后級的交換器,發(fā)生積泥問(wèn)題。
解決的方法 ,首先是保持交換器進(jìn)水濁度合格,同時(shí),每個(gè)周期的反洗操作應認真進(jìn)行,反洗強度必須時(shí)樹(shù)脂層膨脹率大于50~70%,每次反洗都要把運行中積的污泥或礬花全部清除干凈,直至出水澄清方可停止反洗。