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羧甲基纤维素 |
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CMC |
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淀粉纤维素 |
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羧甲基淀粉 |
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CMS |
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阳离子聚丙烯酰胺 |
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阴离子聚丙烯酰胺 |
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PAM |
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絮凝剂 |
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羟丙基甲基纤维素 |
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某火力发电厂,按原设计再生,每年因再生树脂要消耗大量的酸碱,价值360 000 元。为了节能降耗、降低成本,必须对酸碱用 量进行严格的控制,在满足离子交换树脂恢复到最大交换容量的同时,使酸碱用量降到最低,根据生产上对水质的要求、水处理的设备、工艺等具体情况,通过调整试验确定最优酸碱耗。 1 调整试验 1. 1 阳床失效标准 通过过滤器的水进入阳床,当阳床失效时,测变化曲线见图1。即通过水量为a 点,此时阳床出水的Na + 浓度首先升高,同时酸度也随之降低,再运行一段时间之后硬度才开始升高,故运行中主要监督的项目是Na + 浓度和酸度。在进口水质稳定的情况下,当出口水酸度低于正常酸度0. 05 ~ 0. 1 × 10 - 3 mol / L时,即认为该床已失效,此时的漏钠量已达到1150 ~ 2 300 μg / L,数值相当可观,而当硬度超过控制标准时,漏钠量就更加严重,故不能以硬度作为阳床失效的标准,运行中最好以Na + 浓度的突变作为阳床失效的标准。在正常情况下,Na + 浓度一般小于500 × 10 - 9,当大于此值时,表明阳床已失效。
1. 2 阴床失效标准 阴床运行时,一般情况下出水pH 在7 ~ 9 之间,硅酸根小于100 × 10 - 9,导电率小于10 μs / cm。当阴床失效,而阳床尚未失效时,其变化趋势如图 2,即通过水量在a 点,此时硅酸根的含量升高,pH下降,导电率先微降而后又上升。导电率的变化是因为原来阴床出水中OH- 含量较多,而刚失效时OH- 含量减小,代之以导电能力较小的HSiO3- ,故导电率下降。 而后树脂交换能力下降,不能释放足够的OH-中和阳床出水中的H+ ,致使出水中的pH 低于7,导电率又上升。阴床失效以HSiO3 - 来判断比较理想,调整试验确定一般情况下HSiO3- <100 × 10 - 9, 失效时出水中的HSiO3- 大于此值。导电率也可作为失效的监测标准,调整试验确定导电率<10 μs / cm,失效时出水的导电率大于此值。 1. 3 采用逆流再生双层床工艺 原工艺采用单层床逆流工艺( 树脂型号:强酸001 × 7,强碱201 × 7 ) ,树脂再生时酸碱消耗量大。 现改为采用逆流再生双层床工艺( 树脂型号:强酸001 × 10,弱酸D113;强碱201 × 7,弱碱D306 ) ,这主要是因为双层床的工作交换容量大。弱酸树脂的工作交换容量一般在2 000 mol / m3 左右,当弱酸、弱碱分别与强酸和强碱树脂组成双层床后,其总平均 工作交换容量随即大大提高。阳床中弱酸树脂主要是和水中HCO3- 相应的Ca2 + 、Mg2 + 交换,即去除了暂硬,而水中大部分永硬和全部Na + 则靠强酸树脂去除。在阴双层床中,弱碱树脂仅能去除强酸阴离子Cl - 、SO42 - 等,而水中的HSiO3- 则靠强碱树脂去除。 对于碱度大即HCO3- 含量更高的水,阴双层床优点更为突出,尤其是硬度与碱度比为1: 1 时最适应。 某发电厂生水水质分析碱度209. 54 mg / L;碳酸盐硬度209. 54 mg / L;非碳酸盐硬度14. 41 mg / L;总硬度223. 95 mg / L;pH 7. 62;Cu2 + 4. 0 μg / L;Fe2 + 43 μg / L;Ca2 + 64. 13 mg / L;Mg2 + 15. 80 mg / L;Cl - 17. 20 mg / L;SO42 - 17. 40 mg / L;SiO2 12. 45mg / L。可以看出硬度与碱度之比接近1,水中的硬度几乎全部为暂硬,所以采用双层床工艺是合理的,双层床的再生剂利用率高,酸碱耗低,环境污染减轻。原系统逆流再生的酸耗为55 ~ 60 g / mol,碱耗为60 ~ 70 g / mol,而双层床的酸碱耗则不超过40 ~ 45g / mol 范围,仅为理论耗量的1. 0 ~ 1. 2 倍。 1. 4 再生剂浓度的调整 原工艺采用将浓度为31% 的HCl 配制成再生剂的浓度为5%,将浓度为30%的NaOH 配制成再生剂的浓度为8% 。现采用将HCl 配制成3% 的浓度,NaOH 配制成2%的浓度,浓度高,再生液体积小,不能均匀地和交换剂反应,使酸碱用量增加。 1. 5 对Na + 控制失效标准的调整 出水水质的要求,也会影响到再生剂的用量,表1 列出了阳床出水以Na + <500 × 10 - 9 为失效标准和以Na + <100 × 10 - 9 为失效标准时,酸碱用量的对比。 表1 酸碱用量对比 以Na + <500 × 10 - 9 为控制失效标准 以Na + <100 × 10 - 9 为控制失效标准 制水量/ t HCl 耗/ g / mol NaOH / g / mol 制水量/ t HCl 耗/ g / mol NaOH / g / mol 63 081 41. 8 63. 3 54 649 56. 20 80. 20 67 902 41. 4 68. 3 60 804 42. 27 86. 6 57 104 43. 3 79. 0 69 047 39. 98 63. 85 55 587 46. 6 85. 1 68 904 39. 35 76. 78 44 991 54. 7 113. 8 70 168. 5 44. 67 74. 77 42 610 46. 57 119. 2 39 628 42. 67 68. 58 从表1 中可以看出, 对Na + 的控制由Na +<500 × 10 - 9 降为Na + <100 × 10 - 9,碱耗的用量明显下降。 2 结束语 (1 ) 采用逆流再生双层床工艺,大大提高了总平均工作交换容量,使原来的酸耗55 ~ 60 g / mol、碱耗60 ~ 70 g / mol 变为现在不超过40 ~ 45 g / mol; ( 2 ) 对Na + 的控制由Na + <500 × 10 - 9 降为Na +<100 ×10-9,碱耗由原来的最高值119. 2 g / mol 降为63. 85 g / mol; (3 ) 在水处理中如何降低酸碱耗是一个比较复杂的问题,必须全面考虑到运行方式、设备现有运行状况、树脂的选型、再生剂的浓度、种类、流速、温度、纯度、工艺控制标准的调整等诸多因素,在生产中不断地总结经验,在调整试验中以确定最优酸碱耗。本 文对水处理中离子交换树脂再生时酸碱耗的降低,进行了一定的研究,在实际应用中取得了较好的经济效益。 参考文献 1 钱庭宝. 离子交换剂应用技术. 天津科学技术出版社,1984 2 李文融等. 循环冷却水处理手册. 天津科学技术出版社,1991 3 武汉水利电力学院电厂化学教研室. 热力发电厂水处理( 上册,修订本). 1984 4 Eco - Tec Ltd. Bulletin - Reeoflo Water Deionizes. 1984 5 Akira Miyazak And Ramon M. Barnes. Anal. Chem. 1981 [ 作者简介] 李爱阳,女,1969 年9 月出生,讲师,主要从事化工工艺教学及水处理研究。 |
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