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阴、阳离子交换器

更新时间:2017-09-14点击次数:3237

一、概述

本产品是目前离子交换器中而实用的产品,将原来固定床顺流再生工艺改为逆流再生,并按无顶压再生进行设计,不但节约了酸(碱)耗,而且省略了气顶的气源。

将阴阳离子交换器串联一级复合床使用,则出水水质可达到SiO2<0.1 mg/L,导电度≤10µS/cm,此类水广泛用于工业钢炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。

二、工作原理

(1)阳离子交换器

当原水进入装H型的阳离子交换树脂的阳离子交换器,使水中含有各种阳离子和离子交换树脂上的H+发生如下反应:

Fe3++3HR→FeR+3H+

Ca2++2HR→CaR+2H+

Mg2++2HR→MgR+2H+

Na++HR→NaR+H+

上述反应的结果是水中的各种阳离子(Fe3+ Ca2+ Mg2+ Na+等)被吸附在离子交换树脂上,而离子交换树脂上的H+则到了水中,水中的阳离子几乎只含有H+,它和水中各种阴离子发生作用生成各种酸类。

(2)阴离子交换器

阴离子交换后带有酸性的水进入装有OH型阴离子交换树脂的阴离子交换器,发生如下反应:

H2SO4+2ROH→R2SO4+2H2O

H2CO3+2ROH→R2SO3+2H2O

HCL+ROH→RCL+H2O

H2SiO3+ROH→RHSiO3+H2O

由此可见,经阳-阴离子交换处理后,水中的各种离子几乎除去,一般可除去水中含盐量99%以上。

三、技术数据表

设 备 名 称

强酸阳离子交换器

强碱阴离子交换器

运行滤速(m/h)

20~30

20~30

小反洗

流速(m/h)

5~10

5~10

时间(min)

15

15

放      水

至树脂层之上

至树脂层之上

顶压

气顶压(MPa)

0.03~0.05

0.03~0.05

水顶压(MPa)

0.05,流量为再生流量的0.4~1

0.05,流量为再生流量的0.4~1

再生

药剂

H2SO4

HCl

NaOH

耗量(g/mol)

≤70

50~55

≤60~65

浓度(%)

1.5~3

1~3

流速(m/h)

≤5

≤5

置换

(逆洗)

流速(m/h)

8~10

≤5

≤5

时间(min)

30

30

小正洗

流速(m/h)

时间(min)

10~15

5~10

7~10

5~10

正洗

流速(m/h)

水耗(m3/m3树脂)

10~15

1~3

10~15

1~3

工作交换容量(mol/m3树脂)

500~650

800~900

250~300

出水质量

Na+<50µg/L

SiO2<100µg/L

四、结构简述:

1.进水装置

在交换器上部设有进水装置使水能均匀分布。

2.中排装置

中排装置设置在阳(阴)树脂和压脂层的分界面上,用于排泄再生时酸(碱)废液和进小反洗水,型式为双母管式或支管母管式,支管为T型绕丝管。

3.排水装置

均采用多孔板上装设水帽,多孔板采用钢衬胶。

另外,在交换器下部排水帽处,树脂面处及大反洗膨胀高度处各设视镜一个,用以观察体内工况。

筒体上部设树脂输入口,在筒体下部近多孔板处设树脂卸出口。树脂的输入和卸出均可采用水力输送。

五、运行及再生操作

程序控制表:

阀门名称

 

状态步骤

进

水

口

K1

(A1)

出

水

口

K2

(A2)

反

洗

进

水

口

K3

(A3)

反

洗

排

水

口

K4

(A4)

正

洗

排

水

口

K5

(A5)

小

反

洗

进

水

口

K6

(A6)

排

废

液

口

K7

(A7)

进

再

生

液

口

K8

(A8)

排

气

口

K9

(A9)

树

脂

装

卸

孔

K10

(A10)

备

注

运行

∨

∨

-

-

-

-

-

-

-

-

小反洗

-

-

-

∨

-

∨

-

-

-

-

排水

-

-

-

-

-

-

∨

-

∨

-

进再生液

-

-

-

-

-

-

∨

∨

-

-

置换

-

-

-

-

-

-

∨

∨

-

-

小正洗

∨

-

-

-

-

-

∨

-

-

-

正洗

∨

-

-

-

∨

-

-

-

-

-

大反洗

-

-

∨

∨

-

-

-

-

-

-

l 表中“∨”表示阀门开启状态,“-” 表示阀门关闭状态。

l 表中所列各步骤的时间,应在调试时再确认。

1、运行操作

启动前检查:

  (1)、该系统处于备用,各阀门在关闭状态。

  (2)、生水系统运行,清水箱水位在1/2以上。

  (3)、压力表、流量表完整无损,指针在“零”考克开启。

  (4)、对系统内转动设备检查均符合启动条件。

  (5)、照明充足、化验药品,仪表齐全。

启动与停止操作:

启动操作:

  (1)、当清水泵投入运行,开阳床进水门K1,空气门K9,当空气门出水后即关闭。

  (2)、待器内压力升至额定值时,开正洗排水门K5,冲洗至出水合格,关正洗排水门。

  (3)、鼓风机投入运转。开阳床出水门K2,向除CO2器送水,调整流量至需要值。

  (4)、中间水箱水位上升至1/2以上时,中间水泵投入运行,开阴床进水门A1,空气门A9,当空气门出水后即关闭。

  (5)、待器内压力升至额定值时,开阴床正洗排水门A5,冲洗至出水合格。

  (6)、开阴床出水门A2,关正洗排水门向一级除盐水箱送水,调整流量,至需要值,大不得超过额定出力。

停止操作:

  (1)、关阴床进水门A1、出水门A2,停止中间水泵运行。

  (2)、关阳床进水门K1、出水门K2,停止清水泵运行,停鼓风机运行。

运行监督及维护:

    (1)、除盐设备停运8小时以上,启动前必须冲洗至出水合格,方可向水箱送水。

    (2)、设备运行中应按照水质各指标、项目、及时间加强对水质的监督,设备临近失效时应增加化验次数。

    (3)、运行中应勤检查、勤调整,保持阴、阳床流量平衡,防止中间水箱溢流或中间泵打空和除CO2风机掉闸。

    (4)、一级设备临近失效,应将再生所需酸、碱量压入计量箱。

    (5)、除盐设备全部停用,清水箱满后,生水系统停止运行。

2、再生操作

再生前准备:

   (1)、将再生所需的HCL、NaOH分别压入计量箱。

   (2)、准备好所需的药品、仪器、记录表单等。

系统在运行中发现出水质量逐渐降低,当达到规定指标极限即为失效,失效后再生操作

顺序如下进行:

Ⅰ、小反洗:

   (1)、阴床小反洗,关进水门A1、出水门A2,待塔内压力降为0时二次关闭出水门A2,开小反洗进水门A6、反洗排水门A4,流量调整至40—50t/h,时间10—15分钟,关小反洗进水门A6、反洗排水门A4,停止中间泵鼓风机运行。

   (2)、阳床小反洗,关进水门K1、出水门K2,开小反洗进水门K6、反洗排水门K4,调整流量50—60t/h,洗至出水清彻透明,关小反洗进水门K6,反洗排水门K4,停止清水泵运行。

 Ⅱ、放水:

   (1)、阳床:开空气门K9、正洗排水门K5,开度≥60%。

(2)、阴床:开空气门A9、正洗排水门A5,开度≥60%。

Ⅲ、进酸、进碱:

(1)、阳床进酸:开酸喷射器进水门,酸喷射泵投入运行,调整流量15—20t/h,流速3—4m/h,开酸计量箱出口门,喷射口进酸门,取样测定进酸浓度稳定在2.0—2.5%。

     

   (2)、阴床进碱,开碱喷射器进水门,碱喷射泵投入运行,调整流量15—20t/h,流速3—4m/h,开碱计量箱出口门,喷射器进碱门,取样测定进碱浓度稳定在0.8—1.2%。

Ⅳ、置换:

   (1)、阳床:进酸结束后,关喷射器进酸门,酸计量箱出口门,保持原流量、流速继续进行逆冲洗,至中间排水取样酸度<5.0mmol/L,关喷射器进水门,中间排水门,停酸喷射泵。

   (2)、阴床:进碱结束后,关喷射器进碱门,碱计量箱出口门,保持原流量、流速进行逆冲洗,中间排水取样至出水碱度<0.5mmol/L,导电度<100µS/cm时,关喷射器进水门,中间排水门,停碱喷射泵运行。

Ⅴ、阳床小正洗:

清水泵投入运行,开进水门K1,待空气门出水后即关闭空气门K9,开中间排水门K7,流量50—60t/h,至中间排水甲基橙指示剂显橙色,关中间排水门K7。

Ⅵ、阳床大正洗:

开正洗排水K5,流量65t/h时,至出水合格,鼓风机投运,开出水门K2,关正洗排水门向除CO2器送水。

Ⅶ、阴床小正洗:

中间水箱水位升至1/2以上时,中间水泵投入运行,开阴床进水门A1,待空气门A9,出水后关闭空气门,开中间排水门A7,流量50—60t/h至中间排水无酚酞碱度即关闭中间排水门A7。

Ⅷ、阴床大正洗:

开正洗排水门A5,冲洗至出水合格此时可开出水门A2,关正洗排水门投入运行,或一级设备全部停运列为备用。

3、大反洗:

一级除盐设备每运行10个周期进行大反洗,操作步骤从失效开始。

(1)、阴床大反洗:关进水门A1,出水门A2,待塔内压力降为0时,二次关闭出水门A2,开反洗进水门A3,反洗排水门A4流量30—50 t/h,待树脂层徐徐上升至上窥视孔时,调整流量稳定树脂层,出水清彻透明,无杂物时,关反洗排水门A4、反洗进水门A3,停中间水泵运行。

(2)、阳床大反洗:关进水门K1,出水门K2,停鼓风机运行,开反洗进水门K3,反洗排水门K4,流量30—50t/h,待树脂层徐徐上升至窥视孔时,出水清彻透明,关反洗排水门K4,反洗进水门K3,停清水泵运行。

(3)、大反洗操作后的再生操作同正常再生程序相同,进酸、碱量增加一倍。

4、监督及维护检查:

   (1)、大、小反洗时注意监督树脂层上升速度不可过快,反洗排水门不跑树脂。

   (2)、放水、进酸、碱置换步骤,注意用三角瓶从中间排水取样检查有无跑树脂现象。

   (3)、大、小反洗结束,在进酸、碱时应重新检查设备出口门是否正确关严,以防污染水箱。

   (4)、碱再生系统冬季应注意保温,不得低于10℃。

   (5)、压酸、碱时应有专人负责,以防溢流。

六、安装要点

1、设备安装前根据发货清单清点设备、部件数量。检查设备是否在运输中损坏。并检查设备衬胶面有无损坏、擦伤。

2、设备就位后运行前检查内部中排装置、碱液分配装置、水帽有无松动,有无漏装的零部件。