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陽離子交換樹脂鐵汙染如何處理

發布時間:2019-06-10瀏覽:839次
陽離子交換樹脂鐵汙染的處理

1、樹脂鐵汙染的特征

鐵汙染後的樹脂顏色變深,甚至呈黑色;樹脂床層壓降增加,可能出現偏流;工作交換容量降低,再生效率下降。

2、樹脂鐵汙染的原因

(1) 水和冷凝液中鐵的影響。水和冷凝液中鐵含量見表3。鐵包括懸浮鐵、離子鐵。一級除鹽進水、冷凝液中的懸浮鐵大部分在無煙煤石英砂過濾器JF9201、氰綸棉除鐵過濾器JF9208/07中得到去除。但由於原水預處理采用FeCl3作為混凝劑,少量礬花被帶入一級脫鹽係統;在運行中還有部分冷凝液未經氰綸棉除鐵過濾器過濾通過旁路直接進入樹脂床層,尤其是化肥裝置停車後再次開車時,冷凝液中總鐵達120μg/L左右,此時如果冷凝液不經過過濾而直接進入樹脂床層,對樹脂的汙染是非常嚴重的。一級除鹽進水和冷凝液中的鐵進入交換器被樹脂吸附後,以高價鐵化合物的形態,牢固地沉積在樹脂內部和表麵,堵塞了樹脂微孔,從而影響了孔道擴散,造成鐵的汙染。

表水和冷凝液中鐵含量

樹脂係統 取樣點 總鐵(μg/L)

預處理係統

一級脫鹽係統 JF9201出水

D9205出水 830

21

含氨工藝冷凝液係統 JF9208前

JF9208後

D9214出水 37

25

17

透平及尿素冷凝液係統 JF9207前

JF9207後 42

37

二級除鹽係統 D9204出水 17

(2) 再生劑燒堿溶液中含有雜質NaClO3和Fe2O3。它們生成高鐵酸鹽(如FeO42-)。高鐵酸鹽隨堿液進入陰床後,因PH值降低,發生分解反應:

2FeO42-+10H+→2Fe3++3/2O2+5H2O

Fe3+進一步形成Fe(OH)3,附著在陰樹脂顆粒表麵上,造成鐵的汙染。

(3) H2SO4溶液作為陽離子交換樹脂的再生劑,其除鐵效果比較低。在再生時樹脂內的鐵很難與H+交換而得以洗脫。這樣,樹脂內的鐵積累愈來愈多,從而影響樹脂的交換能力。

3、樹脂鐵汙染的處理

已經受到鐵汙染的樹脂,采用5%-10%的鹽酸進行浸泡處理。

(1) 樹脂失效後,交換器排水。混床樹脂失效後,正常再生至陰、陽樹脂分開,分別轉移至陰、陽離子再生器中。

(2) 向各交換器或再生器中投加5%-10%的鹽酸,鹽酸液麵在樹脂表麵以上20-30cm左右。

(3) 浸泡5-10min後,從各交換器或再生器底部進壓縮空氣進行擦洗,然後繼續浸泡,30min後,在進行擦洗、浸泡。上述過程重複多次,直至浸泡液的酸度、鐵含量基本不變為止。

(4) 對陽樹脂用一定濃度的H2SO4進行正常再生,進酸直至陽離子交換器或再生器進出口酸濃度相等;對陰雙層床先進行反洗分層,將弱堿陰樹脂和強堿陰樹脂分開,用精製水置換30min,然後用一定濃度的NaOH堿液進行正常再生,進堿直至陰雙層床進出口堿濃度相等;對混床陰樹脂先用精製水衝洗30min左右,然後用一定濃度的NaOH堿液進行正常再生,進堿直至陰離子再生器進出口堿濃度相等。

(5) 按再生程序繼續進行再生

4、樹脂鐵汙染的預防

(1) 做好原水預處理工作。在保證澄清池出水水質的情況下,盡可能降低FeCl3混凝劑的用量,防止鐵鹽後移,嚴格控製無煙煤石英砂過濾器的出水濁度。

(2) 嚴格控製再生劑燒堿溶液中NaClO3和Fe2O3的含量。

(3) 所有回收的冷凝液必須經過氰綸棉除鐵過濾器後,再進入樹脂床層進行處理。在資金允許的情況下,可以考慮將氰綸棉除鐵過濾器改乘磁力除鐵過濾器,提高除鐵效率。

(4) 弱陽離子交換器每次再生時,先用無煙煤石英砂過濾器出水以8m/h流速對樹脂床進行逆流反洗,直至出水清澈,以洗脫樹脂表麵附著的礬花。強陽離子交換器、陰雙層床每隔一定的周期,對床層進行大反洗,流速以樹脂不從反洗水出口跑出為宜。

(5) 混床每次再生前,采用0.1Mpa的壓縮空氣以約22m/h的氣速從混床底部對樹脂進行擦洗,然後用一級脫鹽水衝洗,反複數次,直至混床出水清澈,以洗脫樹脂表麵附著的鐵。

5、效果

1999年5月,混床再生後衝洗時,電導率下降速度很慢,而且混床大約運行一天後,電導率經常超過工藝要求的範圍,一般在0.4-0μS/cm,嚴重影響鍋爐補充水的質量,對鍋爐的安全運行帶來危害。1999年9月,對混床陰、陽樹脂取樣分析鐵含量,分別為24mg/g樹脂、25.6mg/g樹脂,數據說明樹脂已受到嚴重鐵汙染。

采取5%-10%鹽酸對陰、陽樹脂浸泡處理後,混床再生後衝洗時,電導率迅速降至0.4μS/cm以下。混床運行時電導率也≤0.4μS/cm,運行周期由處理前的一天左右恢複到正常的七至八天。同時采取了上述預防措施,從1999年10月至今,混床運行情況很好,出水質量一直在工藝要求的範圍內,保證了鍋爐的安全運行。  
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