全自动混床设(shè)备


混(hún)床是混(hún)合离子(zǐ)交换(huàn)柱的简(jiǎn)称,是针对离(lí)子交换技术所设(shè)计的设备。
所(suǒ)谓混床(chuáng),就是把一定比例的阳、阴离子交(jiāo)换树脂混合(hé)装填于同一交换装置中,对流体中的离子(zǐ)进行交换、脱除。由于阳树脂的比重(chóng)比阴(yīn)树脂(zhī)大,所以在混床内阴(yīn)树脂(zhī)在上阳树脂在下。一般阳(yáng)、阴树脂装填的比例为1:2,也有装填比例为1:1.5的,可按不同树脂酌情考虑(lǜ)选择。混(hún)床也分为体内同步再生式(shì)混床和体外再生式混床。同步(bù)再生式混床在运行(háng)及整个再生(shēng)过程均在混(hún)床内进行,再(zài)生时树(shù)脂不移出设备以外(wài),且(qiě)阳、阴(yīn)树(shù)脂同时(shí)再生,因此所需附属设备少,操作(zuò)简便。
混(hún)床处理工艺的设备包括混合离子交换器和(hé)体外再生设备。其中(zhōng)体外再生设备主要包括树脂分离器、阴(yīn)(阳)树脂再生器、树脂贮存塔、混杂树脂塔和酸碱再生设备(bèi)。国内混床处理工艺主要特点体现在树脂分离再生工艺上。树脂的分离(lí)再生工艺有三种。

1、出水水质优良,出水pH值接(jiē)近中性。
2、出水水质(zhì)稳定,短时间运行条件变化(如进水水质或组分、运行流速等)对(duì)混(hún)床出(chū)水水质影响不大。
3、间断运(yùn)行对出水水质的(de)影(yǐng)响小,恢复到停(tíng)运前水(shuǐ)质所需的时间(jiān)比较短。
4、回收率达到100%

混(hún)床(chuáng)外壳制作材质(zhì)有玻璃钢、有机玻(bō)璃、不(bú)锈钢(gāng)、碳(tàn)钢、防腐等,外型为圆柱型,直(zhí)径Φ200—2500mm,产水量从0.5t/h—98t/h。阳床(chuáng)装载强酸阳离子交换树脂(zhī),阴床装载强碱(jiǎn)阴离子交换树脂,装载高度一向在(zài)1000—2400 mm,小(xiǎo)型滤帽式设备底(dǐ)部没有承托层,中大型设备底部有粒(lì)度(dù)不同(tóng)多级别石英(yīng)砂承托层(现不(bú)建议这样(yàng)做(zuò),因为酸(suān)洗的(de)时(shí)候石英砂和酸会产生化学反应,对水(shuǐ)质造成影响),逆流再生固定床树脂顶层有200 mm厚压脂层树脂(特殊的树脂用来覆盖下面的树脂)。有机玻璃柱运行压力≤0.15MPa,其他材质的设备运行压力≤0.6MPa。阳床配备有酸箱、酸泵再生系统,阴床配备有碱箱、碱泵再生系统。

运行
本系统有两种进水方式:软化(软化器处理水)进水(shuǐ)和初脱盐(反渗透处理水)进水(shuǐ),分别(bié)由各自的(de)控制阀控制(zhì)进水。
运行时,开初脱盐进水控制阀、进(jìn)水阀、产水阀,其他阀们均应关(guān)闭!
反洗
关闭进水阀(fá)、产水阀;打开反洗进水阀、反洗排放阀,以10m/h反洗15min。然后,关闭反洗进水(shuǐ)阀、反洗排放阀。静置,沉降5~10min。开排气阀、中排阀,部分排水至树脂层表面上10cm左右,关闭排气阀、中排阀。
再生
开(kāi)进水阀、加酸(suān)泵、进酸阀、中排阀,以5m/s、200L/h对阳树脂进行再生,用反渗透产水对阴树脂进行清洗,维持柱内液面在树脂层表面上10cm。对阳树脂再生30min后,关进水阀、加酸泵、进酸阀,开反洗(xǐ)进水阀、加碱泵、进碱阀,以5m/s、200L/h对阴树脂进行再生,用反渗透产水对(duì)阳树脂进行清洗,维持柱内液面在树脂层表面上10cm,再生30min。
置换、混脂、冲洗
关加(jiā)碱泵、进碱阀,开进水阀,上下同时进水对(duì)树脂进行置换、清洗(xǐ)。30min后(hòu),关进水阀、反洗进(jìn)水阀、中排阀,开反洗排放阀、进气阀(fá)、排气(qì)阀,以压力0.1~0.15MPa,气量2~3m3/(m2·min),混(hún)合树脂0.5~5min。关反(fǎn)洗排放阀、进(jìn)气阀,沉降1~2min。开进水阀、正洗排放阀,调节排气阀,灌(guàn)水至柱内无空气后,关排气阀,对树脂冲洗。当(dāng)电导率达到要求时,开产水阀,关正(zhèng)洗排(pái)放阀,开始制水。

树脂二次分离再生工艺
是将失效的混床树脂(zhī)输送至树脂分离器(阳树脂再生器),完成水力(lì)分离后,将上层的阴离子交换树脂移送混床至阴树(shù)脂再生(shēng)器。阴阳树脂分离面附近的混合树脂输送到混杂树脂塔,然后分别再生阴阳树脂。对于混杂树脂塔内的树脂,下一次再生时(shí)将被送回到树脂分离器(阳树脂再生器)内进行二(èr)次分离。在这(zhè)里,树脂(zhī)分离器同时作为阳树脂再生器。
锥体分离再生工艺
锥体分离再生工艺是将树脂分离器底(dǐ)部作成一锥体。该设备同(tóng)时作为阴树脂(zhī)再(zài)生器而不作为阳树脂再生器。失效树脂从混床(chuáng)输送到树脂分离器完成水力分层后,位于(yú)树脂分离器下部的阳树脂从锥体底部被输送到阳树脂再生器。由于树脂分离器底(dǐ)部为一锥形体(tǐ),树脂分离界面的树脂很少(shǎo),从而减少中间混合树脂的数(shù)量,提高(gāo)分离效果。在输送阳树脂时,分离界面在自动控制(zhì)时的自动检测常采用光电(diàn)法(fǎ)或电导法。所(suǒ)谓(wèi)光(guāng)电法即采用(yòng)光(guāng)电计检测阴阳树(shù)脂颜色的深(shēn)浅;而电导(dǎo)法则采用测量(liàng)阴阳(yáng)树(shù)脂输送水的电导(dǎo)变化(huà),当充入W2气体的树脂输送水由阳树脂变为(wéi)阴树脂时,其电导将变小。利用两种方(fāng)式产生(shēng)的信号变化来控制阴阳(yáng)树脂界限。
阴阳树脂再生工艺(yì)
是将失效树脂从混床输送到树脂分离器内,失效树(shù)脂水力分层(céng)后,在分离器内同时对阴阳树(shù)脂进行再生。树脂分离器同时作为树脂(zhī)再生器。该方式同补给水处理除盐混床完全相同。
离子(zǐ)交换器


离子交换器工艺需要将交换剂放在离子(zǐ)交换器(或称为床)内(nèi)进行,离子交换剂失效后通过再生(shēng)来恢复离子交换能力。为了提高离子交换工艺(yì)的(de)经济(jì)性和技术适用性,产生了不同树脂的组合、不同的床型以(yǐ)及各种离子交换系统。常见的离子交换器有固定床(离子交换器(qì))和连续床两类。



工作原理就是离子的交换。
运行时:阳树脂(H-R)+(M+)→(M-R)+(H+)
阴(yīn)树脂(OH-R)+(X-)→(X-R)+(OH-)
其中(zhōng)M+为金(jīn)属离子,X-为阴离子。再生过程为其逆过程(chéng)。
离子交换器的(de)失效控(kòng)制
离子交换除盐水处理(lǐ)较简单的流程为阳床-阴床组成的一级(jí)复床(chuáng)除盐系统。有的一级复床除盐系统采用单元制,即每套一级复床除盐系统包括(kuò) 阳床、(除碳器)、阴床各一台,在离子(zǐ)交换除盐运(yùn)行过(guò)程中,无论是阳床还是阴床先失效,都是同时再生;还有的一级复床除盐系统采用(yòng)母管制,即阳(yáng)床与阳床或阴床与阴床是并联运行的(de),哪一台交换器(qì)失效就再生哪(nǎ)一台。
1 检测和控制原理
强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为:
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+;由此可知(zhī),水中金属离子Na+被吸附的能力(lì)较弱,所以当离子交(jiāo)换(huàn)时树脂层的各种离子吸附层(céng)逐(zhú)渐(jiàn)下移,H+.后(hòu)被其他阳离子置换(huàn)下来,当保护层穿透时,首先泄漏的是下层的Na+;因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的(de);其反应方程为(A代表金属阳离子,R为树脂基团):
An++nRH=RnA+nH+
HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑
强碱性阴(yīn)树脂对水(shuǐ)中各种(zhǒng)阴离子的吸附顺序为:
SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力较弱(ruò),所以当离子交换时树脂(zhī)层的各种离子吸附层逐渐下(xià)移,OH-.被其他(tā)阴离子(zǐ)置换下来,当保护层穿透(tòu)时,首先泄漏的是下层(céng)的HSiO3-;因此监督(dū)阴离子交换器失效(xiào)是以漏硅为标准的;其反应方(fāng)程为(wéi)(B代表酸根阴离子,R为树脂基团):
Bm-+mROH=RmB+mOH-
2 设备优点
(1) 出(chū)水水质优良,出水pH值接近中性。
(2) 出水水质稳定,短时间运行条件变化(如进水水质或成分(fèn)、运行(háng)流速等)对混(hún)床出水水质影响不(bú)大。
(3) 间断(duàn)运行对(duì)出水水质的影响小,恢复到停运前水质(zhì)所需的时间(jiān)比较短。
(4) 产水水质优良(liáng),电导(dǎo)率≤0.2us/cm

离子交换器主要用(yòng)于纯水和高纯水的制备,主要用于中高压锅炉给水(shuǐ);新材料、新能源、化工新材料(liào),轻金属材料、纳米材料、玻璃钢石墨、复合材料等的生产工艺用水。











