拋光混床(chuáng)設備


混床是(shì)混合離子交換柱的簡稱,是針對離子交換技術所設計的(de)設備。
所謂混床(chuáng),就是把(bǎ)一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填於(yú)同一交換裝置中,對(duì)流體中的離子進行交換、脫除。由於陽樹脂的比重(chóng)比陰樹脂大,所以在混床內(nèi)陰樹脂(zhī)在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1:2,也(yě)有裝填比(bǐ)例為1:1.5的(de),可按不同樹脂酌情考慮選擇。混(hún)床也分為體內同步再生式混床和體外再生(shēng)式混床。同步再生式混床在運行及整個再生(shēng)過程均在混(hún)床內進行,再生時樹脂不移出設備以外,且(qiě)陽、陰樹脂同時(shí)再生,因此所需附屬設(shè)備少,操作簡便。
混床處理工藝的設(shè)備包括混合離子(zǐ)交換器(qì)和體外再生(shēng)設備。其中(zhōng)體外再生(shēng)設備主要包括樹脂分離器、陰(陽)樹脂再生器(qì)、樹脂貯存塔、混雜樹脂塔和酸(suān)堿再生設(shè)備。國內混床處理工藝主要特點體現在樹脂分離再生工藝上。樹脂(zhī)的分離再生工藝有三(sān)種。

1、出水水質優良,出水(shuǐ)pH值接近中性。
2、出水水質穩(wěn)定,短時間運行條件變化(如(rú)進水水質或組分、運行流速等)對(duì)混(hún)床出水水質影響不大。
3、間斷運行對出水水質的影響小,恢複到停運前水質所需的時間(jiān)比較短。
4、回收率達到100%

混床外殼製(zhì)作材質有玻璃(lí)鋼、有機玻(bō)璃、不鏽鋼、碳鋼、防腐等(děng),外型為圓柱型,直徑Φ200—2500mm,產(chǎn)水量從0.5t/h—98t/h。陽床裝載強酸陽離(lí)子交換樹脂,陰床裝載強堿陰(yīn)離子交換樹脂,裝載高度一(yī)向在1000—2400 mm,小型濾帽式設備底部(bù)沒有承托層,中大型設備底部有粒度不同多級別石英砂承托(tuō)層(現不建議這樣做,因為酸洗(xǐ)的時(shí)候石英砂和酸會產生化學反(fǎn)應,對水質造成影響),逆流再生(shēng)固定床樹脂頂層有200 mm厚壓(yā)脂層樹脂(特殊的樹脂(zhī)用來覆蓋下(xià)麵的樹脂)。有機玻璃柱運行(háng)壓力≤0.15MPa,其他材質的(de)設備運行(háng)壓力≤0.6MPa。陽床配(pèi)備有酸箱、酸泵再生係統,陰床配備有堿箱、堿泵再(zài)生係統。

運行
本係(xì)統有兩種進水方式:軟化(軟化器處理水)進水和初脫鹽(反滲透處理水)進水,分別由各自的控製閥(fá)控製進水。
運(yùn)行時,開初脫鹽進(jìn)水控(kòng)製閥、進水閥、產水閥(fá),其他閥們均(jun1)應關(guān)閉!
反洗
關閉進水閥、產水閥;打開反洗進水閥、反洗排放閥,以10m/h反洗15min。然後,關閉反洗進水閥、反洗排放閥。靜置,沉降5~10min。開排氣閥、中排閥,部分排水至樹(shù)脂層表麵上10cm左右,關(guān)閉排氣閥、中排閥。
再生
開進水閥、加酸泵、進酸閥、中排閥,以5m/s、200L/h對陽樹脂(zhī)進行再(zài)生,用反滲透產水對陰樹脂進行(háng)清洗,維持柱內液麵在(zài)樹脂層(céng)表麵上10cm。對陽樹脂再生(shēng)30min後,關進水閥、加酸泵、進酸閥,開反洗進(jìn)水閥、加堿(jiǎn)泵、進堿(jiǎn)閥,以5m/s、200L/h對陰樹脂進行再生,用反滲(shèn)透(tòu)產水對陽樹脂進行清(qīng)洗,維持(chí)柱內液麵在樹脂層表麵(miàn)上10cm,再(zài)生30min。
置(zhì)換、混脂、衝洗
關加堿泵、進(jìn)堿閥,開(kāi)進水閥,上下同時進水對樹脂進(jìn)行置換、清洗。30min後,關進水閥、反洗進水閥、中(zhōng)排閥,開反洗排放閥、進氣閥、排氣閥,以壓力0.1~0.15MPa,氣量2~3m3/(m2·min),混合樹脂0.5~5min。關反洗排放閥、進氣閥,沉降(jiàng)1~2min。開進水閥、正洗排放閥,調節排氣閥,灌水至柱內無空氣(qì)後,關排(pái)氣閥,對樹脂衝洗。當電導率達到要求時,開產水閥,關正洗排放閥,開始製水。

樹脂二次分離再生工藝
是將失效的(de)混床樹脂輸送至樹脂分離器(陽樹脂再生器),完成水(shuǐ)力分離後,將(jiāng)上(shàng)層的陰離子(zǐ)交換樹脂移送混床至陰樹(shù)脂再生器。陰陽樹脂分離(lí)麵附近的混合樹脂輸(shū)送到混雜(zá)樹脂塔,然後分別再生陰陽樹脂。對於混雜樹脂塔內的樹(shù)脂,下一次再生(shēng)時將被送回到樹脂分離器(陽樹脂再生器)內進(jìn)行二次(cì)分離(lí)。在這裏,樹脂分離器同時作為(wéi)陽樹脂再生器。
錐體(tǐ)分離再生工藝
錐(zhuī)體分離再生工藝是將樹脂分離器底部作(zuò)成一錐(zhuī)體。該設備同時作為陰樹脂再生器而不作為陽樹脂再生器。失效樹脂從混床輸送到樹脂分離器(qì)完成水力分層後,位於樹脂分離器下部(bù)的陽樹(shù)脂從錐(zhuī)體底部被(bèi)輸送到陽樹脂(zhī)再(zài)生器。由於(yú)樹脂分離器底部為一錐形體,樹脂分離界麵的樹脂(zhī)很少,從而減少中間混合樹脂的數量,提高分離效果。在輸送陽樹脂時,分離界麵在自動(dòng)控製時的自動檢測(cè)常采用光電法或(huò)電導(dǎo)法。所謂光電法即采用光電計檢測陰陽樹脂顏色的深淺(qiǎn);而電導法則采(cǎi)用測量陰陽樹脂輸送水的電導變化,當充入W2氣體的樹脂輸送水由陽樹脂變為陰樹脂(zhī)時,其電導將變小。利(lì)用兩種(zhǒng)方式產生的信號變(biàn)化來控製(zhì)陰陽樹(shù)脂界限。
陰陽樹(shù)脂再(zài)生工藝
是(shì)將(jiāng)失效樹脂從混床輸送到樹脂分離器內,失效樹(shù)脂水(shuǐ)力分層後,在分離器(qì)內同時對陰陽樹脂進行再生。樹脂分離器同時作為樹脂再(zài)生器(qì)。該方式同補給水處理除鹽混床完(wán)全相同。
離子交換器


離子交換器工藝需要將交(jiāo)換(huàn)劑放在離子交換器(或稱為床)內進行,離子交換劑(jì)失效後通過再生來恢複離(lí)子交換能力。為了提高(gāo)離子交(jiāo)換工藝的經濟性(xìng)和技術適用性,產生了不同(tóng)樹脂的組合、不同的床型以及各種離子交換係統。常見的離(lí)子交換器有固定床(離子交換器)和連續床兩類。



工作(zuò)原理(lǐ)就是離子的交換。
運行(háng)時:陽樹脂(H-R)+(M+)→(M-R)+(H+)
陰樹脂(OH-R)+(X-)→(X-R)+(OH-)
其中M+為金屬離子,X-為陰離子(zǐ)。再生過程為其逆過程。
離子(zǐ)交換器的失效控(kòng)製
離子交換除鹽水處理較簡單的流程(chéng)為陽床-陰床組成(chéng)的一級複床(chuáng)除鹽係統。有的一(yī)級複床除鹽係統采用(yòng)單元製(zhì),即每(měi)套一級(jí)複床除鹽(yán)係統包括 陽床、(除碳器)、陰床各一台,在(zài)離子交換除鹽運(yùn)行過程中,無論是陽床還是陰床先失效,都是同(tóng)時再生;還有的(de)一級複床(chuáng)除鹽係(xì)統(tǒng)采用母管製,即(jí)陽床與陽床或陰床與陰床是並聯運行的,哪一台交換器失效就再生哪一台。
1 檢測(cè)和控製原理
強酸性陽樹脂對水(shuǐ)中各種陽離子(zǐ)的吸(xī)附順序為:
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+;由此可知,水中金屬離(lí)子Na+被吸附的能力較弱,所(suǒ)以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下(xià)移,H+.後被其他陽離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是下(xià)層的Na+;因此監督陽離(lí)子交換器失效是以漏鈉為標準的;其反應方程為(A代表金屬陽離子,R為樹(shù)脂基團):
An++nRH=RnA+nH+
HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑
強堿性陰樹(shù)脂對水(shuǐ)中各種陰離(lí)子的吸附順序為:
SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可(kě)知,HSiO3-的吸附能力較弱,所(suǒ)以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,OH-.被其(qí)他(tā)陰離子置(zhì)換下來,當保護(hù)層穿透時,首先泄漏的是下層的HSiO3-;因此監督陰離子(zǐ)交換器失效是以漏矽為標準的;其反應方程為(B代表酸根陰離子,R為樹脂基團):
Bm-+mROH=RmB+mOH-
2 設備(bèi)優點
(1) 出水水質優良,出水pH值接近中(zhōng)性。
(2) 出水水質穩定,短時間運(yùn)行條件變(biàn)化(huà)(如進水水質或(huò)成分、運行流速等(děng))對混(hún)床出水水質影響不大。
(3) 間(jiān)斷運行對出水水質的影(yǐng)響小,恢複到停運前水質所需的時(shí)間(jiān)比較短。
(4) 產水水質優良,電導率≤0.2us/cm

離子(zǐ)交換器主要用於純水和高純水(shuǐ)的製備(bèi),主要用於中高壓(yā)鍋爐給水;新材料(liào)、新能源、化(huà)工新材料,輕金屬材料、納米材料、玻(bō)璃(lí)鋼石墨、複合(hé)材料等的生產工藝用水。











