拋光混床設備
混床是混合(hé)離子交(jiāo)換柱的簡稱,是針對離子交換技術所設計(jì)的設備。
所謂混床,就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填(tián)於同一交換裝置中,對流體中的(de)離子進行交(jiāo)換(huàn)、脫除。由於陽樹(shù)脂的比重比陰樹脂(zhī)大,所以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂(zhī)裝(zhuāng)填的比(bǐ)例為1:2,也有裝填比例為1:1.5的,可按不同樹脂酌情考慮選擇。混床也分為體內同步再(zài)生式混床(chuáng)和體外(wài)再(zài)生式混床。同步再生式(shì)混床在運行及(jí)整(zhěng)個再生過程(chéng)均在混床內進行,再生(shēng)時樹脂不(bú)移出設備以外,且陽、陰樹脂同時再生,因此所需附屬設(shè)備少,操作簡便。
混床處理工藝的設備包括混合離子交換器和體(tǐ)外再(zài)生設備。其中體外再生設備主要包括樹脂分離器、陰(陽)樹(shù)脂再生器、樹脂(zhī)貯存(cún)塔、混雜樹脂塔和酸堿再生(shēng)設備。國內混床處理(lǐ)工藝主要特點(diǎn)體現在樹(shù)脂分(fèn)離再生工藝上。樹脂的分(fèn)離再生(shēng)工藝有三(sān)種。
1、出水水質優良,出(chū)水pH值接近(jìn)中性。
2、出(chū)水水質穩定(dìng),短時間運行條件變化(如(rú)進水(shuǐ)水(shuǐ)質或組分、運行流速等)對混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(yùn)前水質所需的時間比較短。
4、回收率達到100%
混床外殼製作材質有玻璃鋼、有機(jī)玻璃、不鏽鋼、碳鋼、防腐等,外型為圓(yuán)柱型(xíng),直徑Φ200—2500mm,產水量從0.5t/h—98t/h。陽床裝載(zǎi)強酸陽離子交換樹脂,陰床裝載強堿陰離子交換(huàn)樹脂,裝載高度一向在1000—2400 mm,小型濾帽式設備底部沒有承托層,中大型設備底部有粒度不同多級別石英砂承托層(現不(bú)建議這樣做,因為酸洗的時候石(shí)英(yīng)砂和酸會產生化學反應,對水質造成影響),逆流再生固定床樹(shù)脂頂層有200 mm厚壓脂層(céng)樹脂(特殊的樹脂用來覆蓋下麵的樹脂)。有機玻璃柱運行壓力≤0.15MPa,其他材質的設(shè)備運行壓力≤0.6MPa。陽床配備有酸箱、酸泵再生係統,陰床配備有(yǒu)堿箱、堿泵再生係統。
運行
本係統(tǒng)有兩種進水方式:軟化(軟化器(qì)處理水)進水和初脫鹽(反滲透處理水)進水,分別由(yóu)各(gè)自的(de)控製閥控製(zhì)進水。
運行時(shí),開(kāi)初脫鹽進水控製閥、進(jìn)水閥、產水閥,其他閥們均應關閉!
反洗
關閉進水閥、產水閥;打開反洗進水閥、反洗排放閥(fá),以10m/h反洗(xǐ)15min。然後,關閉反洗進(jìn)水閥、反洗排放閥。靜置,沉降5~10min。開排氣閥、中排閥,部分排水至樹脂層表麵上(shàng)10cm左右,關閉排(pái)氣閥、中排閥。
再生
開進水閥、加(jiā)酸泵、進酸閥、中排閥,以5m/s、200L/h對陽樹脂進行再生,用反滲透產水(shuǐ)對陰(yīn)樹脂進行清洗,維持(chí)柱內液麵在樹(shù)脂層表麵上10cm。對陽樹脂再生30min後,關進水閥、加酸泵、進酸閥,開反洗進水閥(fá)、加堿泵、進堿閥,以5m/s、200L/h對陰樹(shù)脂進行再生,用反滲透產水對陽樹脂進行(háng)清洗,維持柱(zhù)內液麵在樹脂層(céng)表麵上10cm,再生30min。
置換、混脂、衝(chōng)洗
關加堿泵、進堿閥,開進水閥,上(shàng)下(xià)同時進水對樹脂進行置換、清洗。30min後(hòu),關進水閥、反洗進水閥、中排閥(fá),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1~2min。開進水閥、正洗排放(fàng)閥,調節排氣閥,灌水至柱內無空氣後,關排氣閥,對(duì)樹脂衝洗。當電導率(lǜ)達到要求(qiú)時,開產水閥,關(guān)正洗排放閥,開始製水。
樹脂二次分離再生工藝
是將失(shī)效的混床(chuáng)樹脂輸(shū)送至樹脂分離器(陽樹脂再生器),完成水(shuǐ)力分離後,將上層的陰離子交換樹脂移送混床至陰樹脂再生器。陰陽樹脂分離麵附近的混合(hé)樹脂輸送到混雜(zá)樹脂塔,然後分別再生陰陽樹脂(zhī)。對於混雜樹脂塔內的(de)樹脂,下(xià)一次(cì)再生時將被送回到樹脂分離器(陽樹脂再生器)內進行二次分離。在這裏,樹脂分離(lí)器(qì)同時作(zuò)為(wéi)陽樹脂再生器。
錐體分離再生工藝
錐體分離再生工藝是將樹脂分離器底部作成一錐體。該設備同時作為陰樹(shù)脂(zhī)再生器而不作為陽(yáng)樹脂再生器。失效樹脂從混(hún)床輸送到樹脂分離器完成水(shuǐ)力分層後,位於樹脂分離器下部的陽樹脂從錐體底部被輸送到陽樹脂再生器。由於樹脂分離器底(dǐ)部為一錐形體,樹脂分離界麵的樹脂很少,從而減少中(zhōng)間混合樹脂的數量,提高分離效果。在輸送陽樹脂時,分離界麵在自動控(kòng)製時的自動檢測常采用光電法或電導法(fǎ)。所謂光電法即采用光電計檢測陰陽樹脂顏色的深(shēn)淺;而電導法則采用測量陰陽樹脂輸送水的電導(dǎo)變化,當充入(rù)W2氣體的樹脂輸送水由陽樹脂變為陰樹脂時,其電導將變小。利用(yòng)兩種方式產生的信號變化來控(kòng)製(zhì)陰陽樹脂界限。
陰陽樹(shù)脂再(zài)生工藝
是將失效樹(shù)脂從(cóng)混床輸送到樹脂分離器內(nèi),失效樹脂水力分層後,在分離器內同時對陰陽樹脂進行再生。樹脂分離器同時作(zuò)為樹脂再生器。該方式(shì)同補(bǔ)給水處理除(chú)鹽混床完全(quán)相同。
離子交換器(qì)
離子交換器(qì)工(gōng)藝(yì)需(xū)要將(jiāng)交換劑放在離子(zǐ)交(jiāo)換器(qì)(或稱(chēng)為床)內進行,離子交換劑失效後通過再(zài)生來恢複離子交換能力。為了提高離子交換工藝的經濟性和技術適用性,產(chǎn)生了不同樹脂(zhī)的組合、不同的(de)床型以及各種離子交換係(xì)統。常見的離子交換器(qì)有固定床(離子交換器)和連(lián)續床(chuáng)兩類。
工作原理就是離子(zǐ)的交換。
運行時(shí):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。再生過程為其逆過程。
離子交換器的失效控製
離子交(jiāo)換除鹽水處理較(jiào)簡單的流程為陽床-陰(yīn)床組成的一級複床除鹽係統。有的一級複床除鹽係統(tǒng)采用單元製,即每(měi)套一級複床除鹽係統包括 陽床、(除碳(tàn)器)、陰床各一台,在離子交換除鹽運行過程中,無論是陽床還是陰床先失效,都是同時再生;還有的一級複床(chuáng)除鹽係統采用母管製,即陽床與陽床或陰床與陰床是並聯運行的,哪(nǎ)一台交(jiāo)換器失效就再生哪一台。
1 檢測和控(kòng)製原理
強酸性陽樹脂對水中各種陽離(lí)子(zǐ)的吸(xī)附順序為:
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+;由此可知,水中金屬離子Na+被吸附的能力較(jiào)弱(ruò),所以當離子交換時(shí)樹(shù)脂層的(de)各種離子吸附層逐(zhú)漸下移,H+.後被其他陽離子置換下(xià)來,當(dāng)保護層穿透時,首先泄漏的是(shì)下層的Na+;因此監督陽離子交換器失效是(shì)以漏鈉為標準的;其反應方程為(A代表金(jīn)屬陽離子,R為樹脂基團):
An++nRH=RnA+nH+
HCO3-+ H+ =H2O+CO2↑
強堿性陰樹脂對水中各種陰離(lí)子的(de)吸附順序為:
SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力較弱,所以當離(lí)子交換時樹脂(zhī)層(céng)的各種離子吸附層(céng)逐漸下移,OH-.被其他(tā)陰離子置換下來,當(dāng)保護層(céng)穿(chuān)透時,首先泄漏的是下層的HSiO3-;因(yīn)此監督陰離子交換器失效是以漏矽為標(biāo)準(zhǔn)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 設備優點
(1) 出水水(shuǐ)質優良,出水pH值接近中性(xìng)。
(2) 出水水質穩定,短時間運(yùn)行條件變化(如進水水質或成分、運(yùn)行流速等)對混(hún)床出水水質影響不大。
(3) 間斷運(yùn)行對(duì)出水(shuǐ)水質的(de)影響小,恢(huī)複(fù)到停運前水質所需的時間比較短。
(4) 產水水質優良,電(diàn)導率≤0.2us/cm
離子交(jiāo)換器主要用於純水和高純水的製備,主要用於中(zhōng)高(gāo)壓鍋爐(lú)給水(shuǐ);新(xīn)材料(liào)、新能源、化工新(xīn)材料,輕金屬材料、納米材料、玻璃(lí)鋼(gāng)石墨、複合(hé)材料等的生產工藝(yì)用水(shuǐ)。