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双室浮动床
作者:江苏之镒环保 发布日期2019-03-06 15:28
  双室浮动床

双室浮动床
 
  产品介绍
 
  双室双层浮动满室床是一种钠离子交换器的制作工艺,双室是指一个交换罐内,有两个交换空间,靠两个空间的交换树脂,进行水的处理
 
  离子交换器:又称软水器、软化水、离子交换;双室双层浮动满室床是一种钠离子交换器的制作工艺,双室是指一个交换罐内,有两个交换空间,靠两个空间的交换树脂,进行水的处理;以LTFN系列离子交换器为列:它主要就是靠平面多路阀及微电脑控制器,控制整个设备的运行工序,通过这种控制工序及设备结构,完成高硬水一次软化的目的。
 
  双层床和双室床都属于强弱树脂联合应用的离子交换装置。
 
  双层床
 
  在复床除盐系统中的弱型树脂总是与相应的强型树脂联合使用,为了简化设备可以将它们分层装填在同一个交换器中,组成双层床的形式。装填弱酸性阳树脂和强酸性阳树脂的称为阳双层床,装填弱碱性阴树脂和强碱型阴树脂的称为双层阴床。
 
  在双层床式的离子交换器中通常利用弱型树脂的密度比相应的强型树脂小的特点,使其处于上层,强型树脂处于下层。在交换器运行的过程中,水的流向自上而下先通过弱型树脂层,后通过强型树脂层;再生时再生液的流向自下而上先通过强型树脂层,后通过弱型树脂层。所以双层床离子交换器属于逆流再生工艺,具备逆流再生工艺的特点。
 
  双室双层床
 
  双层床中的强弱树脂虽然由于密度的差异而能基本做到分层,但要做到完全分层是很困难的。若在两种树脂的交界处有少量的树脂相混杂,对运行效果并没有大的影响;若混脂范围大,则混入强型树脂层中的弱型树脂不能发挥交换作用,混入弱型树脂中的强型树脂得不到再生,使运行效果大大下降。
 
  双室双层床是将交换器分隔成上、下两室,强弱树脂各处一室,这样就避免了因树脂混层而带来的问题,同时对树脂的密度和粒度也没有特殊要求。上下两室间通常装有带有双头水帽的多孔板,以沟通两室之间的水流。为了防止树脂通过水帽或堵塞水帽 的缝隙,可在强型树脂上面填充密度小而颗粒大的惰性树脂。
 
  在此种设备中由于下室中是装满树脂的,所以不能在体内进行清洗,需另设体外清洗装置。此外,还有一种上下室都装满树脂的双室双层床,这种设备的利用率高,再生无顶压,但是上下室的树脂都需要体外清洗。其再生过程与双层床再生过程相同。
 
双室浮动床
 
  双层浮动床
 
  在双室双层床中,如果将弱型树脂放到下室中,强型树脂放置在上室中,运行时采用水流自下而上的浮动床的方式,则该设备称为双室双层浮动床。
 
  在这种设备中,由于上下室中基本是装满树脂的,所以不能在体内进行清洗,需另设专用的树脂清洗装置。
 
  双室双层浮动床的运行和再生操作与普通浮动床相同,所以该床型具备浮动床工艺和强弱树脂联合应用的特点。
 
  通过采用以双室双层浮动床为制水设备,不仅能够提高除盐水系统的供给能力,而且能够优化生产工艺,提高再生液的利用率,达到节能降耗增效益的目的。
 
  一 全除盐是电厂化学水处理的主要生产过程,除盐水水质的好坏直接影响到全厂动力、热力设备的安全、长周期运行。我厂原有除盐水系统设计负荷为350t/h,由于“十五”改造的需要,外部所需除盐水量大大增加;原有除盐水制备设备不能满足生产需要,且原系统存在一定的缺陷,改造已成必然。经过调研和充分论证,决定在原有制水系统设备的基础上增加一套阴、阳双室双层浮动离子交换器。
 
  二 生产系统工艺现状及问题分析
 
  (一)工艺流程
 
  我们热化车间原有系统采用母管式运行方式,五台阳床、五台阴床及四台除碳器并联运行;其系统原理结构图如图1。这种运行方式有它的优越性:能单独控制阴、阳床的失效终点,且在供水负荷波动频繁、变化量大的情况下便于调整。作为如炼油化工行业的自备电厂,这种方式能够很好地安全生产。
 
  (二)原系统存在的问题
 
  原系统存在以下两个方面的问题:
 
  (1) 车间原有阴、阳床采用逆流再生有顶压固定离子交换器,所用离子交换树脂是大孔强型树脂,工作交换容量小,所以制水量较小,酸、碱耗等能耗指标较高;且再生时对再生酸碱吸收不完全,没有充分利用再生液就排放了,造成浪费而且环保废水排放费用高。因我厂再生废液需中和达标后方可直接向外排放。
 
  (2) 逆流再生固定床再生步骤多,需要空气顶压,再生效果不稳定,受人为因素影响较大。
 
  逆流再生固定床设备复杂,阀门多,全为手动控制,劳动强度大,操作工的主观随意性强,操作不标准化;床体中的中排管尼龙网套易破损,造成树脂跑损
 
  三 可行性分析
 
  为扩大原有除盐水系统处理量,同时解决原除盐水系统工艺和设备上的不足和技术落后,降低成本和能耗,通过调研及充分论证,本着工艺技术且自动化程度高的原则,决定采用国内运用成熟且技术先进的双室双层浮动床来增加除盐水处理量;采用PLC(Programmable Controller)对新增双室双层浮动床和整个再生系统进行控制。
 
  (一)双室双层浮动床的工作原理
 
  双室双层浮动床是20世纪90年代中期从国外引进的先进化学除盐水制备设备,具有负荷大、能耗低、操作简单等优点,因此在国内被迅速推广。它的主要结构如图2。上下两层装有单头水帽,中间装有双头水帽的间隔离层。
 
  它的主要特点是在罐体中装填大孔弱型和凝胶强型两种树脂,而间隔离层起到使树脂互不相混的作用。 前者工作交换容量大,并具有大孔树脂抗污染的能力。但只能吸附生水中强碱(或强酸)根离子,后者工作交换容量小,但对生水中弱碱(或弱酸)离子有较强的吸附能力。
 
  双室双层浮动床利用两种树脂的特点,制水时从下向上,大孔弱型树脂先吸附生水中强碱(或强酸)根离子,凝胶强型树脂再吸附生水中剩余的弱碱(或弱酸)离子,出水合格;再者弱型树脂的结合H+(或OH-)的能力强,所以再生时可用强型的再生废液再生就可取得很好的效果。再生时从上向下,凝胶强型树脂先吸附高浓度再生液中H+(或OH-),再生液没有吸附完的H+(或OH-),由大孔弱型树脂吸附。因此对再生液能充分利用,排出的再生废液酸(或碱)度低,减少了再生废液中和处理量。
 
  (二)性能比较
 
  双室双层浮动床运行和再生方式既可提高制水量,又可降低酸(或碱)耗。再生时由于是从上到下,不需要空气顶压,简化再生过程,比逆流再生固定床再生少6个步骤,在加较大程度上减少了人为因素影响。同时由于运行是从下向上,整体将树脂托起,树脂间空隙大,其流理可达288m3/h。
 
  比较而言,国内传统的逆流再生固定床,由于装填单一型号强型树脂,虽然能较好地吸附生水中的强酸碱离子,但工作交换容量小,而Φ3000固定床流量只能达176 m3/h。使得周期制水量小,能耗高。固定床的结构复杂,阀门多,中排管的尼龙网容易破损,既容易造成树脂跑损,又增加维修工作量。且再生时必须空气顶压,不易操作,易造成树脂乱层而使再生失败。
 
  (一)工艺方案
 
  在不改变原有系统的总体运行方式的情况下进行扩容改造。即采用原有的母管式制水系统,阴、阳床总制水能力要提高。采用在原有阴、阳床系统中各增加一台双室双层浮动力床。中间水箱、除碳器,制水母管采用原有设备。
 
  (二)实施、运行状况
 
  在考虑满足生产供水能力的情况下,根据原有厂房及场地的现状,我们采用阴、阳各一台Φ2双室双层浮动床运行的关键步骤是启动成床,如控制不好,会造成树脂乱层而影响制水量,受操作工操作水平影响较大,因此我们采用PLC系统来进行全运行和再生全过程程控。在阳床出口安装在线Na+浓度监测表,在阴床出口安装pH表和电导率表,PLC系统通过监测Na+浓度、PH值和电导率数据,控制运行状况和失效点。
 
  通过对再生系统的改造,加装气动隔膜阀、超声波液位计和酸、碱浓度计,通过PLC系统控制再生液流速、浓度和酸碱用量,并供固定床和浮动床共同使用,达到自动再生目的。
 
  对浮动床的操作控制分为两大步即“再生”和“运行”。
 
  该系统在应用中设计了四种运行模式:点操――人工控制每歩各个阀门开关;歩操――人为控制每歩的时间;半自动控制分为“运行”——从“成床”至“停运”;“再生”——从“预喷射”至“备用”;全自动从“成床”—“运行”—“静置”—“停运”—“预喷射”—“进再生液”—“置换”—“清洗”至再生完成达“备用”全过程。

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