凝結(jié)水精處理混床氨化運行原理及應用

1、凝結(jié)水精處理混床氨化運行原理及應用 摘要：為提高混床運行周期、減少運行成本，國外大部分電廠大機組凝結(jié)水精處理混床都采用氨化運行，而國內(nèi)電廠由于設備選型、樹脂、酸堿再生劑選擇沒有達到氨化運行要求、運行人員沒有進行嚴格培訓，使得凝結(jié)水精處理混床多數(shù)采用氫型運行。 本文著重論述氨化混床運行原理及本廠實際應用。關(guān)鍵詞：原理 優(yōu)點 應用正文：1 氨化混床運行原理凝結(jié)水的pH值一般在9.09.4之間，水中絕大部分離子為NH4+，其NH4+是由給水、凝結(jié)水為調(diào)節(jié)鍋爐給水pH值而加入一定的氨形成。只有給水、爐水保持較高pH值，才不至于使熱力系統(tǒng)設備及管道腐蝕。凝結(jié)水精處理混床運行方式分為氫型運行(H+/OH-

2、)和氨化運行(NH4+OH-)。H+OH-型混床反應的產(chǎn)物為H2O，其反應式如下：RSO3H+RNOH+NaClRSO3Na+RNCl+H2O至于NH4+OH-型混床，離子交換反應產(chǎn)物為NH4OH，反應式如下：RSO3NH4+RNOH+NaClRSO3Na+RNCl+NH4OH因NH4OH的電離度比H2O大得多，因此逆反應傾向比較大，出水中容易發(fā)生Na+和Cl-漏過現(xiàn)象。氨化運行是陽樹脂在運行一段時間后，陽樹脂呈RSO3NH4形態(tài)，同時用來轉(zhuǎn)換水中陽離子，但轉(zhuǎn)換Na+能力明顯降低，水中NH4+又保留下來。氨化混床運行三個階段：推薦精選第一階段為H+OH-運行方式，混床投入運行后，吸收凝結(jié)水中的

3、陽、陰離子，出水質(zhì)量與氫型混床相同。運行時間根據(jù)進水pH值決定，一般為78d。有些電廠在氫運行時，運行周期達到11 d。第二階段為氨化階段。此階段指從氨穿透開始直至陽樹脂完全被氨化。在此階段，凈化混床出水中氨泄漏量逐漸上升，pH值、電導率也隨之上升，Na+泄漏也逐漸上升，但不超過1 gL。如果混合樹脂的分離及再生不好，殘留的Na+沒全部除去，這些殘留鈉將在此階段釋放出，而使凈化混床出水的鈉泄漏增大，甚至超出標準，本階段的運行時間長短與第一階段相似。第三階段為NH4+OH-運行方式。在這一階段中，樹脂處于與進水離子完全平衡狀態(tài)。在階段的呈鈉型陽樹脂的質(zhì)量分數(shù)初期可能出現(xiàn)一個漏Na+量稍高于1 g

4、L的小尖峰，以后又恢復并一直穩(wěn)定在0.5 gL左右。這個小尖峰是殘留的鈉型樹脂被完全氨化而置換出來的Na+所引起的，一般控制在小于5 gL，是凈化混床進入NH4+OH-方式運行的標志。此階段凈化混床出水含氨量與進水相同，pH值隨含氨量的不同而為9.39.5，電導率為66.5 Scm，運行時間為3040 d。2 氨化運行基本要求 2.1 陽、陰樹脂再生度混床內(nèi)的陽、陰樹脂再生度最低值需根據(jù)凝結(jié)水pH值確定，見表1。表1 氨化混床正常運行所要求的樹脂再生度推薦精選 2.2 提高陰、陽樹脂再生度的方法提高陰、陽樹脂分離率，使得陰陽樹脂不會在再生時出現(xiàn)交叉污染。首先應選擇質(zhì)量、性能優(yōu)良的樹脂

5、，選擇均粒樹脂，要求陽、陰樹脂均一系數(shù)不大于1.1；樹脂要求強度高，耐沖擊，樹脂不易破碎，強滲磨圓球率不小于90；陰、陽樹脂有效粒徑之差的絕對值小于0.1mm；樹脂粒徑、工交符合國家驗收標準。要保證樹脂輸送徹底(即失效樹脂和再生好樹脂輸送完全)。樹脂輸送管道在設計時最好采用雙管，使得樹脂送出、送入完全分開，且樹脂輸送管不宜過長，不允許有死角，采用彎曲半徑大的彎頭，樹脂輸送管還應設計反沖洗水。陰、陽樹脂分離要徹底，再生前陽、陰樹脂分離率要保證為陰中陽小于0，15，陽中陰小于3。近年來國內(nèi)凝結(jié)水精處理大多采用先進的分離技術(shù)，如英國KENNICOTT公司錐斗分離法(ConesepS)和美國USFIL

6、TER公司高塔分離法(FullSep)。樹脂再生所用的酸、堿必須達到一定的純度3，才能保證樹脂達到一定的再生度，凝結(jié)水精處理的再生劑質(zhì)量要求見表2。表2 氨化運行再生藥劑的質(zhì)量要求3混床氨化運行注意事項3.1 確定氨化混床的適用范圍實踐證明氨化混床可以適應機組短期停運后啟動的水質(zhì)工況，但在凝汽器泄漏及機組長期停運啟動時，應將氨化混床撤出運行系列，投入備用的氫型混床。3.2 運行轉(zhuǎn)型過程中的水質(zhì)控制推薦精選運行氨化床以H+OH-型方式投運，利用凝結(jié)水中的氨在運行過程中進行轉(zhuǎn)型。運行氨化床在轉(zhuǎn)型過程中，當入口水質(zhì)超過允許值時(如Na+含量過高)，轉(zhuǎn)型后的鹽型樹脂量(如RNa型)將超過氨化混床的允許

7、值，從而也可導致氨化混床的失效。轉(zhuǎn)型階段，混床入口水含Na+量的極限允許值可按下式計算：(Na+)r=5.882×10(6-pH)×KNH4Na·(Na+)q·(NH3)r式中：(Na+)r轉(zhuǎn)型階段氨化混床入口水Na+的質(zhì)量濃度允許值，lgL；(Na+)q氨化混床出水Na+的質(zhì)量濃度控制值，lgL；(NH3)r氨化混床入口水NH3的質(zhì)量濃度，gL；KNH4Na選擇分數(shù)；pH氨化混床運行pH值；RNaRNH4一定出水水質(zhì)條件下，氨化混床要求陽樹脂型態(tài)的比值。表31是按上式計算的，不同出水控制值下，氨化混床轉(zhuǎn)型期間入口水Na+含量的極限值。表3 氨化混床轉(zhuǎn)型

8、期間入口水Na+含量的極限值4 氨化混床運行優(yōu)點混床運行周期長，再生次數(shù)少，運行人員勞動強度降低。酸堿耗少，具有明顯的經(jīng)濟效益。避免氨被混床去除造成的浪費。5 氨化混床運行缺點 5.1 由于混床長時間的運行，使得樹脂比較臟，增加了樹脂清洗力度。5.2 對進水水質(zhì)波動的適應性差、樹脂置換鈉離子的能力顯著降低、除硅能力差。推薦精選6 實際應用元寶山發(fā)電廠三期600MW機組凝結(jié)水處理采用管式過濾器+混床單處理方式，采用氫型混床時運行時間只有7-8天，不但浪費酸堿，還大大增加了人員，增加了體外再生的次數(shù)，后改用氨化運行后，運行時間大大增長，節(jié)約了酸堿消耗。具體措施如下：6.1 陰陽樹脂分層 我廠體外再生陰陽樹脂分離在分離塔內(nèi)進行，傳陰脂時留下一部分陰脂（約5-10cm）不傳出,傳陽脂時同樣留下大部分的陽樹脂，這樣就避免了陽中有陰、陰中有陽現(xiàn)象的發(fā)生，避免了交叉污染。大大提高了陰陽樹脂的分離慮。6.2 采用高純度的再生液，盡量采用高純度的再生液，可以盡量避免再生液所含雜質(zhì)對陰陽樹脂的污染。6.3 對運行值班員進行培訓，使每個人都能夠熟練的掌握凝結(jié)水