硫酸再生陽離子交換樹脂的應用

1、硫酸再生陽離子交換樹脂的應用摘要：介紹了鹽酸、硫酸再生陽離子交換樹脂在操作上的不同，酸消耗量的計算，廢水排放量的計算以及消費本錢的比擬。關鍵詞：離子交換樹脂硫酸再生酸消耗量廢水排放離子交換樹脂是用于軟化水的交換劑，在使用一段時間后，吸附的雜質(zhì)接近飽和狀態(tài)，就要進展再生處理，使之恢復原來的組成和性能。目前，國內(nèi)樹脂的再生常用化學藥劑酸堿法：使失效的樹脂恢復交換才能，酸的使用通常采用Hl或H2S4，堿的使用一般采用NaH。目前，我公司脫鹽水的裝備才能有：403/h固定床三個系列，1203/h雙室浮動床兩個系列，工藝流程是：原水陽離子交換器除碳器中間水箱陰離子交換器脫鹽水箱。在消費中，采用酸堿法再生

2、離子交換樹脂，陽離子交換樹脂的再生原來一直采用HL，但再生過程產(chǎn)生的大量含L-廢液難以處理，為解決廢水的排放問題，將再生劑改為H2S4。下面就H2S4再生和HL再生進展比擬：1、操作方法不同1.1H2S4再生相對于HL再生來說要復雜一些：HL再生采用的是一步再生法，即進展預噴射后，將再生酸濃度一次性調(diào)節(jié)到指標范圍內(nèi)(一般控制34%)，再生液流速5/h，以穩(wěn)定的濃度、流速將需要消耗的再生劑量消耗完，開場后面的置換、清洗步驟；1.2H2S4再生采用的是兩步再生法，即進展預噴射后，將再生酸濃度調(diào)節(jié)到0.71.5，再生液流速710/h，第一步再生消耗再生劑總量的60%；第二步再生在第一步再生濃度的根底

3、上，將再生液濃度直接調(diào)節(jié)到1.53.0%，再生液流速57/h，第二步再生消耗再生劑總量的40%，當需要消耗的再生劑量全部消耗完時，開場后面的置換、清洗步驟。2、再生劑消耗量不同采用HL再生和采用H2S4再生消耗的酸量不同，消費本錢不同。我公司固定離子交換器采用的是001*7的強酸性樹脂，雙室浮動離子交換器采用的是001*7的強酸性樹脂和D113-III的大孔弱酸性樹脂，樹脂在不同的交換器和使用不同再生劑時，工作交換容量不一樣。我公司離子交換設備樹脂裝載量及樹脂的參數(shù)如表(一)所示：表(一)樹脂型號0017D113-III備注固定床裝載量(3)4.0*雙室浮動床裝置量(3)7.852.82樹脂工

4、作交換容量(l/3)10002300HL再生樹脂工作交換容量(l/3)650*H2S4再生固定床樹脂工作交換容量(l/3)9001600H2S4再生雙室浮動床再生劑消耗量按下式計算：G=V1EGNn/1000公斤(1)式中：V11臺交換器中裝載樹脂的體積，3；EG樹脂的交換容量，克當量/米3；N再生劑當量(或每1克當量再生劑所相當?shù)目藬?shù)，克/克當量；)n再生劑實際用量為理論量的倍數(shù)，又稱再生劑倍率。實際消耗再生劑量為：GG=G/100公斤(2)式中：工業(yè)產(chǎn)品中再生劑的含量，以百分率表示，%。再生劑的當量為：H2S4=49，HL36.5；HL再生固定離子交換器的再生劑倍率取1.5，再生雙室浮動床

5、的再生劑倍率取1.3；H2S4再生固定離子交換器的再生劑倍率取1.6，再生雙室浮動床的再生劑倍率取1.2，根據(jù)式(1)和式(2)計算可得酸消耗量如表(二)所示：表(二)固定離子交換器雙室浮動離子交換器消耗HL量(kg)消耗H2S4量(kg)消耗HL量(kg)消耗H2S4量(kg)219(100%)203.84(100%)680.24(100%)680.72(100%)730(30%)208(98%)2267.48(30%)694.62(98%)從表中數(shù)據(jù)可以看出，固定床系列H2S4再生酸消耗量較HL再生低，本錢下降1.813元/次，雙室浮動床系列H2S4再生消耗酸量與HL相當，消費本錢上升6.

6、28元/次。(我公司消費的HL為335.00元/噸，H2S4為344.00元/噸。)HL再生和H2S4再生陽離子交換樹脂，運行情況比擬如下：表(三)硬度(l/l)脫鹽水電導率(s/)PH值周期制水量(3)備注固定床系列0.023.578640HL再生陽床浮動床系列0.013.1782900固定床系列0.0233.1778644H2S4再生陽床浮動床系列0013.2783000從表中數(shù)據(jù)可以看出，H2S4再生和HL再生相比，裝置周期制水量和出水指標根本一致。3、廢液排放量和處理廢液本錢不同離子交換樹脂運行一個周期后再生時排出的酸、堿性廢液量，在處理一般水質(zhì)的原水時，約占除鹽系統(tǒng)出力的510%，對

7、于陽離子交換樹脂而言，采用HL和采用H2S4再生由于在操作控制上有區(qū)別，產(chǎn)生的廢液量不同，使消費本錢不同。3.1我公司的脫鹽水裝置再生操作參數(shù)如表(四)所示：表(四)固定床浮動床陽床陰床陽床陰床HL再生H2S4再生NaH再生HL再生H2S4再生NaH再生小反洗流量3/h303030*小反洗時間(in)202020*預噴射流量(3/h)101410162216預噴射時間(in)555555進再生液濃度(%)30.81.530.82.522進再生液流量(3/h)1014101622161016進再生液時間(in)45654285140823055置換流量(3/h)101010161616置換時間(

8、in)303030303030清洗流量(3/h)3030303535353.2廢液排放量計算3.2.1酸性廢液排放量Q1，一般只考慮中和前陽離子樹脂交換器酸性廢水排放量，陰離子樹脂交換器少量酸性廢水的排放量忽略不計，按下式計算：Q1=V1+V2+V3+V4+V53/周期(3)式中：V1反洗(或逆流再生的小反洗)水量，3；V2進交換器稀再生液的體積，3；V3置換水量，3；V4正洗水量,3；V5逆流再生時頂壓前的放水量3;根據(jù)式(3)計算，可得酸性廢水排放量如表(五)所示：3.2.2堿性廢水排放量Q2計算一般只考慮中和前陰離子樹脂交換器堿性廢水的排放量。Q2=V2+V3+V43/周期(4)式中各符

9、號含義同前。根據(jù)式(4)計算，可得堿性廢水排放量見表(六)所示：3.2.3自行中和時剩余酸量的計算水處理站內(nèi)酸堿自行中和后，剩余的酸量G4按下式計算：廢酸液中能被廢堿液中和局部的酸量G3=G2*N1/40kg/周期(5)剩余酸量G4=G1-G3kg/周期(6)式中：G2陰離子交換器再生時消耗的NaH量，kg；N1再生用酸的摩爾質(zhì)量；G1陽離子再生時消耗的酸量，kg；根據(jù)式(1)計算可得固定陰離子交換器再生消耗100%NaH為102.94kg，雙室浮動陰離子交換器再生消耗100%NaH為546.36kg；根據(jù)式(5)、(6)計算，可得離子交換器再生廢液經(jīng)過自行中和后，剩余的酸量、中和剩余酸需10

10、0%的NaH量見下表所示：固定床浮動床HL再生H2S4再生HL再生H2S4再生G3(kg/周期)93.93126.10498.55669.29G4(kg/周期)125.0777.74181.6911.44剩余酸量消耗100%的NaH137.0631.73199.114.67從表中數(shù)據(jù)可以看出，中和廢水本錢方面，H2S4再生較HL再生本錢有所下降，其中固定床系列本錢降低163.26元/周期，浮動床系列本錢降低301.388元/周期。4、結(jié)論4.1H2S4再生陽離子交換樹脂效果與HL再生效果相當，但H2S4再生操作較HL再生復雜，并且由于再生時濃度控制得低，再生耗時較HL再生長，廢水排放量較HL再生高；4.2H2S4再生陽離子交換樹脂酸消耗本錢比HL再生稍高，但H2S4再消費生的廢水，中和處理本錢較HL再消費生的廢水中和處理本錢低得多，使脫鹽水裝置總消費本錢降低，并且廢水中S42-離子