混床树脂的分离及体外再生

凝结水混床常采用体外再生方式，体外再生系统有三个主要功能：一是分离阴、阳树脂，二是空气擦洗树脂除去金属腐蚀产物，三是对失效树脂进行再生和清洗。

体外再生系统中包括下述子系统：

（1） 用于树脂分离、再生、贮存的系统；

（2） 用于酸碱贮存、计量、投加的酸、碱系统；

（3） 用于树脂反洗、清洗、输送及稀释再生剂的自用水系统；

（4） 用于擦洗树脂、混合树脂的压缩空气系统。

本章首先介绍混床树脂的分离，然后详细介绍我厂混床体外再生的有关内容。

一、混床树脂的分离

提高混床树脂再生度的前提就是再生前将阴、阳树脂*分离，这是混床能否在运行由H/OH型转为NH4/OH型运行的关键。下面简要介绍目前较为常见的几种树脂分离技术。

1. 中间抽出法

当失效的混合树脂在分离塔（兼作阳再生塔）中反洗分层后，在阳阴树脂的分界面处会有一层混脂层，将混脂层上部的阴树脂送出至阴再生塔后，再将中间的混脂层（约占混床树脂总体积的15-20%）从分离塔中抽出，送入混脂塔内，在下一次的再生中参与树脂的分离，阳树脂留在分离塔中进行再生。

2. 二次分离法

混床失效树脂在阳再生塔反洗再生分层后，将上部的混脂和阴树脂层一起送入阴再生塔中。当阴再生塔进碱再生后，混杂在阴树脂层中的阳树脂会转变为钠型，从而使阳树脂与阴树脂的密度差增大，可在阴再生塔中进行一次反洗分离。

3. 锥形分离法

混床失效树脂在锥形分离塔（兼作阳再生塔）内反洗分层后，从锥形分离塔底部送出阳树脂，在树脂输送的过程中利用树脂输送管上的检测仪器来检测阴树脂的界面，当阳树脂输送完毕后，再将混树脂送入混脂罐，待下次再参与树脂的分离。阴树脂留在分离塔中进行再生。由于树脂分离塔的底部为一锥形体，树脂分离界面处的树脂很少，从而减少了中间混合树脂的数量，提高了阳、阴树脂的分离效果。

4. *分离法

*分离法又称高塔分离法（Fullsep），是美国 U.S.F集团推出的一种树脂分离方法。该塔的特点是塔的下部为一个直径较小的长筒体，上部为直径扩大的锥体，其的结构符合阳、阴树脂分离的水力学要求，从而保证了在失效树脂的分离过程中阳树脂层可充分膨胀，而阴树脂也不会从分离塔的上部被冲出，这样可以使阳、阴树脂得到*的分离。我厂凝结水混床体外再生系统中采用的就是这种分离工艺。

二、混床的体外再生

1.系统

我厂本期二台机组的四台混床共用一套体外再生系统，如图4-1所示。该系统为三塔式系统，由树脂分离塔（SPT）、阴树脂再生塔（ART）、阳树脂再生/混合/贮存塔（CRT），以及罗茨风机组组成，为低压系统。在与混床有的管路上安装了安全阀门，以防止中压系统的压力进入再生系统。

2.设备简介

   （1）树脂分离塔。分离塔的作用是：空气擦洗树脂除去腐蚀产物；水反洗使阴、阳树脂分离；暂时贮存未*分开的“界面树脂”，以待下次分离。

分离塔采用碳钢制，橡胶衬里。其结构特点在于上大下小，下部是一个细长的筒体，直径1300mm，高4464mm,上部是一个直径逐渐扩大的倒锥体，直径大处为2100 mm，设备总高度为8611 mm。塔体上设有失效树脂进口和阴、阳树脂出口，以及进水口和排水口（兼作反洗进水和进压缩空气）。塔体上还设有上入孔、侧入孔，沿塔高共设有7个视孔，用于观察塔内树脂状态。体内有布水装置和孔板水帽式排水装置，设计压力为0.69MPa。分离塔结构如图4-2所示

分离塔的特殊结构能起到以下作用：

①反洗时水流呈均匀的柱状流动

②塔内没有会引起搅动和影响树脂分离的中间集管装置，所以反洗、沉降及输送树脂时能将内部搅动减到小

③将分离塔的断面减小，使高度和直径的比例更加合理，减少了树脂混脂区的容积。

④上部倒锥体提供了阳树脂充分膨胀，而阴树脂又不被冲走的空间；下部的细长筒体使阴阳树脂界面处有近1米高的隔离树脂层保留在分离塔中，从而保证了阴阳树脂的*分离，分离后阴、阳树脂的混脂率都在0.1%以下。

⑵阴树脂再生塔。阴树脂再生塔的作用是对阴树脂进行空气擦洗及再生。该塔为碳钢制作，橡胶衬里的圆筒形结构。阴再生塔直径1200 mm，高度4809 mm。塔体设上入孔、侧入孔各一个，沿塔高1303 mm、2283 mm、3841 mm三处设有视孔，进碱装置为母管支管型式。

⑶阳树脂再生/混合/贮存塔。该塔的作用是：

①对阳树脂进行空气擦洗及再生

②阴阳树脂在此塔内进行混合

③贮存已混合好的备用树脂

阳树脂再生/混合/贮存塔直径1500 mm，高度为4859 mm，在2514 mm、3385 mm、4018 mm处设有视孔、进酸装置为母管支管型式。

阴再生塔及阳再生塔的集水装置都采用了双盘碟型装置，过滤盘上固定着数量不等的双流速水帽。碟形的塔底结构有利于底部树脂的流动，而过滤盘上安装的双流水帽可贴近过滤盘基础座处射出的高流速反洗水，因而可*搅动塔底的述职。此外，双盘碟形集水装置无水流死角，塔内不会隐藏再生液。

3.工作过程 

（1）分离树脂。失效混床中的树脂送到分离塔后，行一次空气擦洗，使较重的腐蚀产物从混床中分离出来，出水至上而下冲洗除去。再用水反洗，使阴、阳树脂分离。

待树脂分离沉降后，上部的是被分离的阴树脂，通过位于分离塔侧壁上的喷嘴被输送到阴树脂再生塔。下部的阳树脂用水力通过位于分离塔底部的出脂管被送到阳树脂再生塔，阳树脂的送出量是由位于分离塔侧壁上适当位置的讯号来控制的。中部为未能完成分离的“界面树脂”留在分离塔中，参与下次分离。界面树脂区内树脂的比例为阴树脂约25%，阳树脂约75%。

   （2）空气擦洗。进行空气擦洗以去除树脂层中的金属腐蚀产物，这一过程主要是在再生塔中进行的。

从分离塔分别送出已分离的失效树脂至阴、阳树脂再生塔后，在每个塔中注水至树脂层高度，然后由再生塔下部通入低压空气对树脂进行擦洗，使杂质从树脂表面分离。在空气擦洗的同时，从再生塔底部的集水装置进水，使塔内水位上升，并使树脂膨胀至50%处，此时关闭塔顶的排气阀。从而在塔内形成一个圆顶帽形空气室。然后停止进空气和水，同时开启上部再生液分配装置排水阀及底部集水装置排水阀，使带有杂质的水从上、下两处急流排出。一般较大颗粒的杂质从塔底部排出，而细小的杂质从上部再生液分配装置排出。由于再生液分配装置及集水装置的缝隙恰比树脂颗粒略小，因此能在冲洗时防止树脂流失。

冲洗结束后，开排气阀使塔内压力降低，进水使水位回升至树脂层高度处，再生重复下一次擦洗及冲洗，直到树脂被擦洗干净。

（3）树脂的再生。树脂擦洗干净后，接着分别对阴树脂再生塔和阳树脂再生塔中的树脂进行再生、清洗，之后将阴树脂送入阳树脂再生/混合/贮存塔，用压缩空气混合后备用。

4.操作步骤

凝结水体外再生操作比补给水混床复杂，这里从失效混床树脂送入树脂分离塔之后开始，叙述再生操作的原则性步骤。

（1）分离塔中失效树脂的擦洗、分离及送出。

① 分离塔的水排至树脂层以上约100mm处，启动罗茨风机对树脂进行空气擦洗10min，并用水自上而下淋洗树脂层5min。

② 树脂分离塔的顶部通入空气进行顶压排水，使水位降至树脂层一定的高度。

③启动反冲洗水泵，由下而上对分离塔中树脂进行反洗。反洗初期，采用50m/h(超过了两种树脂的临界沉降速度)的高流速将整个树脂层快速提升到树脂分离塔上部的锥体部分。调整阀门的开度，使反洗的流速先降至阳树脂的临界沉降速度以下，然后再降至阴树脂的临界沉降速度以下，使树脂沉降分层。

④ 分离塔中阴树脂由阴树脂出脂管送至阴再生塔，直到分离塔阴树脂出口底线界面以上树脂输送完。

⑤ 对分离塔内的树脂进行第二次分离后，下部的阳树脂由底部出脂管送至阳再生塔，直到树脂界面至液位开关处为止。混脂层留在分离塔中参加下次失效树脂的分离。

（2）阴再生塔中阴树脂的擦洗及再生

① 水至阴树脂层以上约100mm或中部排水阀不出水为止。

② 由阴再生塔下部交错进气、泄压对阴树脂进行擦洗至树脂清洗干净。

③ 由阴再生塔上部进压缩空气吹洗器壁。

④ 阴再生塔进水至液位信号显示，接着进稀碱液----置换----清洗。

⑤ 后清洗至阴再生塔出水电导率不大于10uS/cm。

（3）阳再生塔中阳树脂的擦洗和再生。与阴再生塔中阴树脂的擦洗及再生步骤相同。

（4）阴树脂输送至阳再生塔及阴阳树脂的混合、贮存

①将阴再生塔内的阴树脂水力输送到阳再生塔，由视孔检查证实阴树脂已*输送完为止。

②冲洗树脂输送管道。

③阳再生塔重力排水至树脂层以上约100mm处或中部排水阀不出水为止。

④阳再生塔下部进压缩空气，进行阴阳树脂混合。

⑤阳再生塔进水对混合树脂进行终漂洗至出水电导率不大于0.2uS/cm漂洗结束。

当漂洗出水的电导率大于0.2uS/cm时需将树脂从阳再生塔送回分离塔，重新进行分离、擦洗和再生操作。

四、凝结水处理系统

    凝结水处理系统，基本上由前置过滤器和混床串联组成，其中主要是混床。

    前置过滤器如果采用纤维素覆盖过滤器，它的作用是除掉水中的铁、铜氧化物，保证混床能够有效运行。

    混床的作用是除去凝结水中的盐类，当系统中不设前置过滤器时，混床还有清除氧化铁等悬浮物的作用。

    为了截留混床出水中随水流出的破碎树脂，在混床后串联一个由管状滤网构成的树脂捕捉器，以免树脂随给水进入锅炉。表13-7列出四种凝结水处理设备的布置方式。