技术文章
Technical articles一、概述
混合离子交换器是用于初级纯水的进一步精制。一般设置于阴、阳离子交换器之后,也可设置在电渗析或反渗透后串联使用。出水水质可达到SiO2≤0.02 mg/L,导电度≤0.02µS/cm,处理后的高纯水可供高压钢炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。
二、工作原理
混合离子交换法,就是把阴、阳离子交换树脂放在同一个交换器中,将它们混合,所以可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳离子通过该交换器,则被树脂交换,而得到高纯度的水。
在混床中,由于阴、阳树脂是相互均匀的,所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行。或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。经H型交换所产生的H+和OH-都不能积累起来,基本上消除了反离子的影响,交换进行得比较*。
其反应式:
Na+ SO42- Na+ SO42-
RH+R´OH+ Ca2+ CL- →R Ca2+ + R´ CL- +H2O
Mg2+ CO32+ Mg2+ CO32+
HSiO3- HSiO3-
本混合床采用体内再生法。再生时利用两种树脂的比重不同,用反洗使阴、阳离子交换树脂*分离,阳树脂沉积在下,阴树脂浮在上面,然后阳树脂用盐酸(或硫酸)再生,阴树脂用烧碱再生。
三、技术数据表
设备名称 | 混合离子交换器 | ||
运行流速(m/h) | 40~60 | ||
反洗 | 流速(m/h) | 10 | |
时间 (min) | 15 | ||
再生 | 药剂 | HCL | NaOH |
耗量 (g/mol) | 100~150 | 200~250 | |
含量 (%) | 5 | 4 | |
流速(m/h) | 5 | 5 |
四、结构简述:
1.进水装置
在交换器上部设有进水装置,使水能均匀分布。
2.再生装置
在阴离子交换树脂上方设有进液母管,进液母管采用母支管形式,支管采用加强型T型绕丝管。阴离子交换树脂再生用碱液即由该进液母管送入。再生阳离子交换树脂用的酸液由底部排水装置进入,再生酸、碱废液均由中排口排出。
3.中排装置
中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上,用于排泄再生时酸、碱废液和冲洗液,型式为双母管式或支管母管式,支管采用加强型T型绕丝管。
4.排水装置
均采用多孔板上装设水帽,多孔板采用钢衬胶。
另外,在阴阳树脂分界面外、树脂表面处及大反洗膨胀高度处各设视镜一个,用以观察树脂表面及反洗树脂的情况。
筒体上部设树脂输入口,在筒体下部近多孔板处设树脂卸出口。树脂的输入和卸出均可采用水力输送。
五、运行及再生操作
程序控制表:
阀门名称
状态步骤 | 进 水 口 k1 | 出 水 口 k2 | 反 洗 进 水 口 k3 | 反 洗 排 水 口 k4 | 正 洗 排 水 口 k5 | 中 间 排 水 口 k6 | 压 缩 空 气 进 口 k7 | 进 酸 口 k8 | 进 碱 口 k9 | 排 气 口 k10 | 控制指标 | |
参考数据 | ||||||||||||
1 | 运 行 | ∨ | ∨ | - | - | - | - | - | - | - | - | 流速40~60m/h |
2 | 反洗分层 | - | - | ∨ | ∨ | - | - | - | - | - | - | 流速10 m/h、15min |
3 | 沉 降 | - | - | - | - | ∨ | - | - | - | - | ∨ | 5~10min |
4 | 强迫沉降 | ∨ | - | - | - | ∨ | - | - | - | - | - | |
5 | 预 喷 射 | - | - | - | - | - | ∨ | - | ∨ | ∨ | - | 1min |
6 | 再 生 | - | - | - | - | - | ∨ | - | ∨ | ∨ | - | 流速5 m/h |
7 | 置 换 | - | - | - | - | - | ∨ | - | ∨ | ∨ | - | 流速5 m/h |
8 | 清 洗 | ∨ | - | ∨ | - | - | ∨ | - | - | - | - | |
9 | 排 水 | - | - | - | - | ∨ | - | - | - | - | ∨ | 放水至树脂层表面上100mm左右处 |
10 | 混 合 | - | - | - | - | - | - | ∨ | - | - | ∨ | 压力0.1~0.12MPa, 气量2~3m3/(m2.min),0.5~1min |
11 | 灌 水 | ∨ | - | - | - | - | - | - | - | - | ∨ | |
12 | 正 洗 | ∨ | - | - | - | ∨ | - | - | - | - | - | 流速15~30 m/h |
l 表中“∨”表示阀门开启状态,“-” 表示阀门关闭状态。
l 表中所列各步骤的时间,应在调试时再确认。
1、运行操作
启动前检查:
(1)设备处于备用,各阀门处于关闭位置。
(2)流量表、压力表完好,考克开启。
(3)一级除盐水箱水位在1/2以上(或根据二级水位情况决定)。
启动与停止操作:
启动:
(1)除盐泵投入运行,开进水门k1,空气门k10,当空气门出水即关闭。
(2)开正洗排水门k5,冲洗至出水符合标准。
(3)关正洗排水门k5,开出水门k2,向二级水箱送水,并调整流量至需要值。
停止:
关出水门k2,进水门k1,停止除盐泵运行。
运行维护及监督:
(1)运行中每2小时取样化验SiO2,电导率一次,临近失效增加分析次数。
(2)运行中应检查各表计指示正常,一级水箱水位供应充足。
(3)检查树脂捕捉器内是否有树脂漏出。
(4)增减负荷应缓慢进行。
2、再生操作
再生前准备:
(1)按照规定日期或出水质量下降,即将碱,酸分别压入计量箱内。
(2)准备好再生所需药品、仪器、记录表单等。
再生操作:
按规定日期或出水质量下降,即进行再生,再生操作如下:
a.反洗分层:
关出水门k2,进水门k1,硅表取样门待塔内压力降为0时二次关闭出水门k2,开反洗进水门k3,反洗排水门k4,流量由小至大,待树脂层松动膨胀后,增加至30—40t/h树脂层上升至上窥视孔时,稳定流量同时观察下窥视孔树脂情况,分层一段时间,每隔2分钟,降低流量5 t/h,下窥视孔树脂界面明显时,关闭反洗进水门k3,关反洗排水门k4,停止除盐泵运行,反洗结束,分层效果不明显可重新分层。
b.静置放水:
待树脂沉降下来以后,开空气门k10,正洗排水门k5,将水放至上窥视孔中心线处,关闭正洗排水门k5,空气门k10。
c.阴树脂进碱:
除盐泵投运,开酸、碱计量箱出口门,开混床进碱门k9、进酸门k8,开碱喷射器进水门,酸喷射器进水门,流量全部调整在5—8t/h,开中间排水门k6,以中间排水门控制器内液位稳定在上窥视孔中心,开喷射器进碱门,进碱浓度2—3%,流速2—4m/h。
d.阴树脂置换:
进碱结束后,关喷射器进碱门,关碱计量箱出口门,继续进水,进行冲洗置换至出水碱度<0.5mmol/L。
e.阳树脂进酸:
开喷射器进酸门,进酸浓度2—3%,流速2—4米/时。
f.阳树脂置换:
进酸结束后,关喷射器进酸门,酸计量箱出口门,继续进水,进行冲洗置换至出水酸度≤0.5mmol/L关碱喷射器进水门,进碱门k9,酸喷射进水门,进酸门k8,中间排水门k6,置换结束。
g.阴、阳树脂串联正洗:
开进水门k1,当空气门k10出水后,关闭空气门k10,开正洗排水门k5,调整流量65t/h,冲洗至出水导电度<1.0 µS/cm(正洗排水门取样)关正洗排水门k5、进水门k1,停除盐泵运行。
h.放水:开空气门k10,正洗排水门k5,将水放至高出树脂层10公分处,关正洗排水门k5。
i.混合树脂:
空压机投运,开混床进气门k7,保持器内压力0.1—0.2MPa,时间10分钟左右,从窥视孔看到树脂混合均匀后,关进气门k7,停空压机运行。
j.混合后正洗:
除盐泵投入运行,开进水门k1,待空气门出水后即关闭。开正洗排水门k5调整流量65t/h,开硅表取样门取样合格,此时开出水门k2,关正洗排水门k5,设备投入运行,或停止运行列为备用。
维护及监督:
(1)进酸、碱及置换期间须控制器内水位稳定,不得忽高忽低。
(2)应经常检查中间排水,底部排水是否有跑树脂现象。
(3)如分层效果不明显,可进碱5—10升以增加阴、阳树脂比重差。
(4)当塔内快要满水时,应适当关小进水门,慢慢进水,以防设备受力而损坏。
(5)待树脂沉降放水时对出口一、二道门进行二次关闭。
六、安装要点
1、设备安装前根据发货清单清点设备、部件数量。检查设备是否在运输中损坏。并检查设备衬胶面有无损坏、擦伤。
2、设备就位后运行前检查内部中排装置、碱液分配装置、水帽有无松动,有无漏装的零部件。