阳床运行恶化的原因分析及对策

刘 娟

（兖矿国泰化工有限公司 山东 滕州 277527）

由于阳离子交换树脂在处理系统中的位置相对靠前，容易受到污染，一旦污染会对后续的离子交换树脂的制水过程产生不利的影响。 因此对被污染的树脂进行及时的诊断和有效的复苏对水处理系统的经济运行具有很重要的意义。

兖矿国泰化工有限公司（以下简称国泰公司）的化学水处理采用“预处理+反渗透+混床”工艺制备高纯度的脱盐水，水源为一次水[1]，工艺流程见图1。

图1 高纯度除盐水的制备工艺

阳床使用001×7 苯乙烯系强酸性阳树脂，树脂层高度为1500mm。2011 年3 月份以来，阳床运行出现水质恶化，周期[2]制水量由最高100000m3下降到30000m3左右，再生效果差，酸耗高，影响混床制水。 我们从多方面对阳床恶化的原因进行了分析，并采取了一系列处理措施。

1 原因分析

1.1 进水水质污染

阳床进水为蒸汽冷凝水， 分析回收冷凝液电导率为68.5us/cm， 硬度为0.6mmol/L，pH＜6.5，COD 含量为5－10mg/L，测出CO 含量最高达到900mg/L（指标要求：电导率＜10us/cm、pH 8.0－9.0、COD＜2mg/L）；经排查为甲醇车间蒸汽煮沸器换热设备E2008 存在泄漏， 酸性气介质泄漏到冷凝液中，造成冷凝液COD/CO 含量严重超标。 空分车间凝汽器存在泄漏，循环水泄漏到冷凝液中，造成冷凝液电导率、硬度等超标，冷凝液被污染。

1.2 进水温度影响

进水温度过高或过低都会影响树脂的机械强度和交换容量；温度过低，5℃以下树脂易冻结，机械强度降低，颗粒破碎，影响树脂的使用寿命，降低交换容量；温度过高引起树脂热分解， 影响交换容量和使用寿命； 一般的阳树脂可耐热100℃左右，测量冷凝液温度在30－50℃符合要求。

1.3 树脂的有机物污染

取阳床树脂001×7 进行有机物污染检验，方法如下：

在试管中分别加人受到污染的树脂，树脂的体积约为试管体积的三分之一，然后在试管中加入10%的食盐水到试管体积的五分之四左右，振荡试管5min，将盐水倾去，重复这一过程4 次，去除表面附着物，在将最后一次的盐水倾去后，再加入约五分之四试管体积的10%的食盐水，保持树脂和此食盐水不断接触振荡10min， 通过观察食盐水颜色的深浅来判断树脂受到有机物污染的程度。

结果表明，浸泡阳床树脂后的溶液颜色为棕色。 表明阳床树脂受到有机物污染程度已达到严重污染程度。

1.4 铁离子引起的污染

为确认树脂受铁离子污染的程度，采用了离子交换树脂中铁含量测定方法：见《火力发电厂处理用001×7 强酸性阳离子交换树脂报废标准》DL/T673－1999 中附录C： 离子交换树脂中铁含量的测定方法。 通过分析铁离子质量比来判断树脂受到铁污染的程度。 分析结果表明阳床001×7 型树脂中铁含量为45600ug/g（湿），铁离子质量比为4.56% ，严重受铁离子污染。

1.5 油脂类物质的污染

油类在树脂表面会形成一层膜，严重阻碍树脂的交换能力。 受到油类物质污染的树脂颜色变为棕色，严重时会变成黑色，而且这些污染物会造成树脂抱团的现象，造成“沟流”现象，使树脂提前失效。 油污染物附着到树脂上会增加树脂的浮力，在反洗时容易造成树脂的流失。

方法：取50g 树脂放入烧杯内，加入除盐水，震荡1min，未在水面上出现类似“彩虹”颜色的油膜，可以判断树脂未受油类物质的污染。

2 采取对策

针对以上原因，采取措施：（1）在冷凝液管道上增加一自动排气阀， 当含有CO 时可以直接在高位自动排放到回收系统，减少酸性气和CO 进入阳床。 （2）对甲醇蒸汽煮沸器和空分凝汽器进行检修，消除泄漏。 （3）对阳床前高效纤维过滤器滤料进行碱洗，恢复去污能力，拦截大颗粒固体杂质进入阳床。 （4）由于阳床树脂受严重有机物污染和铁离子污染，复苏后效果不明显，更换新树脂，选型为耐污染的D001 大孔型苯乙烯系阳离子交换树脂。 （5）加强运行管理和工艺指标的控制，增加分析项目和频次，调整反洗时间由15 分钟至30 分钟，确保阳床再生质量。

3 处理效果

图2 阳床月均周期制水量变化趋势

图3 阳床月酸耗变化趋势

措施实施后，阳床运行有很大的改善，周期制水量快速回升，酸耗明显下降。 由图2 可以看出阳床周期制水量有很大上升，处理后阳床月均周期制水在100000m3-120000m3，高于处理前阳床月均周期制水量， 甚至比初期还要高出20000 m3左右。由图3 可以看出处理后的酸单耗比处理前有明显下降，盐酸单耗由0.0299kg/t 下降到0.0068 kg/t。 充分证明了采取的一系列措施是有效的。

4 巩固措施

为保证化学水处理设备最佳运行状况， 制定了如下措施：

4.1 加强对回收冷凝液水质分析，增加COD、CO、铁含量分析项目，每天分析1 次。 建立水质台账和冷凝液换热器台账，统计分析发现问题及时解决。

4.2 定期对阳床树脂进行有机物、 铁离子等污染复苏工作，每半年检查清理表层树脂，并及时补充新树脂。

4.3 加强技术管理，严格控制工艺指标和质量指标。

5 效益分析

5.1 由于问题发现及时，措施有效，及时解决了阳床水质恶化问题。

5.2 降低了盐酸单耗，节约了盐酸用量、水耗、电耗。

5.3 阳床树脂更换后大大减少了再生操作， 降低了劳动强度，提高了人员、设备的安全系数，具有很好的综合效益。

6 结论

对国泰公司阳床运行恶化的原因进行了查找和分析，并采取了一系列的处理措施， 经过一段时间的设备运行检验，采取的措施是行之有效的，保证了化学水处理设备长周期安全稳定运行。 并取得了非常好的经济效益。

1）一次水：直接从地下开采的水。

2）周期：混床从再生合格到下一个失效再生为一个周期。

［1］周本省.工业水处理技术[M].北京:化学工业出版社,1997.

［2］郝景泰.工业锅炉水处理技术[M].北京:气象出版社,2004，4.