水处理用离子交换树脂运行中存在的问题及预防措施

收稿日期

:

2008

-10

-

20

作者简介

:

桑俊珍

(

1963-

)

,

女

,

工程师

,

主要从事电厂化学专业技术工作。

水处理用离子交换树脂运行中存在的问题及预防措施

Problems

an

d

Precau

tionary

Measu

res

of

Ion

Exchan

ge

Resin

in

Water

Treatment

du

rin

g

Operation

桑俊珍

1

,

王晓攀

2

,

李

红

3

,

马东伟

1

,

(

1

.

河北省电力研究院

,

石家庄

050021

;

2

.

河北省*

,

石家庄

050051

;

3

.

西柏坡发电有限责任公司

,

石家庄

050400

)

摘要

:

介绍水处理用离

子交换

树脂的

种类

,

指出河

北省

南部

电网水处理用离子交换

树脂存在

树脂破

碎

、

有机物

污染

、

铁

污染

、

粒度不均

、

树脂板结等问题

,

详细分析出现这些

问题的

原因

,

并提出预防措施

。

关键词

:

水处理

;

离子交换树脂

;

树脂破碎

;

树脂板结

Abstract:

T

his

paper

intro

duces

the

species

of

ion

ex

change

resin

for

water

tr

eatment,

and

fig

ures

o

ut

the

pro

blems

that

are

resin

crash,

o

rg

anism

po

llution,

ion

po

llution,

g

ranular

ity

asy

mmetry

,

r

esin

har

den,

and

so

on,

analyzes

the

causes

and

advances

the

prev

ention

measur

es.

Key

words:

water

tr

eat

ment;

io

n

exchange

r

esin;

r

esin

crash;

resin

harden

中图分类号

:

T

M

621.

8

文献标志码

:

B

文章编号

:

1001

-

9898(

2009)

01

-0043

-

02

随着电力工业的发展

,

机组单机容量逐步向高

参数、

超临界、

大容量发展

,

机组性能的提高

,

也对电

厂除盐水水质提出了更高的要求

,

目前火电厂化学

除盐应用较多的是离子交换树脂

,

离子交换树脂的

好坏直接影响着水处理的出水

,

进而影响着热力系

统的水质和锅炉的安全经济运行。

1

离子交换树脂的种类

水处理选用的树脂种类与水处理的形

式相配

套

,

不同处理方式会选用不同的离子交换树脂。河

北省南部电网

(

简称

/

河北南网

0

)

选用的离子交换树

脂主要有

:

强酸阳离子交换树脂

001X7

、

001X7FC

、

001X7M

B;

强碱阴离子交换树脂

201X7

、

201X7FC

、

201X7M

B;

弱酸阳离子交换树脂

D113

、

D113FC;

弱

碱阴离子交换树脂

D301

、

D301FC;

大孔强酸阳离子

交换树脂

D001;

大孔强碱阴离子交换树脂

D201;

多

用于

高速

混

床

的国

外

进

口树

脂

Amberlite252H

、

Am

berlite900SO

4

、

Do

w

ex

650C

、

Dow

ex550A

。

2

离子交换树脂存在的问题

通过对河北南网各火电厂使用的离子交换树脂

进行检测分析

,

发现离子交换树脂存在以下问题。

2.

1

强酸阳离子交换树脂破碎

通过试验发现

,

运行中强酸阳离子交换树脂的

破碎问题比强碱阴离子交换树脂严重

,

引起阳离子

交换树脂破碎的原因主要有以下几个方面。

a.

新树脂的质量问题。强酸阳离子交换树脂

的相关标准只要求测定树脂的磨后圆球率

,

而不要

求测定离子交换树脂的渗磨率。强酸阳离子交换树

脂在投入运行前

,

要用酸、

碱进行处理

,

除去低聚物

和化学反应残留物

,

这样会引起水质劣化和树脂的

污染。在运行一段时间后

,

树脂受水中杂质的污染

也需要进行酸碱处理

,

因此树脂的渗磨率更符合树

脂的运行情况。在一些新树脂的验收过程中

,

同时

测定了强酸阳树脂的磨后圆球率和渗磨圆球率

,

在

强酸阳离子交换树脂磨后圆球率超过

98%

时

,

有的

强酸阳离子交换树脂的渗磨率只有

34%

~

50%

。

b.

水中加入的杀菌剂

,

造成阳离子交换树脂强

度降低。随着工业的发展

,

水污染越来越严重

,

细菌

繁殖对水质的影响也越来越严重

,

为了除去细菌

,

通

常在水中加入杀菌剂。由于次氯酸钠杀菌剂便宜且

应用方便

,

杀菌效果也比较好

,

因此一般选用次氯酸

钠进行杀菌

,

但是次氯酸钠杀菌剂在水中主要通过

分解放出的余氯起作用

,

余氯有很强的氧化性

,

对强

酸离子交换树脂有很强的破坏作用

,

会导致阳离子

交换树脂的碳链氧化断裂

,

氧化产物由树脂上脱落

下来

,

变为可溶性物质。这些可溶性物质中含有弱

酸基

,

当它随水流进入阴离子交换器时

,

首先被阴离

子交换树脂吸着

,

吸着不*时

,

就会残留在阴离子

#

43

#

V

ol.

28

No.

1

交换器的出水中。有的甚至会随补充水送到锅炉

,

在锅炉高温、

高压下树脂分解成有机酸

,

有机酸在水

冷壁管内的蒸发和浓缩

,

容易引起水冷壁管及汽轮

机叶片的酸性腐蚀。

c.

阳离子交换树脂再生用的酸中余氯含量高

,

引起阳离子交换树脂破碎。阳离子交换树脂失效后

所用的再生剂为副产品酸

,

有的副产品酸中余氯的

含量超标很多

,

经常使用该种酸

,

使树脂高分子碳链

发生变化

,

引起树脂的强度变低。在对某电厂阳离

子交换树脂污染原因进行分析时发现该厂阳离子交

换树脂的颜色已经变成了红色

,

用手轻轻一压

,

树脂

变成粉末

,

通过对各方面的原因进行分析

,

zui后对再

生剂进行了送检

,

经检验得知该厂用的盐酸中残余

氯的含量超过了标准值的

20

倍。

2.

2

高速混床中阴阳离子交换树脂粒度相差大

为保证凝结水处理混床的出水水质

,

通常要求

阴离子交换树脂粒度小

,

阳离子交换树脂粒度相对

较大

,

这样阴阳离子交换树脂能够*分离

,

可减少

树脂交叉污染。但树脂再生好后输送到混床

,

从混

床的工作原理看

,

在混床内阴阳离子交换树脂充分

混合

,

才能保证混床的出水水质。目前存在阴离子

交换树脂密度小

,

阳离子交换树脂密度大

,

而阴离子

交换树脂粒度小

,

阳树脂粒度大的问题

,

在用水力输

送到混床时

,

阴阳离子交换树脂会自然分开

,

阴离子

交换树脂在混床上部

,

阳离子交换树脂在混床下部

,

造成混床出水水质差

,

运行周期短的现象。

2.

3

水处理强碱阴离子交换树脂污染

通过对运行树脂进行试验

,

发现火电厂普遍存

在强碱阴离子交换树脂的有机物和铁离子污染。随

着地下水的逐渐减少

,

地表水和中水的利用成为必

然

,

但地表水和中水中有机物的成分和含量比地下

水多

,

因此进水中的各种大分子有机物是强碱阴离

子交换树脂的主要污染源。同时

,

在离子交换过程

中

,

由于阴床前系统防腐破裂或损坏

,

导致钢表面直

接和酸性水接触

,

产生大量铁离子

,

造成阴离子交换

树脂铁离子污染。另外强碱阴离子交换树脂也会受

上一级离子交换树脂氧化降结产物的污染。

2.

4

高速混床中阴离子交换树脂的强度差

高速混床阴离子交换树脂一般选用国外某种树

脂

,

该种树脂强度低

,

渗磨率一般在

75%

左右。由

于高速混床的树脂为体外再生

,

树脂的反复输送和

多次擦洗

,

致使树脂的破碎率较大

,

造成阴离子交换

树脂补充率高。另外

,

树脂破碎后

,

树脂粉末可能随

凝结水到锅炉

,

在高温高压下分解出有机分子

,

影响

锅炉水质。

2.

5

离子交换树脂板结

由于离子交换树脂长期运行

,

特别是采用反渗

透或氨性运行的高速

混床

,

运行

周期长达

30

天以

上

,

运行树脂长时间压实

,

导致板结

,

在反洗和再生

中容易出现再生不*和偏流现象。

3

预防离子交换树脂出现问题的措施

a.

对新离子交换树脂的验收应按照

DL/

T

519

-

2004

5

火力发电厂水处理用离子交换树脂验收标

准

6

进行

,

确保水处理用的离子交换树脂的渗磨率

\

60%

,

而不是磨后圆球率

\

90%

。用于高速混床的

离子交换树脂的渗磨率

\

90%

,

阴阳离子交换树脂

的粒度按凝结水处理混床用离子交换树脂的技术要

求筛选

,

在保证分离的基本前

提下

,

调

整树脂的粒

度

,

确保阴阳离子交换树脂的混合均匀。

b.

除去进水中的氧化物质。目前地表水中

,

为

了防止细菌的生长

,

大部分都加有杀菌剂

,

普遍采用

的杀菌剂为氯

,

氯有很强的氧化性

,

对强酸离子交换

树脂有较强的破坏作用

,

会导致树脂的强度降低

,

树

脂的工作交换容量减小

,

再生的酸耗明显增大

,

再生

用水量增加

,

因此在使用有氧化杀菌剂的水时

,

应增

加设备或者加药除去进水中的氧化物质。

c.

把好药品质量关。再生剂的质量差容易引

起树脂污染

,

因此对所用的再生药品要严格把关

,

对

每批买进的酸或碱除了化验浓度外

,

还需要化验酸

或碱中的杂质含量

,

药品中杂质的含量应符合国家

标准的要求

,

杜绝不合格产品的使用。

d.

减少进水中有机物和铁离子的含量。离子

交换除盐装置中的强碱性阴离子交换树脂的有机物

污染

,

主要来源是原水中的有机物。为了预防强碱

性阴离子交换树脂的有机物污染

,

应合理地采用混

凝、

澄清、

过滤、

活性炭吸附等各种水处理方法

,

尽量

减少强碱性阴离子交换器入口水中有机物的含量。

e.

离子交换树脂长期运行不失效时

,

也应该定

时对交换器进行反洗

,

保证离子交换树脂不板结。

4

结束语

离子交换树脂的质量是保证水处理设备出水水

质的关键

,

因此应从选型开始把好离子交换树脂的

质量关

,

严格按照树脂的标准验收。运行树脂应综

合考虑现场的各种情况

,

避免树脂遭到破坏

,

影响水

处理出水水质。