基本介紹
混床是混合離子交換柱的簡稱,是針對離子交換技術所設計的設備。所謂混床,就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填于同一交換裝置中,對流體中的離子進行交換、脫除。由于陽樹脂的比重比陰樹脂大,所以在混床內(nèi)陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1:2,也有裝填比例為1:1.5的,可按不同樹脂酌情考慮選擇?;齑惨卜譃轶w內(nèi)同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運行及整個再生過程均在混床內(nèi)進行,再生時樹脂移
出設備以外,且陽、陰樹脂同時再生,因此所需附屬設備少,操作簡便。
混床處理工藝的設備包括混合離子交換器和體外再生設備。其中體外再生設備主要包括樹脂分離器、陰(陽)樹脂生器、樹脂貯存塔、混雜樹脂塔和酸堿再
生設備。國內(nèi)混床處理工藝主要特點體現(xiàn)在樹脂分離再生工藝上。樹脂的分離再生工藝有三種。
設備優(yōu)點
1、出水水質(zhì)優(yōu)良,出水pH值接近中性?!?
2、出水水質(zhì)穩(wěn)定,短時間運行條件變化(如進水水質(zhì)或組分、運行流
對混床出水水質(zhì)影響不大?!?
3、間斷運行對出水水質(zhì)的影響小,恢復到停運前水質(zhì)所需的時間比較短。
4、回收率達到*。
系統(tǒng)作用
混床主要用來降低水中的硬度,堿度和陰陽離子,使其成為軟化水或去離子水。
應用范圍
混床一般放置在電滲析器或反滲透裝置之后(或直接應用于含鹽量較低的水),對水進一步脫鹽可制取較高純水,廣泛使用在電子、化工、醫(yī)藥、原子能、電力等行業(yè)。
運行
本系統(tǒng)有兩種進水方式:軟化(軟化器處理水)進水和初脫鹽(反滲透處理水)進水,分別由各自的控制閥控制進水。
運行時,開初脫鹽進水控制閥、進水閥、產(chǎn)水閥,其他閥們均應關閉!
反洗
關閉進水閥、產(chǎn)水閥;打開反洗進水閥、反洗排放閥,以10m/h反洗15min。然后,關閉反洗進水閥、反洗排放閥。靜置,沉降5~10min。開排氣閥、中排閥,部分排水至樹脂層表面上10cm左右,關閉排氣閥、中排閥。
再生
開進水閥、加酸泵、進酸閥、中排閥,以5m/s、200L/h對陽樹脂進行再生,用反滲透產(chǎn)水對陰樹脂進行清洗,維持柱內(nèi)液面在樹脂層表面上10cm。對陽樹脂再生30min后,關進水閥、加酸泵、進酸閥,開反洗進水閥、加堿泵、進堿閥,以5m/s、200L/h對陰樹脂進行再生,用反滲透產(chǎn)水對陽樹脂進行清洗,維持柱內(nèi)液面在樹脂層表面上10cm,再生30min。
置換、混脂、沖洗
關加堿泵、進堿閥,開進水閥,上下同時進水對樹脂進行置換、清洗。30min后,關進水閥、反洗進水閥、中排閥,開反洗排放閥、進氣閥、排氣閥,以壓力0.1~0.15MPa,氣量2~3m3/(m2·min),混合樹脂0.5~5min。關反洗排放閥、進氣閥,沉降1~2min。開進水閥、正洗排放閥,調(diào)節(jié)排氣閥,灌水至柱內(nèi)無空氣后,關排氣閥,對樹脂沖洗。當電導率達到要求時,開產(chǎn)水閥,關正洗排放閥,開始制水。
樹脂二次分離再生工藝
是將失效的混床樹脂輸送至樹脂分離器(陽樹脂再生器),完成水力分離后,將上層的陰離子交換樹脂移送 至陰樹脂再生器。陰陽樹脂分離面附近的混合樹脂輸送到混雜樹脂塔,然后分別再生陰陽樹脂。對于混雜樹脂塔內(nèi)的樹脂,下一次再生時將被送回到樹脂分離器(陽樹脂再生器)內(nèi)進行二次分離。在這里,樹脂分離器同時作為陽樹脂再生器。
錐體分離再生工藝
錐體分離再生工藝是將樹脂分離器底部作成一錐體。該設備同時作為陰樹脂再生器而不作為陽樹脂再生器。失效樹脂從混床輸送到樹脂分離器完成水力分層后,位于樹脂分離器下部的陽樹脂從錐體底部被輸送到陽樹脂再生器。由于樹脂分離器底部為一錐形體,樹脂分離界面的樹脂很少,從而減少中間混合樹脂的數(shù)量,提高分離效果。在輸送陽樹脂時,分離界面在自動控制時的自動檢測常采用光電法或電導法。所謂光電法即采用光電計檢測陰陽樹脂顏色的深淺;而電導法則采用測量陰陽樹脂輸送水的電導變化,當充入W2氣體的樹脂輸送水由陽樹脂變?yōu)殛帢渲瑫r,其電導將變小。利用兩種方式產(chǎn)生的信號變化來控制陰陽樹脂界限。
陰陽樹脂的單塔再生工藝
是將失效樹脂從混床輸送到樹脂分離器內(nèi),失效樹脂水力分層后,在分離器內(nèi)同時對陰陽樹脂進行再生。樹脂分離器同時作為樹脂再生器。該方式同補給水處理除鹽混床*相同。
再生前的準備:
1、檢查失效混床各閥門關緊。
2、再生水箱高水位,混床酸、堿計量箱液位高。
3、一級除鹽系統(tǒng)運行正常,壓縮空氣充足,并與值長準備用氣。
4、壓力表、流量表、溫度表等投入正常運行。
再生操作
1、反洗分層
開混床總進水閥,反洗排水閥,反洗進水閥,使樹脂到上窺視孔中心線,流量以不跑樹脂為準,洗至出水透明,陰陽樹脂可明顯分層時,緩慢關反洗進水閥、反洗排水閥,使樹脂*沉降,陰陽樹脂分層。當反洗分層不明顯時應停止反洗,通過堿噴射器進少量堿,當用酚釀指示劑滴入排水樣中有微紅
即可停止進堿。繼續(xù)反洗至能明顯分層。
2、放水項壓
開啟混床空氣門,上排閥進行放水,*排閥出水放盡(約樹脂層上10cm左右)關空氣門、上排閥。開啟進酸閥、中排閥,啟動再生水泵,開啟泵出口閥,酸混噴射器進水閥,調(diào)整流量為10t/h,進行頂壓。
混床陰樹脂
再生
開啟進堿門,開啟堿混噴射器進水門,調(diào)整流量到10t/h,開混床堿計量箱出堿門,噴射器吸堿門,調(diào)整吸堿門升度使堿液濃度為 2.0-2. 5%。迸 30 × 10-2質(zhì)量分數(shù)的工業(yè)堿 450Kg后,關閉吸堿門,堿計量箱出口閥。
沖洗
繼續(xù)用混床堿噴射器通水20min左右,當中排出水堿度小于0.5mmol/L時,方可進酸進行陽樹脂再生。
再生
開啟酸混計量箱出酸門,噴射器吸酸門,調(diào)整酸液濃度在20-30%,流量為10-12t/h進 30 × 10-2質(zhì)量分數(shù)的工業(yè)鹽酸 400Kg左右,關閉酸計量箱出酸門及吸酸門。
沖洗
繼續(xù)用酸噴射器通水20min左右,當中排出水酸度小于0·5mmol/L 小時,進行整體串洗。
開空氣門,開上排閥,*排閥出水將盡(樹脂層上10cm左右),關上排閥,開啟工藝用氣閥及混床進氣減壓閥(壓力在0.4-0.6MPa)進氣約5分鐘,若樹脂混合仍不充分,則再進氣2分鐘,甚至重復幾次。關工藝用氣閥及進氣減壓閥。i.混合后大正洗開混床進水閥,開空氣閥,等空氣管溢流后關空氣閥,開正洗排水閥,開始大正洗至出水含sio2<20微克/L,導電 度<0.2us/cm時,大正洗結束關正洗排水閥,進水閥作備用或投入運行。
離子交換是一種特殊的固體吸附過程,它是由離子交換劑的電解質(zhì)溶液中進行的。按照所交換離子的種類,離子交換劑可分為陽離子交換劑和陰離子交換劑兩大類。
離子交換混床為深度脫鹽設備,用于制造高純水,產(chǎn)水電阻率為10-18MΩ?CM(25C),二氧化硅含量(SIO2)≤0.02mg/L, 混床分為單、雙床、拋光床、雙床可一用一備;可串聯(lián)使用,以提高產(chǎn)水水質(zhì), 有效利用樹脂的交換容量;當生產(chǎn)用水量大時,可并聯(lián)使用,運行相當靈活、方便。出水電導率由高精度電阻率儀監(jiān)控。
離子交換過程:
陽樹脂反應 R-H+ + Na+ → R-Na+ + H+
陰樹脂反應 R-OH- + Cl- → R-Cl- + OH-
樹脂再生過程:
陽樹脂反應 R-Na+ + H+ → R-H+ + Na+
陰樹脂反應 R-Cl- + OH- → R-OH- + Cl-