標(biāo)題：

工業(yè)水處理中淺除鹽技術(shù)的應(yīng)用

可見(jiàn)全文

作者：

梁軼;

發(fā)布時(shí)間：

2001-4-1

出自：

《工業(yè)用水與廢水》2001年 第2期

關(guān)鍵字：

水處理；除鹽水；離子交換

摘 要：

    介紹了工業(yè)水處理淺除鹽新技術(shù)，運(yùn)用該技術(shù)可使鍋爐給水由軟化水提質(zhì)為淺除鹽水，減少排污降低生產(chǎn)費(fèi)用，提高蒸汽品質(zhì)。

簡(jiǎn)介：

梁軼
（山西焦化股份有限公司技術(shù)中心，山西 洪洞 041606）

　　摘　要：介紹了工業(yè)水處理淺除鹽新技術(shù)，運(yùn)用該技術(shù)可使鍋爐給水由軟化水提質(zhì)為淺除鹽水，減少排污降低生產(chǎn)費(fèi)用，提高蒸汽品質(zhì)。
　　關(guān)鍵詞：水處理；除鹽水；離子交換
　　中圖分類號(hào)：TU991.26⁺3
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455（2001）02-0016-02

　　山西焦化集團(tuán)有限公司是以煤為原料生產(chǎn)焦炭、尿素、硫鉸等多種化工產(chǎn)品的大型煤化工企業(yè)。其配套的工業(yè)水處理站采用氫、鈉離子串聯(lián)、二級(jí)鈉離子處理的軟化系統(tǒng)，擔(dān)負(fù)著鍋爐給水處理、化工廢熱鍋爐給水處理的任務(wù)。
　　在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，一些工藝缺陷逐步暴露出來(lái)，影響生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、連續(xù)。突出表現(xiàn)在鍋爐爐水水質(zhì)差、排污量大、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差；外供蒸汽品質(zhì)較差，造成化肥系統(tǒng)觸媒結(jié)塊?；钚越档?，管道堵塞和腐蝕。

1 淺除鹽技術(shù)的應(yīng)用

1.1 改造前的水處理（軟化）工藝流程圖（見(jiàn)圖1）

　　工業(yè)水經(jīng)氫離子交換器和1、2級(jí)鈉離子交換器處理后，軟化水的硬度≤10mol／L。軟化水進(jìn)入鍋爐汽包后，經(jīng)蒸發(fā)濃縮使鍋爐爐水的堿度增高，增加了金屬苛性脆化的可能性，需增大排污量；另外水中的Ca²⁺、Mg²⁺等金屬離子由Na+取代，軟水中的陽(yáng)離子主要是Na⁺，而陰離子如SOJ^2-、Cl^-等未處理，使處理水中的固形物比原水有所增加，總含鹽量有所增加。因而在蒸汽中溶解度較大的NaCl、Na₂SO₄就成為蒸汽溶解攜帶的主要物質(zhì)。攜帶量隨壓力的提高而增大，形成了蒸汽污染，導(dǎo)致蒸汽用戶化肥系統(tǒng) 觸媒結(jié)塊、活性降低、管道堵塞和腐蝕^[1]。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，以原有的軟化水處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，進(jìn)行改造，采用淺除鹽水處理技術(shù)成功地解決了水質(zhì)差的問(wèn)題，使給水由軟化水提質(zhì)為淺除鹽水，滿足了工藝要求，并對(duì)系統(tǒng)再生排廢酸的問(wèn)題進(jìn)行完善；使給水成本大幅度降低。
1.2 改造后的淺除鹽水處理系統(tǒng)
　　淺除鹽水處理技術(shù)就是根據(jù)工藝要求，不完全地處理水中鹽類物質(zhì)的一種技術(shù)，具體地說(shuō)就是對(duì)水質(zhì)影響不大的SiO₃^2-不作處理。這種技術(shù)特別適用于工業(yè)鍋爐的水處理（工業(yè)鍋爐的給水一般只作軟化處理），與常規(guī)的軟化處理相比工藝系統(tǒng)相近，但運(yùn)行費(fèi)用可大幅度降低，在有氨源的企業(yè)特別適合。改造方法：一是將原有1、2級(jí)鈉離子交換器改造成為弱堿陰離子交換器，使工業(yè)水中的SO₄²-、Cl^-等陰離子置換為OH-離子；二是增設(shè)前置陽(yáng)離子交換器，以吸收陽(yáng)床的剩余再生廢酸，降低再生用酸比耗，消除廢酸排放，滿足環(huán)保要求。圖2給出了改造后淺除鹽系統(tǒng)工藝流程圖。

1.2.1 淺除鹽的原理[2]
　　淺除鹽的基本的化學(xué)反應(yīng)式如下：
　　在前置陽(yáng)床中
　　
　　在陽(yáng)床中
　　
　　在弱堿陽(yáng)離子交換器中
　　2R(-NH₃OH) + SO₄^2- → R(-NH₃)₂SO₄ + 2OH^-
　　經(jīng)過(guò)上述系統(tǒng)有效處理，水中的陽(yáng)離子、陰離子（硅酸鹽離子除外）均得到有效處理，出水的硬度SSμmol/L、電導(dǎo)率≤15μs／cm。
1.2.2 改造說(shuō)明
　　原水水質(zhì)：永硬2.7mmol／L，暫硬4.0mol／L 總硬6.7mmol/L，堿度4.0mmol/L 說(shuō)明：陽(yáng)床酸比耗2.5，實(shí)際耗酸僅40％，所以田床實(shí)際噸水耗酸0.16kg。前置陽(yáng)床耗酸497kg，但陽(yáng)床再生酸比耗2.5，過(guò)剩93%的硫酸約397kg，經(jīng)前置陽(yáng)床再次吸收利用，前置陽(yáng)床另外耗酸497-397＝100kg。
　　噸除鹽水耗酸：497÷（33×144÷2）＝0.21kg
　?、賹⒃邢到y(tǒng)的1級(jí)鈉離子交換器，經(jīng)防腐處理后改造成陰床，內(nèi)裝大孔型特種弱堿樹(shù)脂，四臺(tái)陰床，二開(kāi)二備。陰床再生用合成氨分廠的廢鉸液作再生劑，其氨濃度應(yīng)保持在1％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右。
　　②脫碳器后置。按常規(guī)設(shè)計(jì)，脫碳器應(yīng)在陰床前，但是陽(yáng)床前加了前置陽(yáng)床，而供水壓力僅0.2MPa，滿足不了工藝的要求，因而將脫碳器放在陰床后，其原有的中間水箱與除鹽水箱連通。
　　③陽(yáng)床不作改動(dòng)。
　　④增設(shè)前置床。將原有的三臺(tái)2級(jí)鈉床拆除，更新為三臺(tái)φ2000的陽(yáng)床，內(nèi)裝D113大孔型弱酸樹(shù)脂。
　?、蓐幋踩杂昧蛩嵩偕?。
　　原陽(yáng)床用2％的硫酸溶液再生，其再生酸比耗2.5，也就是說(shuō)，有60％的pH值在1-2之間的廢酸排放，造成很大浪費(fèi)；排出的廢酸雖經(jīng)中和池中的螢石處理，但仍達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)排水管道設(shè)施造成嚴(yán)重腐蝕，廢酸水滲漏。設(shè)置前置陽(yáng)床后，陽(yáng)床再生后的廢液經(jīng)前置床再生吸收利用，由于前置陽(yáng)床樹(shù)脂的特性，可以使排出的廢液接近中性，達(dá)到不排酸，既使陽(yáng)床再生用的硫酸溶液得到充分利用，又保證了前置陽(yáng)床的再生。既減少了耗酸量，又減輕了環(huán)境污染。
1.2.3 系統(tǒng)主要設(shè)備及工藝參數(shù)
　　根據(jù)企業(yè)蒸汽用量和除鹽水用量，總出力定為120t/h，選定的主要設(shè)備及技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2.4 改造前后水質(zhì)指標(biāo)比較見(jiàn)表2。

2　應(yīng)用淺除鹽技術(shù)改造后的經(jīng)濟(jì)性分析

2.1 改造費(fèi)用
　　改造分兩部分，一是把鈉軟器改為裝填特種陰樹(shù)脂的陰床，二是增設(shè)前置陽(yáng)床，包括配套的土建。安裝工程在內(nèi)，共投資167萬(wàn)元。
2.2 改造后的經(jīng)濟(jì)效益
　　①除鹽水成本降低。改造后拆除了1、2級(jí)鈉離子交換器，改為弱堿樹(shù)脂交換器，再生液采用化肥生產(chǎn)中的廢碳鉸液，不再消耗工業(yè)鹽。增設(shè)前置陽(yáng)床，使系統(tǒng)酸耗降低。因此每年可降低生產(chǎn)費(fèi)用44.2萬(wàn)元。
　?、阱仩t排污由4％降至2％，可節(jié)省除鹽水消耗計(jì)3.30萬(wàn)元。
　　③不再排廢酸再生液，避免排水管線腐蝕，減少維修費(fèi)用約6萬(wàn)元／a。
　?、懿辉儆梦炇幚韽U水，每年節(jié)約螢石50t，可節(jié)約費(fèi)用12.5萬(wàn)元。
　?、萦|媒的使用年限由3a延長(zhǎng)到4a以上，可節(jié)省費(fèi)用約6.4萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

　　此項(xiàng)目改造費(fèi)用167萬(wàn)元，改造后使鍋爐給水由軟化水提質(zhì)為淺除鹽水，再生用工業(yè)鹽由廢碳鉸液代替，而酸耗也有所降低，使生產(chǎn)成本大幅度降低，年經(jīng)濟(jì)效益72.4萬(wàn)元。有氨源的化肥生產(chǎn)企業(yè)均可采用此方法。

參考文獻(xiàn)：
　　[1] 楊鴻霄.用水廢水化學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.
　　[2] 王一平.淺除鹽技術(shù)的原理及應(yīng)用［M］.南京：江蘇教育出版社，1996.

　　作者簡(jiǎn)介： 梁軼（1975-），男，1997年畢業(yè)于青島化工學(xué)院，助理工程師，現(xiàn)在山西焦化股份有限公司從事科研開(kāi)發(fā)工作。
　　收稿日期：2000-11-07