浮動(dòng)床運(yùn)行及設(shè)計(jì)中存在問題的分析和解決

閆志濤 丁衛(wèi)東

摘 要：中國(guó)平煤神馬集團(tuán)尼龍化工公司熱電廠化學(xué)水裝置脫鹽水制備為雙室雙層浮動(dòng)床工藝，經(jīng)十幾年的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)了幾點(diǎn)存在于設(shè)計(jì)和運(yùn)行中的問題，文章通過分析問題出現(xiàn)的原因，總結(jié)和提出了解決問題的方法，為以后該設(shè)備的順利運(yùn)行提供幫助。

關(guān)鍵詞：浮動(dòng)床；離子交換樹脂；水處理

中國(guó)平煤神馬集團(tuán)尼龍化工公司熱電廠化學(xué)水裝置脫鹽水設(shè)備為雙室雙層浮動(dòng)床工藝，原水為平頂市自來水公司送來的生活水，經(jīng)四臺(tái)2*200噸/小時(shí)的高效纖維過濾器將水中濁度降到2PPM以下，進(jìn)入雙室雙層浮動(dòng)陽床，再經(jīng)脫碳塔脫除水中的CO2，然后由中間水泵打入雙室雙層浮動(dòng)陰床（老陰床為單室單層），陰床出水即為電導(dǎo)率小于5？滋s/cm，二氧化硅不大于 100 ppb，PH為6.5-8的脫鹽水。文章結(jié)合尼龍化工公司熱電廠化水裝置實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)影響雙室雙層浮動(dòng)床運(yùn)行的若干問題進(jìn)行了分析。

1 雙室雙層浮動(dòng)床工藝的特點(diǎn)

（1）由于雙室雙層浮動(dòng)床將弱、強(qiáng)樹脂置入一體，與弱、強(qiáng)床串聯(lián)系統(tǒng)相比，具有占地面積小、投資少、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。（2）逆流再生可保證再生液首先接觸強(qiáng)樹脂，確保了強(qiáng)樹脂的深度再生，對(duì)保證出水質(zhì)量有利。同時(shí)由于弱樹脂交換容量大，容易再生，再生用酸、堿量小于于單一強(qiáng)陽（陰）床的用量。

2 尼龍化工公司熱電廠的水質(zhì)特點(diǎn)及陽、陰雙室床運(yùn)行工藝參數(shù)

尼龍化工公司熱電廠雙室雙層浮動(dòng)床運(yùn)行水質(zhì)為平頂市自來水公司送來的生活水。陽、陰雙室雙層床參數(shù)見表1以2010年上的2*200噸/小時(shí)制水系列為例：

3 尼龍化工公司熱電廠化水裝置實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

3.1 陽床上室反洗頻繁

98年投用的250噸/小時(shí)制水系列，實(shí)際為4*125噸/小時(shí)四個(gè)系列兩運(yùn)行兩再生或備用設(shè)計(jì)模式。在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)了陽床運(yùn)行阻力大，運(yùn)行流量由125噸/小時(shí)下降為50噸/小時(shí)。平均兩個(gè)月就需對(duì)上室樹脂體外反洗方能正常。經(jīng)分析為酸的品質(zhì)出現(xiàn)問題，打開酸罐檢查，底部酸泥較多。向公司反應(yīng)后問題得到解決。反洗頻率恢復(fù)正常。

3.2 新上系列運(yùn)行幾個(gè)周期后無法運(yùn)行

尼龍化工公司熱電廠化水裝置2010年上的兩套200噸/小時(shí)的雙室雙層浮動(dòng)床，陰床上室高2米，裝填1.4米高D202FC樹脂，下室高3.5米，裝填2.4米高D301FC樹脂，運(yùn)行不到一個(gè)月，陰床進(jìn)出水壓差超過2.5kg/cm，無法使用，被迫反洗，后經(jīng)觀察分析屬于D301FC強(qiáng)度不足，破碎嚴(yán)重所致。經(jīng)體內(nèi)體外反洗陰樹脂后恢復(fù)出力。但不到半年又出類似問題，只得再次反洗。所以對(duì)樹脂的選擇也相當(dāng)重要。

3.3 陰床C床體頻繁泄漏

尼龍化工公司熱電廠化水裝置陰床C是脫鹽水制備裝置的核心設(shè)備，制脫鹽水能力為125噸/小時(shí)，屬碳鋼襯膠設(shè)備，中間筒體高3.6米，筒體上下兩端是封頭，設(shè)備總高6米、直徑2米，結(jié)構(gòu)為單室單層浮動(dòng)床，筒體上下各有一層水帽板并各安裝135個(gè)濾水帽，水帽板和封頭間有三根角鋼拉筋相連。筒體內(nèi)裝201*7FC樹脂7噸，下部進(jìn)水為PH2.8弱酸性水，上部出水為脫鹽水。該設(shè)備自98年4月份建成投用以來，先后出現(xiàn)六次維修，平均兩年要維修一次，原因分析：老陰床C水帽板總厚為12毫米，去除上下三毫米襯膠，僅剩6毫米厚的鋼板，沒有足夠的強(qiáng)度支撐7噸樹脂和運(yùn)行時(shí)的水流沖擊，造成水帽板變形、拉筋脫開，襯膠破裂，弱酸水腐蝕鋼結(jié)構(gòu)而穿孔泄漏，被迫停運(yùn)檢修。應(yīng)對(duì)措施：由于老陰床C水帽板鋼材總厚僅6毫米，新陰床C水帽板鋼材厚度設(shè)計(jì)為25毫米厚，襯膠層設(shè)計(jì)為3+2層五毫米厚天然橡膠，水帽板支撐設(shè)計(jì)成20*150的Q235A加強(qiáng)筋三道分布于水帽板上，與筒體及水帽板滿焊連接，使水帽板有足夠強(qiáng)度抵抗水流的沖擊和內(nèi)部填料的重量要而不變形。更新后運(yùn)行良好。所以床體設(shè)計(jì)制作將影響設(shè)備壽命，應(yīng)從設(shè)計(jì)就把好關(guān)才對(duì)。

4 雙室雙層浮動(dòng)床應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

影響雙室雙層浮動(dòng)床床實(shí)際運(yùn)行因素較多（原水電導(dǎo)率、樹脂和白球高度、強(qiáng)弱樹脂體積比例、再生及運(yùn)行工藝參數(shù)控制、酸堿品質(zhì)等），根據(jù)尼龍化工公司熱電廠化水裝置雙室床多年來的運(yùn)行實(shí)踐，提出一些建議和改進(jìn)方法。

4.1 樹脂及白球的選用

考慮雙室雙層浮動(dòng)床運(yùn)行流速高，達(dá)40米/小時(shí)、運(yùn)行阻力大及反洗時(shí)破碎樹脂難以清除等因素，在樹脂選用上要求：應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，其粒徑范圍要?。ㄓ镁渲詈茫?。白球粒度在1.5-2.5毫米之間比較適宜，因?yàn)槊芏刃?、硬度大、化學(xué)穩(wěn)定性好的白球，在運(yùn)行中方能起到很好的疏水、濾水作用。

4.2 樹脂和白球之間水墊層的高度

對(duì)于雙室雙層浮動(dòng)床而言，防止起床時(shí)樹脂亂層是浮動(dòng)床必須重視的問題。為此應(yīng)嚴(yán)格控制樹脂和白球之間水墊層的高度和起床流量，若水墊層高度太高，起床時(shí)會(huì)亂層，運(yùn)行效果差；若水墊層太低，樹脂轉(zhuǎn)型膨脹會(huì)使樹脂受壓而破碎，同時(shí)還會(huì)對(duì)設(shè)備本體造成損壞。合理的水墊層高度是雙室雙層浮動(dòng)床經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的保證。運(yùn)行實(shí)踐表明，確保雙室雙層浮動(dòng)床運(yùn)行期間樹脂轉(zhuǎn)型膨脹后與白球之間水墊層的高度保持根據(jù)不同樹脂的彭脹性質(zhì)而定，保持樹脂最大體積時(shí)與白球間距離5-10cm為好，投運(yùn)流量為正常運(yùn)行量的80%為好。從而保證運(yùn)行效果和樹脂及設(shè)備的安全。

5 結(jié)束語

雙室雙層床具有占地面積小、運(yùn)行流速高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，要保證其良好的運(yùn)行效果，應(yīng)做到如下幾點(diǎn)：（1）從原始設(shè)計(jì)上把好設(shè)備關(guān)，使床體具備足夠強(qiáng)度，特別是水帽板的厚度和支撐方式。襯膠建議采用3+2 兩層橡膠，5毫米厚度，并進(jìn)行15000V電火花檢測(cè)合格。（2）對(duì)樹脂選擇要選擇正規(guī)品牌和進(jìn)行定期擦洗、反洗。（3）浮動(dòng)床不可頻繁啟停或調(diào)整流量。以免使樹脂亂層而影響水質(zhì)。（4）采取定期備量再生的方法使樹脂恢復(fù)交換能力。（5）注意調(diào)整樹脂和白球之間的合理間隙，確保再生及運(yùn)行效果和設(shè)備安全。

參考文獻(xiàn)

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[2]張子平，趙景光.化學(xué)運(yùn)行與檢修1000問[M].中國(guó)電力出版社，2013.

作者簡(jiǎn)介：閆志濤（1977-），男，籍貫：河南平頂山，2002年畢業(yè)于鄭州大學(xué)化工工藝專業(yè)，水處理助理工程師，長(zhǎng)期從事水處理設(shè)備的運(yùn)行管理工作，工作單位：中國(guó)平煤神馬集團(tuán)尼龍化工公司。

丁衛(wèi)東（1967-），男，籍貫：河南輝縣，1988年畢業(yè)于開封化工學(xué)校，水處理高級(jí)技師，長(zhǎng)期從事水處理設(shè)備的運(yùn)行管理工作；工作單位：中國(guó)平煤神馬集團(tuán)尼龍化工公司。