錢 浩
(中石化安慶分公司水務(wù)部,安徽 安慶 246001)
安慶石化水汽預(yù)處理系統(tǒng)包含一座處理能力為900m3/h的澄清池,一座儲(chǔ)存能力為242m3的澄清水槽;單臺(tái)最大過(guò)濾能力為220m3/h的壓力式過(guò)濾器2臺(tái);中和池一座。一級(jí)脫鹽系統(tǒng)有三個(gè)系列,制水能力各為60m3/h,每一系列由弱酸陽(yáng)離子交換器、強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換器、CO2除氣塔及弱堿、強(qiáng)堿陰離子雙層床交換器組成,其出水與來(lái)自裝置的冷凝液混合,作為二級(jí)脫鹽系統(tǒng)進(jìn)水。二級(jí)脫鹽系統(tǒng)共有3套體外再生高速混床,其中兩套額定制水量400m3/h,一套額定制水量300m3/h,另有配套的樹(shù)脂捕捉器[1-3]。
生產(chǎn)水通過(guò)預(yù)處理澄清后,進(jìn)入雙介質(zhì)過(guò)濾器,再經(jīng)過(guò)一級(jí)脫鹽的復(fù)床處理,該股水量約為120t/h的一級(jí)脫鹽水,與來(lái)自主裝置約150t/h的冷凝液匯合,作為二級(jí)脫鹽系統(tǒng)的進(jìn)水。冷凝液在與一級(jí)脫鹽水匯合前,經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器的過(guò)濾和換熱器的換熱,將溫度由平均60℃降至30℃,再進(jìn)入二級(jí)脫鹽混床。在混床中,陰、陽(yáng)兩種離子交換樹(shù)脂交錯(cuò)排列,組成多級(jí)式復(fù)床。本套裝置的再生劑為98%的硫酸和32%的液堿。酸堿經(jīng)管道混合器與再生水混合稀釋至相應(yīng)濃度后,分別注入一級(jí)床和混床,對(duì)陰、陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)行再生,恢復(fù)陰、陽(yáng)樹(shù)脂的交換能力。再生廢液排入中和池。
對(duì)2017年7月至2018年2月八個(gè)月的二級(jí)脫鹽水周期制水量數(shù)據(jù)(萬(wàn)噸)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。見(jiàn)表1。
表1 周期制水量統(tǒng)計(jì)
可以看出,2017年以來(lái)二級(jí)脫鹽水混床周期制水量平均約4.2萬(wàn)噸,造成酸堿、再生水消耗量增加。
目前集團(tuán)公司及國(guó)內(nèi)相同設(shè)計(jì)規(guī)模的其他脫鹽水裝置混床周期制水量的最高紀(jì)錄為5.2萬(wàn)噸,平均周期制水量為4.8~5萬(wàn)噸。故將提高周期制水量的目標(biāo)定在5萬(wàn)噸,達(dá)到國(guó)內(nèi)目前先進(jìn)水平。
為了確定主要原因,針對(duì)所有可能的末端因素逐一分析進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)論證,從中找出主要因素。
水處理二級(jí)酸槽再生時(shí)自動(dòng)進(jìn)酸液位上限原設(shè)為1.4m,有0.13m的上調(diào)空間。
調(diào)閱二級(jí)脫鹽水三臺(tái)混床D9204A/B/C及體外再生罐D(zhuǎn)9217/D9218過(guò)去一年的檢修記錄,證明設(shè)備極少發(fā)生故障。
取一級(jí)和二級(jí)脫鹽水離子反應(yīng)器共6類樹(shù)脂送檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)樹(shù)脂性能,證明各項(xiàng)指標(biāo)均符合生產(chǎn)要求。
從觀察窗處觀察D9204A/B/C內(nèi)樹(shù)脂床層高度,發(fā)現(xiàn)D9204C床層總高低于設(shè)計(jì)投用值0.2m。
由于水處理三臺(tái)混床均為體外再生,故在三臺(tái)混床體外再生時(shí)觀察第四步結(jié)束后D9217內(nèi)反洗分層情況,發(fā)現(xiàn)D9204A/B內(nèi)陽(yáng)樹(shù)脂均偏多。
通過(guò)要因論證,確認(rèn)周期制水量低的主要原因是再生用酸量偏低、樹(shù)脂總量偏少和陰陽(yáng)樹(shù)脂比例失調(diào)。
再生用酸槽D9211A容積共0.56m3,目前每次再生用酸一槽,液位上限1.4m,即0.512m3,將D9211A磁翻板液位計(jì)上限卡箍安裝至液位計(jì)1.5m處,即每次再生用酸0.55m3,酸液濃度保持6%不變。
實(shí)施后通過(guò)對(duì)混床再生后的電導(dǎo)觀察,發(fā)現(xiàn)再生后混床投用時(shí)電導(dǎo)由調(diào)整前的平均0.13μs/cm下降至平均0.09μs/cm。
D9204混床設(shè)計(jì)時(shí)總床高1.2m,目前D9204C床層總高約1m,由再生時(shí)觀察D9217中樹(shù)脂分層位置知陰樹(shù)脂偏少。D9204C到達(dá)制水終點(diǎn)后開(kāi)始再生程序,在再生程序第3步ABRO清洗后,手動(dòng)暫停程序,利用水射器,將事先用二級(jí)脫鹽水浸泡的D201MB強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂4袋共0.1t送入D9217罐,手動(dòng)開(kāi)始再生程序第4步反洗分層,反洗到出水清后,分層明顯,按程序繼續(xù)再生。
再生結(jié)束后樹(shù)脂輸回D9204C,觀察D9204C內(nèi)樹(shù)脂高度,增加了0.2m。見(jiàn)表2。
表2 實(shí)施前后測(cè)量樹(shù)脂高度對(duì)比表
D9204混床設(shè)計(jì)時(shí)陰陽(yáng)樹(shù)脂比例為1∶2,陰樹(shù)脂1.6m3,陽(yáng)樹(shù)脂3.2m3,目前D9204A/B兩床中陰陽(yáng)樹(shù)脂比例均為約1∶2.2。D9204A/B到達(dá)制水終點(diǎn)后開(kāi)始再生程序,再生程序第4步反洗分層,反洗到出水清后,分層明顯,手動(dòng)暫停程序,稍開(kāi)D9217中排管閥門,通過(guò)軟管將陽(yáng)樹(shù)脂小流量排入事先準(zhǔn)備好的廢樹(shù)脂料箱,待陰陽(yáng)樹(shù)脂分層線下降至事先計(jì)算好的高度時(shí),立即關(guān)閉中排管閥門。
9204A/B兩床中陰陽(yáng)樹(shù)脂比例由約1∶2.2調(diào)整至1∶2,接近設(shè)計(jì)值陰樹(shù)脂1.6m3,陽(yáng)樹(shù)脂3.2m3。
2018年9~12月份脫鹽水混床系統(tǒng)周期制水量統(tǒng)計(jì),見(jiàn)表3。
表3 改進(jìn)后系統(tǒng)周期制水量統(tǒng)計(jì) 萬(wàn)噸
上述措施的實(shí)施使得二級(jí)脫鹽水的周期制水量由平均4.2萬(wàn)噸提升至約5.1萬(wàn)噸,每周期提高了0.9萬(wàn)噸二級(jí)脫鹽水制水量。按照水處理平均0.6萬(wàn)噸/天的外供量計(jì)算,每個(gè)制水周期延長(zhǎng)了約1.5天,降低了樹(shù)脂再生的酸堿消耗和再生水耗。本次實(shí)驗(yàn)工作的主要支出是采購(gòu)補(bǔ)充的0.1噸D201MB強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹(shù)脂,價(jià)值約2000元。