一种阴阳离子树脂新型高效修复方法与流程

1.本发明涉及树脂修复技术领域，具体涉及一种阴阳离子树脂新型高效修复方法。


背景技术：

2.在火力发电除盐系统运行中，由于多种原因，阴阳离子交换树脂都存在着被污染的问题。特别是钙、铁、胶体硅、游离氯(cl)、有机物的污染，污染后的树脂性能下降，工作交换容量降低，离子泄漏量增加，出水水质下降，酸碱耗量增加，冲洗水量大，成本大幅增加。在这些污染中一种情况是树脂发生变质，化学结构受到破坏，这种污染导致树脂永久性失效，交换性能将无法恢复。另一种情况离子交换树脂化学结构并未受到破坏，只是性能发生了改变，采取适当措施可以恢复其交换性能。科学的使用和修复可最大程度上的延长离子交换树脂的使用寿命，节约树脂的更换成本和除盐设备运行成本。
3.例如：6kw的机组，65t/h锅炉，除盐系统工艺组成：原水
→
高效纤维过滤器
→
单室双层阳床
→
除碳器
→
双室双层阴床
→
锅炉补充水。
4.阳床填装离子交换树脂类别：001
×
7d113 sc
5.阴床填装离子交换树脂类别：201
×
7d301 sc
6.投产初期阳床周期值水量为：670t/h，阴床周期值水量为：1120t/h产水水质要求：na ≤100ug/l、sio2≤100ug/l、dd≤5us/cm。
7.随着系统运行，一段时间后，离子交换器工作交换水平都会出现下降，周期运行时间缩短，酸碱消耗增大。每隔6-12各月都要对离子交换树脂进行针对性修复处理，按传统操作技术处理效果不稳定。传统树脂性能修复过程较为复杂，原有传统操作技术流程中缺乏科学合理的控制标准，同时没有针对交换器不同内部结构，不同的树脂型号的修复方法，使得再生过程酸液、碱液、水耗量大，修复时间过长，树脂性能恢复程度较差，达不到理想效果。主要表现在：出水水质达不到工艺要求，制水周期短，再生成本高，树脂寿命短，甚至造成树脂二次损伤，导致树脂提前报废。一台交换器树脂一次更换成本为10-20万元。因此，迫切需要设计一种阴阳离子树脂新型高效修复方法，以解决传统树脂修复效果差、成本高、树脂寿命短的问题。


技术实现要素：

8.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种阴阳离子树脂新型高效修复方法。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阴阳离子树脂新型高效修复方法，包括以下步骤：
10.1)首先判断树脂是否被氧化变质，如发生氧化变质，树脂化学结构被破坏，则性能修复将不可逆；
11.2)阳离子单/双层交换器树脂性能修复再生：
12.①
大反洗：关闭所有运行阀门，如顶部布水装置有滤网应先拆除掉，打开顶部反排
门、空气门，先小流量打开底部反洗进水门，然后大反洗至出水澄清即可，
13.②
排水：关闭反洗进水门，打开中排门，将水放至中排处，
14.③
碱浸泡：关闭中排门，往交换器内进碱，调节碱液浓度2％-4％，待反排门出碱液，化验出口浓度与进口浓度相等即可停止进碱，浸泡4-8小时，
15.④
冲洗：打开中排门将中排以上碱液排放掉，顶部进水排气，让阳床内充满水后，底部小流量逆洗10min后，改为大流量正洗，测定出口酚酞碱度《5mmol/l，即停止冲洗，先关闭进水，后关闭出水阀门，
16.⑤
酸浸泡：将水放至中排，进酸液，调节浓度3％-5％，反排门出酸液，浓度与进口相等，停止进酸，浸泡4-8小时，
17.⑥
冲洗分层：将酸液放至中排，顶部进水排气至阳床内充满水后，改为底部进水，
18.⑦
再生：按常规步骤进行再生；
19.3)阴离子交换器-双室双层床修复再生：
20.①
反洗：201
×
7阴离子树脂处于下室的体外清洗，同时d301sc阴离子树脂在阴床内进行反洗，反洗好后，打开阴床进脂口、清洗罐出脂口，从顶部或底部进水均可，打开再生泵，利用水的压力将树脂压回阴床，
21.②
排水：关闭反洗进水门门，打开中排门，将水放至中排处，
22.③
酸浸泡：关闭中排门，往床内进酸液，调节浓度3％-5％，反排门出液，测定浓度与进口相等，浸泡4-8小时，
23.④
冲洗：打开中排门将中排以上碱液排放掉，进水排气让阴床内充满水，小流量逆洗10分钟后，改为大流量正洗，测定出水cl-与原水cl-相等，
24.⑤
碱浸泡：关闭中排门，往床内进碱调节碱液浓度2％-4％，待反排门出碱液，化验出口浓度与进口浓度相等即可停止进碱，浸泡4-8小时，
25.⑥
冲洗：将碱液放至中排，进水排气至床内充满水后，小流量逆洗10分钟，改为大流量正洗，测定出口酚酞碱度＜5mmol/l，
26.⑦
再生：常规步骤再生。
27.具体的是，所述步骤1)中的树脂氧化变质的判断方法，外观判断：001
×
7阳离子树脂颜色明显变淡，由棕黄透明状变成淡黄透明，d113 sc阳离子树脂外观变化不明显，但用手指极易捻碎；
28.化学性能发生改变的判别标准：阳床周期制水量下降50％，001
ⅹ
7阳离子树脂含水量≥60％，体积交换容量＜1.75mmol/ml，圆球率＜90％；d113sc阳离子树脂含水量＞52％，体积交换容量＜4.2mmol/ml，圆球率＜90％。
29.具体的是，所述阳床周期制水量采用活性炭过滤器，通过活性炭吸附作用彻底除去水中游离氯。
30.具体的是，所述步骤2)中的大反洗待交换器内树脂全部松动后再逐渐加大流量，以不冲出树脂为宜，流速12～15m/h，冲洗至出水澄清，没有破碎树脂即可；对于运行周期超过1个月的交换器，存在板结情况时，应先将交换器内的水位降至树脂层面上50cm处，开启罗茨风机，用0.2mpa的空气压力擦洗2～3min。
31.具体的是，所述步骤2)中的冲洗分层中底部进水逐渐加大反洗流量至12m/h，保持恒定流量15～20min，从试镜观察分层明显，测定此时出水cl是否与原水cl接近，如未达标，
可大流量正洗至出水合格。
32.具体的是，所述步骤2)中的常规步骤再生，再生剂流速在为4.5～5.5m/h，既不会发生乱层现象，又可达到最佳再生条件，修复后第1、2次再生时再生剂用量为平时用量的1.5倍，浓度加大至5％，之后可按正常浓度再生。
33.具体的是，所述步骤3)中的201
×
7阴离子树脂处于下室的体外清洗：打开阴床出脂口、清洗罐进脂口，开中间泵，从底部进水，利用水的压力将树脂压入清洗罐，用0.2mp的压力空气擦洗2-3分钟，反洗至出水澄清且破碎的树脂已很少即可。
34.具体的是，所述步骤3)中的d301sc阴离子树脂在阴床内进行反洗，如顶部有滤网应先拆除，反洗强度以不冲出树脂为宜，直至出水澄清。
35.具体的是，所述步骤3)中的常规步骤再生，再生剂流速在4.5-5.5m/h，修复后第1、2次再生时，再生剂用量为平时用量的1.5倍，浓度也应在3％-5％的范围内加大，之后可按正常再生。
36.本发明具有以下有益效果：
37.本发明设计的阴阳离子树脂新型高效修复方法通过活性炭降低水中有机物的含量，是后续树脂定期修复处理科学延长离子交换树脂寿命的前提保证；在酸碱、水消耗上的低成本经济性；维护性修复的最佳周期与树脂性能和使用寿命的关联性控制；修复时间短，树脂性能恢复程度好，能达到理想效果，再生成本低，树脂使用寿命长。
附图说明
38.图1是阳离子树脂性能检验报告的参数对比表。
具体实施方式
39.以下结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.一种阴阳离子树脂新型高效修复方法，具体操作方法如下：
41.首先判断树脂是否被氧化变质，如发生氧化变质，树脂化学结构被破坏，则性能修复将不可逆。
42.实施例：水中的氧化剂主要是游离氯、硝酸根。一般以游离氯为多。以自来水为主要水源，投产半年出现周期制水量明显下降，阳床周期制水量下降50％，此时，外观上阳树脂颜色明显变淡，001
×
7阳离子树脂由棕黄透明状变成淡黄透明，d113 sc阳离子树脂外观变化不明显，但用手指极易捻碎，判断树脂已氧化变质。具体数据如图1所示。
43.根据分析树脂为氧化变质，化学结构被破坏而导致体积交换容量变质，(质量交换容量变化不大)。原因是自来水中的游离氯的氧化作用(cl2：0.52mg/l)自来水从水厂出厂时投加漂白粉杀菌，尽管输送管路较长但残留的余氯仍远远超过树脂承受能力，当进水游离氯＞0.3mg/l，数月后树脂就会显著变质，尤其是强酸性阳离子交换树脂受侵害的程度最强烈，凝胶型树脂抗氧化和机械强度较差，大孔型树脂在这方面则优于凝胶型的。阳床为单室双层床，运行中d113在上层，与进水先接触先被氧化所以001
×
7、d113 sc均被氧化严重，达到报废标准。阴床往往至于阳床、除碳器之后，虽然其化学稳定性比阳树脂差，进入除盐
设备的水中的游离氯都在阳床被消化，无形中对阴树脂起到保护作用。
44.处理措施：对阳床树脂全部更换，针对原水特点我们将原设计中的高效纤维过滤器改造为活性炭过滤器，通过活性炭吸附作用彻底除去水中游离氯。这个过程不完全是活性炭表面对cl2的物理吸附作用，而且起了催化作用，促使游离cl2的水解和产生新生态氧的过程加速。所以出水cl余含量可以达到0mg/l。同时制定原水定期全分析检测制度，随时掌握原水变化情况，避免树脂变质的情况发生。
45.效果：改造后，阴阳离子交换树脂一直使用未再发生过氧化污染的情况，是后续树脂定期修复处理科学延长离子交换树脂寿命的前提保证，对于原水氧化物较高的除盐系统使用活性炭过滤器是十分有必要的，活性炭还可以降低水中有机物的含量。
46.再生修复技术：
47.一、阳离子单/双层交换器树脂性能修复技术：
48.①
大反洗：关闭所有运行阀门，如顶部布水装置有滤网应先拆除掉。打开顶部反排门、空气门，先小流量打开底部反洗进水门，待交换器内树脂全部松动后再缓慢的,逐渐加大流量，以不冲出树脂为宜,流速12-15m/h，冲洗至出水澄清，没有破碎树脂即可。对于运行周期超过1个月的交换器，存在板结情况时，应先将交换器内的水位降至树脂层面上50cm处，开启罗茨风机，用0.2mpa的空气压力擦洗2-3min(不得超过5min，时间过长、次数过多都会使树脂不可逆的破损)，然后大反洗至出水澄清即可。
49.②
排水：关闭反洗进水门，打开中排门，将水放至中排处。
50.③
碱浸泡：(阳床先碱后酸，阴床先酸后碱)关闭中排门，往交换器内进碱，调节碱液浓度2％-4％，待反排门出碱液，化验出口浓度与进口浓度相等即可停止进碱，浸泡4-8小时。
51.④
冲洗：打开中排门将中排以上碱液排放掉，顶部进水排气，让床内充满水后，底部小流量逆洗10min后，改为大流量正洗，测定出口酚酞碱度《5mmol/l，即停止冲洗，先关闭进水，后关闭出水阀门。
52.传统操作技术是逆流冲洗，但根据我们多次试验论证后，总结的新型技术是：逆流冲洗时废液不易洗脱，用水量大，出水都很难达到合格指标，直接影响修复效果，小流量逆洗后再大流量正洗，可在很短的时间冲内出水合格，效果明显。
53.⑤
酸浸泡：将水放至中排，进酸液,调节浓度3％-5％，反排门出酸液，浓度与进口相等，停止进酸，浸泡4-8小时。
54.⑥
冲洗分层：将酸液放至中排，顶部进水排气至床内充满水后，改为底部进水，逐渐加大反洗流量至12m/h，保持恒定流量15-20min,从试镜观察分层明显，测定此时出水ci是否与原水ci接近，如未达标，可大流量正洗至出水合格。传统技术中是将阳离子交换树脂转为na型后分层，出现分层效果不好，混脂严重，再生后出水不合格。本新型技术中，对于001
ⅹ
7与d113sc联合应用的单室双层床则在h型状态下更有利于分层，分层效果好，混脂层高度《1.5cm。修复效果好。
55.⑦
再生：按常规步骤进行再生，为防止以分好的层面发生乱层现象，再生剂流速在为4.5～5.5m/h最佳，既不会发生乱层现象，又可达到最佳再生条件。修复后第1、2次再生时再生剂用量为平时用量的1.5倍，浓度加大至5％，之后可按正常浓度再生。
56.二、阴离子交换器-双室双层床修复再生技术：
57.1、反洗：
58.①
201
×
7处于下室的体外清洗：打开阴床出脂口、清洗罐进脂口，开中间泵，从底部进水较好，可避免下室的白球被一同打出，利用水的压力将树脂压入清洗罐，用0.2mp的压力空气擦洗2-3分钟，反洗至出水澄清且破碎的树脂已很少即可。
59.②
同时d301sc在床内进行反洗，如顶部有滤网应先拆除，反洗强度以不冲出树脂为宜，直至出水澄清。
60.③
反洗好后，打开阴床进脂口、清洗罐出脂口，从顶部或底部进水均可，打开再生泵，利用水的压力将树脂压回阴床。
61.2、排水：关闭反洗进水门门，打开中排门，将水放至中排处。
62.3、酸浸泡：关闭中排门，往床内进酸液，调节浓度3％-5％，反排门出液，测定浓度与进口相等，浸泡4-8小时。
63.4、冲洗：打开中排门将中排以上碱液排放掉，进水排气让床内充满水，小流量逆洗10分钟后，改为大流量正洗，测定出水cl-与原水cl-相等。
64.5、碱浸泡：(阳床先碱后酸，阴床先酸后碱)关闭中排门，往床内进碱调节碱液浓度2％-4％，待反排门出碱液，化验出口浓度与进口浓度相等即可停止进碱。浸泡4-8小时。
65.6、冲洗：将碱液放至中排，进水排气至床内充满水后，小流量逆洗10分钟，改为大流量正洗，测定出口酚酞碱度＜5mmol/l。
66.7、再生：常规步骤再生，再生剂流速在4.5-5.5m/h，修复后第1、2次再生时，再生剂用量为平时用量的1.5倍，浓度也应在3％-5％的范围内加大，之后可按正常再生。
67.每12-18个月对阴阳床离子交换树脂进行修复处理一次，按上述方法操作后，树脂工作交换水平都可恢复到90％，2002年开始使用的树脂至2015年树脂各项性能仍达到良好水平。交换水平仍可达到80％以上，远远高于行业使用寿命水平。
68.本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
69.本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。