除堿軟化銨-鈉離子交換系統(tǒng)

氯堿產(chǎn)業(yè)在全國化工中起著至關(guān)重要的作用，近年來全球氯堿產(chǎn)業(yè)取得了一定程度的發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計，2013年全球燒堿年產(chǎn)能已經(jīng)達到9400萬噸，同時聚氯乙烯年產(chǎn)能也上升到5800萬噸。截止2013年底，我國燒堿年產(chǎn)能達到3850萬噸，占據(jù)世界第一，已經(jīng)成為全球最大的燒堿消費國和生產(chǎn)國。

目前，燒堿的生產(chǎn)方法有很多，其中離子膜法是目前最先進的燒堿生產(chǎn)方法，其具有液堿濃度高、綜合能耗低和環(huán)境污染小等眾多優(yōu)點，被國內(nèi)外眾多氯堿生產(chǎn)廠家采用。但離子膜法對電解原料鹵水質(zhì)量要求高，鹵水中常常含有碘化物進入生產(chǎn)工藝流程，在電解過程中被氧化為碘酸鹽，其一旦進入離子膜堿性環(huán)境，可被氧化為高碘酸鹽，并生成難溶性沉淀，導致電流效率降低，縮短離子膜使用壽命。

離子交換樹脂法除碘工藝介紹

鹵水中碘濃度通常較低，而CL-濃度極高，由于競爭抑制作用，使樹脂對鹵水中I-的吸附較弱。在采用離子交換樹脂從鹵水或油、氣田水中提取碘時，一般都需將原料酸化到PH<3以下，然后用氯氣(或氯水)等氧化劑將碘離子氧化(或部分氧化)為碘分子，再使其吸附到樹脂上。值得注意的是，當鹵水中碘含量較低時，可采用不加酸氯水氧化離子交換樹脂提取油田水中的碘，避免帶來設備腐蝕和廢液處理等問題，也避免了酸的大量消耗。離子交換法具有再生和循環(huán)使用的特點，利用樹脂對陰離子的選擇能力，可以進行洗脫和再生，可以長期循環(huán)使用。

離子交換樹脂法除碘工藝優(yōu)勢

離子交換樹脂法除碘，相對于空氣吹出法、吸附法等碘凈化方案，其選擇性好，消耗的能量低，更能適應鹵水凈化碘，是比較理想的方法。

全自動固定床離子交換設備優(yōu)點

結(jié)構(gòu)簡單、操作穩(wěn)定、便于控制、易實現(xiàn)大型化和連續(xù)化生產(chǎn)，是現(xiàn)代化工和反應中應用廣泛的反應器。

全自動固定床離子交換設備缺點

1. 固定床離交過程存在著樹脂利用率低的缺點，整個床層只有傳質(zhì)區(qū)的少量樹脂在運作，大部分樹脂處于非傳質(zhì)的閑置和等待狀態(tài)；

2. 大量物料或洗脫劑(即再生劑)需要穿過或浸泡已經(jīng)失活的樹脂層，造成了對樹脂的料負荷污染。

德蘭梅勒，作為一家專注物料濃縮分離的高新技術(shù)企業(yè)，針對上述問題，開發(fā)出一種高效、快速、成本低廉的鹵水除碘工藝—離子交換樹脂法除碘，解決了其他工藝“耗能高 ，污染重，速率慢，除碘率低”等一系列難題。

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軟化水設備除鹽特點及技術(shù)指標概述

1）軟化水設備工作流程

工作（有時叫做產(chǎn)水，下同）、反洗、吸鹽（再生）、慢沖洗（置換）、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接近，只是由于實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發(fā)展來的（其中，全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程）。軟化水設備工作流程示意圖

反洗：工作一段時間后的設備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去后，離子交換樹脂才能完全曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鐘左右。

吸鹽（再生）：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統(tǒng)設備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是采用專用的內(nèi)置噴射器將鹽水吸入（只要進水有一定的壓力即可）。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設備都是采用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過程一般需要30分鐘左右，實際時間受用鹽量的影響。

慢沖洗（置換）：在用鹽水流過樹脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗，由于這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂離子被鈉離子交換，根據(jù)實際經(jīng)驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鐘左右?？鞗_洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要采用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的最后出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鐘。

2）軟化水設備技術(shù)指標及工作要求：

入口水壓：0.18-0.6Mpa工作溫度：1-55℃源水硬度：<8mmol/L操作方式：自動/手動出水硬度：≤0.03mmol/L再生劑：NaCL再生方式：順流/逆流交換劑：001*7強酸性離子交換樹脂控制方式：時間/流量工作電源：220V/50Hz

【軟化除鹽的基本原理】

軟水器采用強酸性陽離子樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出去，經(jīng)該設備流出的水而為硬度極低的軟化水。其化學反應為：2RNa+Ca2+（Mg2）=R2Ca（Mg）+2Na+。當樹脂吸附到一定量的鈣、鎂離子后必須進行再生-用飽和鹽水浸泡樹脂把樹脂里的鈣、鎂離子等硬度置換出來，恢復樹脂的軟化交換能力，并將廢液排出。其化學反應為：R2Ga=2RNa+Ca2+整個再生過程包括：反洗-松動樹脂層，吸鹽慢洗-發(fā)生交換反應，沖洗（正洗）-將化學反應交換下來的鈣、鎂離子沖凈，注水-為了下次再生。

【軟化水設備主要技術(shù)指標】

1.進水壓力：0.2~0.5Mpa

2.原水硬度：<12mmol/L（當原水硬度>8mmol/L時，應事先聲明）

3.出水硬度：<0.03mmol/L（達到《國家低壓鍋爐水質(zhì)標準》GB1576-2001要求）;

4.原水含鹽量<1000mg/L，濁度<5

5.電源：~220V，50HZ

6.鹽耗量<100g/克當量（與原水硬度有關(guān)）;

7.水耗<2%;電耗<40W

【軟化除鹽設備特點】

1.選用高性能離子交換樹脂，工作交換容量大，能耗低，使用壽命最長。

2.控制部分全部采用進口控制器，保障設備持續(xù)安全運行。

3.全自動控制系統(tǒng)，出水穩(wěn)定，使用操作方便快捷。

4.結(jié)構(gòu)合理，安裝操作方便。

5.可根據(jù)實際使用需求，個性化設計相應設備。

6.應用廣泛：可用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、空調(diào)、蒸汽冷凝器、熱交換器等補給水設備。還可用于賓館、飯店、寫字樓、公寓等生活用水處理及食品、飲料、釀酒、化工、醫(yī)藥等行業(yè)的軟水處理。

軟水全自動控制器-時間型控制和流量型控制全自動軟水器按照再生控制方式的不同分為時間控制和流量控制兩種。

▼時間控制：

時間控制是指當設備運行到達設定的再生時間時自動啟動再生過程;這類系統(tǒng)是根據(jù)實際用水量及設備交換能力來設定再生時間的，用戶可以將再生過程選在在用水量較少的時段，也可以根據(jù)需要隨時以手動方式啟動再生過程。

時間控制的優(yōu)點：1）價格便宜;2）易于操作

時間控制的缺點：1）一般每24小時才能再生一次;2）無法根據(jù)實際使用狀況精確確定再生的時間點

適用場合：時間型控制一般應用在硬度較低（<4mmol/L），用水量穩(wěn)定（用水波動不超過15%）、出水要求不高、用水量較小的情況。

▼流量控制

流量控制是根據(jù)設備的交換能力（總產(chǎn)水量）來設定運行終點。設備運行時由專用的流量計來對流出的水量進行統(tǒng)計。當總出水量達到設定的水量時，控制器就自動開始再生過程。設定前應根據(jù)樹脂總裝填量、生水硬度計算出每個周期的總產(chǎn)水量，按該值進行設定（9600系列的產(chǎn)水量是由控制器自動計算出的）。當達到設定水量后，可根據(jù)需要立刻進行再生或等待至某一設定時刻后再進行再生。

【流量控制的主要特點：】

1）再生以流量控制，精確度高。消耗可降至最小，運行經(jīng)濟可靠;

2）后備電池及內(nèi)置記憶功能，停電不需重新進行數(shù)值設定;

3）再生過程每個步驟的時間都可根據(jù)需要設定;手動再操作輕松啟動新的運行周期;

4）數(shù)字化設置及顯示，可顯示出瞬時流量、周期剩余水量、再生時的剩余時間等信息，一目了然。

適用場合：這種系統(tǒng)更能適應用水量及水質(zhì)波動的情況，控制更加準確穩(wěn)定。更適用于燃油、燃汽鍋爐、中央空調(diào)等要求較高的用水情況。

鍋爐軟化水設備中再生鹽耗量的判斷

眾所周知，水有軟硬之分，經(jīng)常會聽到有人在談論水質(zhì)時反映這水的軟硬度，水的軟硬度代表了它里面所含物質(zhì)的不同，一般是指溶解于水中的鹽質(zhì)的多少，鎂鹽和鈣鹽的含量，含量多即為硬水，反之為軟水。

相對來說，硬水對人的傷害較大，硬水中能夠以煮沸的方式消除的與不能消除的水的硬度為水的總硬度。水的硬度過大時，對人體有一定的危害。國家對飲用水的硬度是有要求的。所謂的水土不服，就是因為不常喝硬水的人飲用了硬水造成的腸胃不適癥狀。所以水的硬度是需要人為來改變的，以保證人體更好的吸收。

鍋爐軟化水設備軟化工作的管理

一、建立軟水作業(yè)制度

為保證鍋爐安全經(jīng)濟地運行，應建立軟水作業(yè)的基本制度。

二、定期沖洗鍋爐并進行軟水效果的評定

采用爐內(nèi)水處理一定要定期的進行沖洗鍋爐，其目的是：

1、徹底清除鍋爐內(nèi)積存的軟泥，防止結(jié)生成再生水垢;

2、徹底清除在運行中疏松脫落的老垢，防止堵塞管路;

3、消除附著在爐、管壁表面的軟水垢，使其不變成硬垢;

4、檢查鍋爐內(nèi)各傳熱面上水垢生長的情況，測量厚度有無增加，以判別軟水效果。

5、栓查鍋爐各個部分的技術(shù)狀態(tài)，及鍋爐安全裝置，如對安全閥、壓力表、排污閥等進行檢修，以保證安全閥、壓力表、排污閥等進行檢修，以保證安全運行。

沖洗鍋爐的期限，使用鍋爐內(nèi)水處理的生產(chǎn)鍋爐最好每月一次，采暖鍋爐在一個采暖期中間應進行一次;使用鍋爐外軟水的鍋爐其沖洗周期可以適當延長。

在研究水垢的性質(zhì)和結(jié)生速度時，經(jīng)常需要對水垢和泥垢進行分析。分析的項目有：水分、灼燒損失、二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、鐵鋁氧化物、磷酸根、硫酸根等。分析時應注意取樣的部位。

對水垢進行分析的目的，主要是從給水、鍋爐水、泥垢、水垢中的CaO、MgO、SiO2的比值，以及水垢的物理性質(zhì)，研究水垢的結(jié)生規(guī)律，以便采取改進措施，提高水處理的效果。

總之，鍋爐內(nèi)水處理工作，不僅需要有針對水質(zhì)情況的配方，還需要有嚴密的技術(shù)管理與監(jiān)督，才能收到較好的效果。鐵路蒸汽機車的實踐證明，只要藥劑對癥，軟水作業(yè)制執(zhí)行得好，鍋爐內(nèi)水處理的防垢效率達到90%以上還是可能的，這對一般中小型鍋爐是適用的。

【判斷軟化水設備的運行工況】

對于軟化水設備運行工況的正常與否，可以該設備中交換劑的工作交換容量（Ea）和再生鹽耗（B）這兩項技術(shù)指標來判斷。從大量的調(diào)試結(jié)果和實驗結(jié)果來看，Ea在800-1000克當量/立方米（指強酸型陽樹脂，磺化煤一般為250克當量/立方米左右），B通常為110-200克/克當量（指固定床順流再生式設備，逆流再生式的還低些）上設備，它的運行工況可以說是良好的。對于Ea和B達不到的述范圍的軟化水設備大致有如下幾種情況：

（1）工作交換容量遠小于800克當量/立方米而鹽耗遠小于100克/克當量。

這種情況屬于再生狀況不正常。這是由于鹽耗太低，即再生不足而造成工作交換容量太小。這時應適當加大再生劑量，使失效的交換劑得到充分再生。

（2）工作交換容量在常范圍內(nèi)，鹽耗遠大于200克/克當量。再生時用鹽量太多，不經(jīng)濟。

（3）再生鹽耗在正常范圍內(nèi)或偏大，而工作交換容量卻小于800克當量/立方米。這種情況屬于運行工況不正常。這時應檢查軟化水設備的進、出水裝置、再生裝置是否產(chǎn)生故障，交換劑是否受到污染。