專利名稱：凝結(jié)水處理氨化陽床運行法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬水處理技術(shù)領(lǐng)域。
目前新建電廠大多為300兆瓦及以上參數(shù)機組，并一般都配備有凝結(jié)水處理混床。在通常的凝結(jié)水pH值為9.0～9.4的條件下，氫型混床從水中除去的絕大部分離子是水中的氨，其運行周期一般只有7～3天。凝結(jié)水經(jīng)氫型混床處理后為中性，為了使其pH值恢復(fù)到9.0～9.4的水平，以利于防止水對熱力設(shè)備的腐蝕，還需要重新向水中加入氨。因此，氫型混床不但再生頻繁，酸、堿再生劑的消耗量大，而且氨的消耗量也大。
在凝結(jié)水處理混床技術(shù)中，還有氨化混床的運行方式可以采用。由于氨化混床不除去水中的氨，在凝汽器無明顯滲漏的情況下，氨化混床的運行周期可延長到1至3個月。因此，采用氨化混床可以大幅度地減少酸、堿和氨的消耗，同時也大大地減少再生操作和再生水耗。
雖然氨化混床有如此明顯的優(yōu)點，但是，要想實現(xiàn)氨化混床運行，卻必須滿足以下非常嚴格的技術(shù)條件1.要求采用高純度堿作再生劑和采用高的酸、堿再生劑用量，并且，在再生后要進行較徹底的清洗，以保證深度再生等；2.要求再生前能將陽、陰樹脂徹底分離，以避免交叉污染，確保陽、陰樹脂的高再生度；3.要求凝汽器沒有明顯的滲漏和凝結(jié)水水質(zhì)良好。
必須具備上述條件的原因是堿性進水(即凝結(jié)水)中相對而言濃度較高的銨離子和氫氧根，不但可以分別抑制混床中陽、陰離子交換樹脂對水中雜質(zhì)陽離子(主要是鈉離子)和雜質(zhì)陰離子(主要是氯離子和二氧化硅)的交換，而且在樹脂中這些雜質(zhì)離子含量較高(由于再生不良和/或從水中交換所得)時，還可以將它們置換到水中，使得出水中這些雜質(zhì)離子的濃度不但沒有降低、反而升高。而實踐中，由于再生時陽、陰樹脂分離不徹底而造成的交叉污染，常常使得樹脂中含有較多的雜質(zhì)離子(主要是RNa型陽樹脂和RCl型陰樹脂)。
正是由于實現(xiàn)氨化混床的這些近于苛刻的技術(shù)條件，使得很多電廠因不具備這些條件，而無法采用氨化混床，少數(shù)按可以采用氨化混床運行而設(shè)計的電廠，也常常因不能保證這些條件，而不能穩(wěn)定、可靠地維持氨化混床運行。
本發(fā)明所提出的凝結(jié)水處理氨化陽床運行法是使凝結(jié)水通過銨型陽樹脂床進行處理的方法。根據(jù)凝結(jié)水處理離子交換部分處理工藝的不同，可以分為兩種情況第一種是，凝結(jié)水處理離子交換部分的第一步為氫型陽床的情況(其后為混床或陰床)。其具體做法是，在氫型陽床運行失效、開始氨穿透時，將后面的離了交換旁路，而使已經(jīng)接近氨化的陽床單獨承擔(dān)離子交換、并過渡(約1～3天)到氨化運行。在此過渡過程中，因該陽床樹脂層中還有部分氫型樹脂，所以，其出水pH值還有一個由較低、逐漸上升到與進水相同的過程。此階段約維持1到3天，視進水pH和氨穿透時樹脂層的狀態(tài)不同而不同。在此過渡階段中，仍需逐漸減少地向出水中加入適量的氨。如果在氫型運行階段進水含鈉較高，以至造成上述向氨化運行過渡的階段中，出水有一個漏鈉高峰，則可以將陽床與其后離子交換的串聯(lián)運行，持續(xù)到上述漏鈉高峰過后，再轉(zhuǎn)為使已接近完全氨化的陽床單獨運行。
第二種，是對于離子交換部分漢為單一混床的情況。這種情況下的基本做法是，在混床設(shè)備中，由原來裝陽、陰混合樹脂，改為只裝陽樹脂，并使之達到以氨化陽床方式運行。其具體作法可以是1.氫型混床運行失效后，將混合樹脂送至分離、再生系統(tǒng)，進行空氣擦洗、分層后，再將陽樹脂送回混床，使單一的、未經(jīng)再生、但已基本上氨化的陽樹脂在混床設(shè)備中繼續(xù)運行。在此氨化陽床運行初期，因樹脂層中還有部分氫型樹脂，出水pH還有一個由較低逐漸上升到與進水相同的過程。此階段約維持1到3天，視進水pH和失效時樹脂層狀態(tài)的不同而不同。在此過渡階段中，仍需逐漸減少地向出水中加入適量的氨；2.在氨化陽床失效后，可以使該混床設(shè)備再轉(zhuǎn)回氫型混床運行；3.也可以在氫型混床或氨化陽床失效后，將失效后、經(jīng)空氣擦洗過的陽樹脂，用酸(硫酸較好)再生后裝入該混床設(shè)備，然后，先經(jīng)過氫型陽床運行階段，至氨穿透，再如上述過渡到氨化陽床運行方式，在氫型運行階段和向氨化陽床過渡的運行階段中，均應(yīng)向出水中加入適量的氨，以保持防止熱力設(shè)備腐蝕所需的pH值。
4.還可以在氫型混床或氨化陽床失效后，將失效后、經(jīng)空氣擦洗過的陽樹脂，在混床設(shè)備外完全轉(zhuǎn)成銨型后裝入該混床設(shè)備，這樣，投入運行后，可以馬上進入氨化運行狀態(tài)，而不需經(jīng)過過渡階段。
氨化陽床與氨化混床相比，有以下相同和不同之處1.都可有效地除去凝結(jié)水中的鐵、銅等腐蝕產(chǎn)物。氨化陽床因?qū)痈咻^低，可能去除率稍低，但因陰樹脂不參與氨化運行，可以使比較易于污染、且污染后易于變質(zhì)的陰樹脂，受到較好的保護，因而能較長時間地維持其較好的工作性能和延長其使用壽命。
2.都可以徹底地除去水中的硬度。
3.由于陽樹脂不能進行陰離子交換，因此，氨化陽床不能降低水中陰離子的濃度，并且，在上述第二種情況下(即凝結(jié)水處理離子交換部分為單一混床時)，當(dāng)其中混有較多失效型陰樹脂時，在堿性進水條件下，還會使水中雜質(zhì)陰離子，如氯離子和二氧化硅的濃度增加。
對比而言，氨化混床中的陰樹脂在再生度很高的情況下，可以在短時間內(nèi)，將進水中不過分高的雜質(zhì)陰離子濃度降低。但是，如果陰樹脂的再生度不夠高，或在氫型混床運行階段已從凝結(jié)水中交換了較多的雜質(zhì)陰離子，以致造成在氫型混床運行結(jié)束時，陰樹脂中已含有較多雜質(zhì)陰離子，則在氨化混床運行階段，即使凝結(jié)水水質(zhì)正常，在堿性進水條件下，陰樹脂也會成為向水中釋放雜質(zhì)陰離子的源泉。至于在進水中雜質(zhì)陰離子濃度偏高的情況下，則氨化混床不能保證出水電導(dǎo)率和二氧化硅合格。
所以，無論氨化混床還是氨化陽床，都必須在凝汽器沒有明顯滲漏、凝結(jié)水經(jīng)氫離子交換后電導(dǎo)率正常小于(0.15μs/cm)和二氧化硅不高(約小于10μg/l)的條件下運行。
4.氨化陽床與氨化混床一樣，如果在第一種情況下的氫型陽床或第二種情況下的氫型混床運行失效時，陽樹脂中含有較多鈉型(其原因可以是在氫型陽床運行或氫型混床運行階段進水中含鈉較高；或者是在第二種情況下，在構(gòu)成氫型混床前的分離和再生過程中，陰樹脂中混有較多陽樹脂)，則在向完全的氨化運行過渡階段，就會有一段時間(約1天左右)，在出水中出現(xiàn)一個漏鈉的高峰，造成出水水質(zhì)不合格。
5.由于以上4、5兩點，在采用兩種氨化運行法時，都應(yīng)具有在出水水質(zhì)不合格時，隨時改為原有氫型運行方式的措施和可能性。
由上述可知，對第一種情況，實現(xiàn)氨化陽床運行是比較容易的，只要凝結(jié)水水質(zhì)正常即可。而對第二種情況，實現(xiàn)凝結(jié)水處理混床轉(zhuǎn)氨化陽床運行就比較困難一些，其應(yīng)該具備的條件是1.分離后送回混床的陽樹脂中含有盡量少(約小于1％)的RNa型和混有盡量少(約小于2％)的陰樹脂。因為，RNa型會在氨化陽床運行初期被進水中的氨交換出鈉離子，使出水中的鈉離子含量超標(biāo)，導(dǎo)致氨化陽床失效；氨化陽床樹脂中混有的陰樹脂，會在氨化陽床運行初期被進水中的氨交換出雜質(zhì)陰離子，如氯離子和二氧化硅等，而使氨化陽床失效。在混有的陰樹脂中，其含有的氯型和/或硅酸型越多，其危害越大。
要使送回混床的陽樹脂中含有盡量少(約小于1％)的RNa型，關(guān)鍵有兩點一是，在構(gòu)成此前運行的氫型混床的分離、再生過程中，應(yīng)使被分離出的陰樹脂中含有盡量少(約小于1％)的陽樹脂；二是，在此前運行的氫型混床的進水中，鈉離子的含量應(yīng)很低(約小于5μg/l)。
要使送回混床的陽樹脂中混有盡量少(約小于2％)的陰樹脂，關(guān)鍵是在將陽樹脂送回混床設(shè)備前的反洗分離過程中，盡量將陽樹脂層中的陰樹脂分離干凈。
在混有的陰樹脂中，其氯型含量主要與所采用的氫氧化鈉再生劑的純度有關(guān)。此外，在構(gòu)成此前運行的氫型混床的分離過程中，未能從陽樹脂層中分離出來的陰樹脂的含量，以及在此前運行的氫型混床的進水中的氯離子含量，對陽樹脂中混有的陰樹脂的氯型含量也有一定的影響。在混有的陰樹脂中，其硅酸型含量主要與此前運行的氫型混床的進水中的二氧化硅含量有關(guān)。
如果不能保證滿足上述條件時，可以視情況不同采取以下措施(1)如果是由于陽、陰樹脂分離不徹底，造成交叉污染，使得陽樹脂中的RNa型含量偏高，可以在構(gòu)成氫型混床之前的再生過程中，采用為氨化混床所開發(fā)的降低RNa型含量的技術(shù)，如鈣化法、濃堿分離法、二次分離法和氨循環(huán)法等。
(2)如果在已完成分離后的陽樹脂中，含有較多的陰樹脂時，可以用(NH4)2SO4溶液對其進行處理，以使陰樹脂轉(zhuǎn)變成R2SO4型，它在低濃度的堿性凝結(jié)水條件下，較不易于釋放出雜質(zhì)離子硫酸根。同時陽樹脂中所含有的少量RNa型，也可以有一部分轉(zhuǎn)變成所希望的RNH4型。
(3)如果在已完成分離后的陽樹脂中，既含有較多的RNa型，又混有較多的陰樹脂時，可以用硫酸再生該陽樹脂，這樣，既可以明顯減少RNa型含量，又可以將陰樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)檩^不易于釋放雜質(zhì)陰離子的R2SO4型。但這樣處理后，需要使陽樹脂先經(jīng)過氫型運行階段，再過渡氨化陽床運行或者需要進一步把陽樹脂轉(zhuǎn)變?yōu)殇@型，然后直接按氨化陽床運行。
2.氨化陽床的進水(即凝結(jié)水)水質(zhì)，應(yīng)符合“火力發(fā)電機組及蒸汽動力設(shè)備水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”中對凝結(jié)水含鈉量和電導(dǎo)率的要求(即經(jīng)氫離子交換后電導(dǎo)率小于0.15μs/cm)，其二氧化硅含量應(yīng)小于15μg/l。如果是先按氫型陽床運行，再過渡到氨化陽床運行，那么，在氫型陽床運行階段，對進水水質(zhì)的要求，還應(yīng)該更嚴格一些。
在氫型混床失效時，如凝結(jié)水水質(zhì)不能滿足這個條件，就不能轉(zhuǎn)入氨化陽床運行，而應(yīng)啟動備用氫氧型混床，或?qū)①A存塔中已再生和混合好的陽、陰樹脂送入混床，采用氫型混床運行。
綜上所述可知，氨化陽床具有氨化混床的主要優(yōu)點，即能徹底地除去水中的硬度和有效地去除水中的腐蝕產(chǎn)物，周期長，再生次數(shù)少，酸、堿和氨的用量少，以及水耗低等。其缺點也相近，即在進水陰離子雜質(zhì)(具體表現(xiàn)為進水經(jīng)氫離子交換后電導(dǎo)率值)和二氧化硅濃度高時不能采用。但是，氨化陽床可以在不須使陽、陰樹脂非常徹底地分離和徹底再生的條件下實現(xiàn)，而這兩點對氨化混床則是必須的。特別是氨化陽床不需要象氨化混床那樣，采用很高純度和很高用量的堿對陰樹脂進行再生。這可使許多本來不具備采用氨化混床運行條件的凝結(jié)水處理系統(tǒng)，有可能采用氨化陽床方式運行而達到幾乎同樣的效果。
有關(guān)氨化混床內(nèi)容，參考水利電力出版社1989年出版的“凝結(jié)水處理”143～194頁和中國電力出版社1998年出版的“發(fā)電廠水處理工程”第八章。
權(quán)利要求
1.一種可以在具有離子交換設(shè)備的凝結(jié)水處理系統(tǒng)中采用的氨化陽床運行法，其特征在于，在凝結(jié)水水質(zhì)條件符合要求時，可以使銨型陽樹脂層單獨承擔(dān)離子交換部分的工作，按氨化陽床方式運行。
2.如權(quán)利要求1所述的氨化陽床運行法，其特征在于，可以在凝結(jié)水處理系統(tǒng)離子交換部分的第一步為氫型陽床的情況下(其后為混合床或陰床)采用。其具體做法可以是在氫型運行失效、開始氨穿透時，將后面的離子交換旁路，使已經(jīng)接近氨化的陽床單獨承擔(dān)離子交換任務(wù)，并過渡到氨化運行也可以是在向氨化運行過渡階段的出水漏鈉高峰過后，再直接轉(zhuǎn)為氨化陽床運行。
3.如權(quán)利要求2所述的氨化陽床運行法，其特征在于，在氨化陽床運行失效后，視重新裝入的陽樹脂離了型的不同，該陽床可以接著以氫型陽床，或氨化陽床等方式運行。
4.如權(quán)利要求1所述的氨化陽床運行法，其特征在于，可以在凝結(jié)水處理系統(tǒng)離子交換部分僅為單一混床的情況下采用，其達到氨化運行的方法可以是以氫型混床失效后分離出的陽樹脂裝入混床設(shè)備，使其過渡到氨化運行以再生后為氫型的陽樹脂裝入混床設(shè)備，使其先經(jīng)過氫型運行階段，再過渡到氨化運行；以在體外再生系統(tǒng)中已轉(zhuǎn)為銨型的陽樹脂裝入混床設(shè)備，直接進入氨化運行。
5.如權(quán)利要求4所述的氨化陽床運行法，其特征在于，在氨化陽床運行失效后，視重新裝入樹脂品種和離子型的不同，該混床設(shè)備可以接著以氫型混床，或氫型陽床，或氨化陽床等方式運行。
全文摘要
在凝結(jié)水水質(zhì)正常的情況下,可使已轉(zhuǎn)為銨型的陽樹脂層單獨承擔(dān)凝結(jié)水處理離子交換部分的運行。它可適用于離子交換部分為單一混床或第一步為氫型陽床(后為混床或陰床)的兩種情況。在氨化陽床因進出水壓差或水質(zhì)超標(biāo)而失效后,可以再轉(zhuǎn)為氫型混床或前置氫型方式運行;也可于擦洗、再生后繼續(xù)按氨化陽床運行。在凝結(jié)水水質(zhì)不正常時,不應(yīng)采用氨化陽床運行。氨化陽床具有近于氨化混床的性能,但所需條件不象氨化混床那樣嚴格。
文檔編號C02F1/42GK1267642SQ9910373
公開日2000年9月27日 申請日期1999年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月23日
發(fā)明者張澄信 申請人:張澄信