李盛好

摘要:在檢驗檢測過程中,將近50%鍋爐給水由于高價的鐵離子使樹脂交換基失去交換能力,當(dāng)進(jìn)水中含有少量三價或二價鐵離子時,陽樹脂將會優(yōu)選與這些鐵離子結(jié)合,在水中溶解氧的作用下將其中的Fe2+氧化為Fe3+,使其牢牢的結(jié)合在樹脂交換基團(tuán)上直接影響了鍋爐的使用壽命。對此進(jìn)行分析,并提出樹脂的復(fù)蘇可行性辦法。

關(guān)鍵詞:鍋爐;陽離子交換樹脂;鐵離子;中毒;復(fù)蘇

中圖分類號:F403.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號: 1671—7740(2009)07-0101-01

在檢驗檢測過程中,將近50%鍋爐存在不同程度結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象,直接影響了鍋爐的使用壽命。主要原因是鍋爐水處理設(shè)備制水能力差,不能有效地控制給水指標(biāo)。使鍋爐水處理設(shè)備制水能力下降的原因主要是高價的Fe3+,重金屬離子牢固的占據(jù)樹脂交換基,使其失去交換能力。

鐵離子氧化生成的Fe3+因在水中的溶解度極小、故以Fe(OH)3形式由水中沉淀析出。當(dāng)水中含鐵濃度大于0.3毫克/升時,水便變渾,超過1毫克/升時水具有鐵腥味。軟化鍋爐用水,一般都用陽離子交換樹脂處理。工業(yè)鍋爐用的地下水,由于水中含鐵量較高或管路、容器的腐蝕,引入大量的鐵毒化了樹脂,造成樹脂工作容量形成永久性的降低,使交換劑交換容量減少,鹽耗增大,軟化效率降低。一般再生方法或進(jìn)行常規(guī)的酸堿處理,均不能令其恢復(fù)交換能力,稱為樹脂被毒化。樹脂為多孔網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu),多孔網(wǎng)眼是離子在樹脂內(nèi)部擴散進(jìn)出的通道,通道內(nèi)壁具有眾多的功能基團(tuán),是離子交換反應(yīng)的活性點,一旦此活性點被覆蓋,離子交換過程就無法進(jìn)行。由于強酸性陽離子交換樹脂對水中的三價鐵離子親合力極強,其選擇交換順序為:Fe3+ >Al3+ >Fe2+ >Ca2+ >Mg2+ >K+>NH4+ >Na+ >H+。當(dāng)進(jìn)水中含有少量三價或二價鐵離子時,陽樹脂將會優(yōu)選與這些鐵離子結(jié)合,在水中溶解氧的作用下將其中的Fe2+氧化為Fe3+,使其牢牢的結(jié)合在樹脂交換基團(tuán)上。在再生時卻難以洗脫下來,從而阻礙了離交換反應(yīng)的進(jìn)行或是在離子交換反應(yīng)過程中生成難溶的沉積物,并沉積在樹脂內(nèi)部,阻塞了離子交換的通道。樹脂中毒程度輕重不一,嚴(yán)重中毒樹脂交換容量可降低80%～95%,使樹脂面完全失去軟化水的能力。

樹脂鐵中毒后,用常規(guī)低濃度的食鹽再生液很難將樹脂交換基團(tuán)上的鐵離子置換下來。以下介紹幾種復(fù)蘇方法,供參考。

方法一,徹底反沖洗樹脂層后,用8.0%HCl溶液,以6 m/h流速逆向流經(jīng)樹脂層。用原水沖洗該層至出水pH≥5.5。用9.0%NaCl溶液,以6 m/h流速逆向流經(jīng)樹脂層。用軟化水沖洗樹脂層5 min完成樹脂復(fù)蘇。轉(zhuǎn)入正常的軟化交換過程。此法適用于輕度鐵中毒樹脂的復(fù)蘇。

方法二,對于中度鐵中毒樹脂的復(fù)蘇,可在上述兩步復(fù)蘇方法的基礎(chǔ)上,再增兩道工序:用8.0%NaOH溶液,以8 m/h流速逆向流經(jīng)樹脂層。用原水沖洗樹脂層至出水pH≤8.5。用9.0%NaCl溶液,以6 m/h流速逆向流經(jīng)樹脂層。用軟化水以9 m/h流速逆向清洗樹脂層5 min后,轉(zhuǎn)入正常軟化交換過程。此方法的復(fù)蘇效果比較理想,但復(fù)蘇費用較大。

方法三,目前樹脂復(fù)蘇新技術(shù),BM+超聲波+CBA(ASB)樹脂復(fù)蘇新技術(shù),利用超聲波的空化清洗作用,配合復(fù)蘇藥劑,疏通堵塞微孔,恢復(fù)交換基團(tuán)的交換能力。

陽離子交換樹脂在使用中會受到各種污染,及時對污染情況進(jìn)行分析,找出污染的原因并有效地復(fù)蘇樹脂是保證樹脂安全經(jīng)濟(jì)運行的有力措施。但是,樹脂污染后進(jìn)行復(fù)蘇只是一種補救措施,生產(chǎn)中應(yīng)該重視水的預(yù)處理工作,及時消除隱患,才能夠有力地保證后續(xù)水處理系統(tǒng)的安全運行。

參考文獻(xiàn):

[1] 李紅升.離子交換樹脂污染的處理[J].黑龍江紡織,2001,(6).

[2] GB1576—2001《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》[R],2001.

[3] 余連群,王三反.陽離子交換樹脂中毒復(fù)蘇方法研究[J].工業(yè)水處理,1999,(19).

[4] 馬亞軍,王建國.固定床離子交換樹脂復(fù)蘇方法的探討[J].渭南師范學(xué)院學(xué)報,2002,(5).

[責(zé)任編輯程凡]