仲 強(qiáng)

（中石化天津分公司，天津 300271）

化學(xué)除鹽水處理系統(tǒng)的相關(guān)研究

仲 強(qiáng)

（中石化天津分公司，天津 300271）

除鹽水處理過(guò)程中電導(dǎo)率超標(biāo)為常見(jiàn)問(wèn)題，對(duì)水質(zhì)影響比較大，在很大程度上降低處理效果。為降低此項(xiàng)因素的影響，可以采取化學(xué)除鹽法進(jìn)行處理，對(duì)整個(gè)處理過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，控制出水電導(dǎo)率與pH值，確保設(shè)備的正常運(yùn)行，提高生產(chǎn)效率。本文結(jié)合除鹽水處理流程特點(diǎn)，研究了化學(xué)除鹽水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

化學(xué)除鹽水；電廠；電導(dǎo)率

除鹽水水質(zhì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備以及生產(chǎn)效益有著重要影響，自然水存在較多雜質(zhì)，如果生產(chǎn)時(shí)選擇應(yīng)用未經(jīng)處理的水，容易造成各設(shè)備積鹽、結(jié)垢、腐蝕，導(dǎo)致其在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，縮短服務(wù)壽命。

1 化學(xué)除鹽水處理系統(tǒng)原理

化學(xué)除鹽水處理，即通過(guò)H型陽(yáng)離子交換器與OH型陰離子交換器，進(jìn)行離子交換反應(yīng)，達(dá)到去除水中所含陰、陽(yáng)離子目的，得到高純水。第一，陽(yáng)床離子交換反應(yīng)。一般選擇用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為交換劑，其職能與原水中陽(yáng)離子發(fā)生以下反應(yīng)：

可以得知，原水經(jīng)過(guò)陽(yáng)床發(fā)生交換反應(yīng)后，水中陽(yáng)離子大部分都等當(dāng)量的轉(zhuǎn)化為氫離子，最終得到酸性水。則HCO3-已經(jīng)被分解成二氧化碳。即： H++HCO3→CO2↑+H2O

對(duì)于產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，可以通過(guò)除碳器去除。待陽(yáng)床失效后，利用一定濃度鹽酸或硫酸進(jìn)行再生，反應(yīng)為：

第二，陰床離子交換反應(yīng)。交換劑多選擇用強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，與陰離子發(fā)生交換反應(yīng)：

根據(jù)反應(yīng)可以得知，經(jīng)過(guò)陰、陽(yáng)床交換處理后的原水，基本可以消除水中所含有的全部陽(yáng)、陰離子，整個(gè)過(guò)程為化學(xué)一級(jí)除鹽系統(tǒng)。系統(tǒng)處理后，又可以保證出水純度，同時(shí)經(jīng)過(guò)混床處理后還可滿足工藝參數(shù)要求。如果陰床運(yùn)行故障，可以選擇用5～8%氫氧化鈉溶液進(jìn)行再生，則綜合反映為：

選擇用于鹽酸與氫氧化鈉作為陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂再生劑，設(shè)計(jì)有鹽酸貯存槽和堿貯存槽，可以需求貯存一定量酸堿藥劑，且應(yīng)用噴射器來(lái)計(jì)量所需要投加的酸堿量。

2 化學(xué)除鹽水處理系統(tǒng)要點(diǎn)

2.1 處理流程

將生水通入生水緩沖水箱內(nèi)，利用生水泵將其送往機(jī)械過(guò)濾器，將水中的余氯和有機(jī)物全部去除干凈，降低生水濁度。然后將初步處理的水送往規(guī)定床鈉離子過(guò)濾器，將水中含有的鈣鎂離子去除干凈，將處理后的軟水送往脫碳塔進(jìn)行CO2去除，確定達(dá)到反滲透主機(jī)水質(zhì)要求后進(jìn)入其內(nèi)部，由反滲透系統(tǒng)將生產(chǎn)的除鹽水輸送到指定位置［1］。整個(gè)處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，則需要再次進(jìn)入到生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)處理，而不能再次利用的部分，則按照要求直接排放或納入污水處理系統(tǒng)。還需要確定生產(chǎn)工藝內(nèi)所有設(shè)備均可以維持在良好的運(yùn)行狀態(tài)，如生水箱、生水加壓泵、固定床鈉離子軟化系統(tǒng)、機(jī)械過(guò)濾器、超濾系統(tǒng)以及反滲透系統(tǒng)等。

2.2 注意問(wèn)題

（1）出水電導(dǎo)率。對(duì)出水電導(dǎo)率進(jìn)行控制，關(guān)鍵是將電導(dǎo)率數(shù)值控制在規(guī)定范圍內(nèi)，避免因水質(zhì)差異導(dǎo)致預(yù)脫鹽水水質(zhì)產(chǎn)生波動(dòng)。在整個(gè)生產(chǎn)除鹽水過(guò)程中，會(huì)向外排出一部分反滲透濃水，并存在一部分直接回流到反滲透濃水箱內(nèi)，會(huì)與生水相互混合，作為預(yù)脫鹽水再次生產(chǎn)應(yīng)用。受環(huán)境溫度影響，生水水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定變化，由此反滲透濃水回流量大小變化便可以對(duì)預(yù)脫鹽水電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般情況下，反滲透濃水生產(chǎn)總量穩(wěn)定，而回流量大小主要由外排調(diào)節(jié)閥開(kāi)度決定。而反滲透濃水與生水會(huì)在反滲透濃水箱內(nèi)混合，到除鹽水產(chǎn)生階段，為一個(gè)大滯后過(guò)程，會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)效率產(chǎn)生很大影響。且時(shí)間滯后還會(huì)對(duì)控制信號(hào)產(chǎn)生影響，干預(yù)過(guò)程變量輸出無(wú)效，無(wú)法向除鹽水自動(dòng)控制提供反饋信號(hào)，使得系統(tǒng)響應(yīng)超調(diào)，嚴(yán)重的甚至?xí)斐烧麄€(gè)系統(tǒng)全部失效。

（2）出水pH值。對(duì)出水pH值進(jìn)行控制，即將其穩(wěn)定在給定指標(biāo)范圍內(nèi)，且避免流量、溫度、游離CO2變化產(chǎn)生的影響。一般是選擇通過(guò)計(jì)量泵將一定濃度氨水輸入到除鹽水管道內(nèi)，與酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，來(lái)改變pH值?；谒釅A中和原理，氨水添加量與除鹽水pH值變化并不是線性關(guān)系，當(dāng)達(dá)到中和點(diǎn)后，酸堿中和反應(yīng)pH會(huì)出現(xiàn)突躍。除鹽水通過(guò)陰陽(yáng)離子交換器處理后，除去了全部的陰陽(yáng)離子，pH更接近純水，這樣即便是向其中加入氨水，也不會(huì)造成pH大幅度的改變。因此，在對(duì)除鹽水出現(xiàn)pH值進(jìn)行控制時(shí)，重點(diǎn)要控制好添加的氨量。另外，除鹽水供水流量和除碳風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)CO2清除量產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致pH控制會(huì)出現(xiàn)時(shí)變性。酸堿中和以及pH值檢測(cè)后會(huì)存在一個(gè)時(shí)間滯后過(guò)程，導(dǎo)致pH值控制具有滯后性。

2.3 化學(xué)除鹽水處理系統(tǒng)

選擇一級(jí)除鹽+混床。一級(jí)除鹽系統(tǒng)選擇用單元制，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂選擇用鹽酸再生工藝。根據(jù)工藝用水量60t/h，自身水耗按照總用水量10%計(jì)算，總用水量為66t/h。其中，設(shè)計(jì)2臺(tái)陰離子交換器，且設(shè)計(jì)為1運(yùn)1備。并且因?yàn)樵捕缺容^大，還需要設(shè)置2臺(tái)陽(yáng)離子交換器，為1運(yùn)1備。并且，強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換器與強(qiáng)堿陰離子交換器均選擇用無(wú)頂壓逆流再生，所需再生劑消耗降低，處理后出水水質(zhì)有保障，且可有效提高工作交換容量。要求處理后除鹽水水質(zhì)可以達(dá)到要求：總硬度≈0，電導(dǎo)率為0.1～0.5μm/cm；SiO2≤0.02mg/L。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)化學(xué)除鹽水處理系統(tǒng)進(jìn)行分析，需要掌握除鹽水生產(chǎn)流程要點(diǎn)，并分析常見(jiàn)問(wèn)題，確定控制要點(diǎn)。以提高除鹽水生產(chǎn)效率為目的，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，對(duì)整個(gè)處理系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，提高系統(tǒng)運(yùn)行有效性。

［1］張浩，王雪宇.化學(xué)除鹽水處理系統(tǒng)運(yùn)行分析［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2004，03：146-147.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.026

仲?gòu)?qiáng)（1985-），男，河北張家口人，學(xué)士，研究方向：環(huán)境工程。