二. 体内再生的过程 图138)
第二节 体外再生方式
由于体内再生方式存在着运行中水流量与再生液流量之间难以调和的矛盾,同时为了防止再生液和废液漏入热力系统的危险,发展发展了体外再生工艺。目前身体外再生工艺已经成为凝结水处理混床的主要再生方式
体外再生过程如下:混床失效后,将混床内的树脂输送到混床体外的容器中,进行空气擦洗、反洗分层、再生、清洗和混合等操作,然后送到混床内运行。两种树脂的分离是靠它们在水中沉降速度之差,用水反洗时,沉降速度低的阴树脂上浮,而沉降速度高的阳树脂下沉。分层后,在两种树脂层的交界面处,总会有部分阴阳树脂相互混杂,即阳树脂中混有阴树脂,阴树脂中混有阳树脂。混有阳树脂的阴树脂送到阴再生塔,用碱再生,阳树脂将彻底转为钠型,增加混床中钠型树脂量;同样,混有阴树脂的阳树脂用酸再生时,这些阴树脂则转为氯型。树脂中的钠型阳树脂和氯型阴树脂,在混床的运行中,会被凝结水中的氨根离子和氢氧根离子派代,造成钠离子和氯离子的漏过,影响出水水质。防止混止层内阳树脂变为钠型和阴树脂变为氯型的方法就是将混脂层单独存放,不参加阳、阴树脂的再生,使它们仍然保持混床失效时的离子型态。混脂层树脂与下一次失效的树脂在一起,重新进行反脂分层。 树脂的分离 1.概述
经过空气擦洗去除树脂颗粒表面吸附的腐蚀产物后,将进行阳、阴树脂的分离,以便分别进行再生。目前,在我国普遍采用的凝结水处理用树脂的分离方法包括高塔法和锥底法两种。 2.树脂分离的机理
混床树脂再生前,必须将阳、阴树脂分离,然后分别进行空气擦洗和再生。阳、阴树脂分离的工艺虽然很多,如中抽法、高塔法、锥底法等,但其机理只有两种:其一是常用的利用树脂颗粒在水中沉降速度的不同使其分离,即水力分离;其二是利用树脂颗粒的湿真密度不同,在密度介于两种树脂湿真密度之间的氢氧化钠溶液中,使阴树脂上浮,阳树脂下沉的方法使之分离,即浓碱分离法。水力分离法是对失效的树脂层进行反洗,使树脂颗粒在反洗水中,根据树脂颗粒沉降速度的不同而分离,沉降速度小的颗粒在树脂层的顶部,而速度大的则在树脂层的下部。虽然容器的通流面积是相同的,但是树脂颗粒间隙的流速则是下部大,上部小,因此,能够使树脂层膨胀到一定高度,稳定下来。在此情况下,悬浮的树脂颗粒能够按照沉降速度排列。由于阳树脂颗粒的沉降速度大于阴树脂,从而使两种树脂分离。混床树脂分离的过程是对失效的树脂进行反洗。当反洗水的流速达到一定时,树脂层开始膨胀,树脂颗粒间的孔隙率增大,间隙间的流速降低。在一定的反洗流速下,树脂层有一定的膨胀率。当反洗流速达到使沉降速度最大的阳树脂颗粒能够悬浮、松动时,全部树脂颗粒才能按照沉降速度的大小进行排列和分离。 3.影响两种树脂分离的因素
3.1 设备方面
两种树脂的分离是在分离塔内进行的,因此,分离塔的结构是重要的,对于水力反洗分层,要分离得好,树脂必须有足够的展开率。树脂层展开的原理是当树脂层沉降下来时,树脂颗粒间的孔隙率取决于球形颗粒的排列状态,一般为0.36左右。树脂层反洗时,水在颗粒间的孔隙中流动有一定流速,当这一流速高于树脂颗粒临界流速时,树脂颗粒开始向上浮动,树脂层开始膨胀。随着树脂层的膨胀,树脂层中的孔隙率增大,颗粒间的流速降低到颗粒的临界速度,则树脂层不再膨胀,即稳定下来,这就是反洗的出现,这将影响两种树脂分离的效果。如果分离塔的直径小,直筒段的高度大,那么,偏流就会和对流现象将减少,树脂分离得就更彻底。
由于分离塔内的水流是从底部排水系统(母支管或水帽)喷出,在两个支管或水帽之间存在“死角”,这部分树脂在正常流速下,很难被冲起来,其中将会有部分树脂混在阳树脂中,不能分离出来,造成交叉污染。“高塔法”的分离塔,除了,缩小直径、增加了高度外,在分离塔的顶部增大了直径,可以使用2倍于常规的反洗流速,将分离塔底部的树脂全部冲起来,全部树脂都浮起来,进入顶部的“帽子”中。然后,再逐渐降低流速,使阳树脂颗粒开始下降,直至全部树脂分离好,并沉降下来。这就是“高塔法”的分离塔的设计原理。 4.树脂的再生
4.1.凝结水处理混床的再生特点 4.1.1采用顺流再生
由于失效的混床树脂在分离或输送过程中,已经完全破坏了运行过程中的层态分布,因此,采用顺流再生与逆流再生的效果相同。为了操作的方便、可靠,凝结水处理混床树脂的再生一般都采用顺流方式。 4.1.2再生的离子交换反应 4. 1.2.1离子交换平衡的影响 4.1. 2.2再生产物水解的影响 4.2.影响再生效果的因素 4.2.1再生剂的用量 4.2.2离子型态分布的影响 4.2.3再生液的浓度 4.2.4再生液的流速 4.2.5再生液的温度 4.3. 再生操作步骤和控制 4.3.1空气擦洗 4.3.2排水 4.3.3进再生液 4.3.4置换 4.3.5清洗 5.树脂的混合
5.1混床树脂的混合状态
由于阳树脂的沉降速度大于阴树脂,因此混床内混合不好的树脂层,其上部大部分为阴树脂,下部大部分为阳树脂。