软水处理装置溶盐器的改进

2000 年某厂锅炉扩建工程竣工 , 购回配套装置 ZDRZ30 m 3 /h 全自动软化水处理设备 , 生产软化水供锅炉使用。 该装置投入运行后 , 经常出现软水不合格 , 锅炉用水得不到保障。 经过深入现场调查 ,找到了问题所在 , 实施了改进措施 , 使得先进的全自 动软化水处理装置在生产中发挥了很大的作用。

1  工作原理及技术参数

1.1  工作原理

全自 动软化水处理装置采用集装式多通路液动阀原理 , 将阀体、 喷射器、液压控制器组成一体。 通过全自 动电脑控制器可实现钠离子交换器的运行、落床、 进盐、 正洗、反洗等过程 , 操作简便 , 无需设专人岗位 , 无误操作现象 , 改变了目前国内采用多个阀门分散控制的落后面貌。

1.2  主要技术参数

设备参数 : 离子交换器尺寸为 D 1 200 mm  3 600 mm 。 生产能力 : 单柱制水能力为 30 m 3 /h, 单柱周期产水量为 5 690t 度。运行情况 : 工 作 压力 < 0.5 MPa, 运行周 期 1500 min, 再生用盐 300 kg/ 次。产品质量 : 原水总硬度 ! 9 mmol/L(25 德国度 ) 时 , 出水残留硬度 ∀ 0.03 mmol/L 。

1.3  集装式多通路阀结构原理及运行程序控制

多通路阀由阀体、 喷射器、液压控制器三部分组成。控制运行程序的水流通道之间由液压阀隔离 , 液压阀的启闭动作由原水提供力源 , 通过控制器切换 , 阀帽加压 ( 充水 ) 时推动阀瓣移动 , 将阀腔通道口关闭密封 , 阀帽泄压 ( 排水 ) 时 , 阀瓣反向位移 , 阀腔通道口 开启接通。 多通路组合阀背面的喷射器代替盐液泵 , 在控制器执行进盐程序时 , 水射器在喷射水的作用下抽吸质量分数为 22% 以上的浓盐液 , 在多通路阀内与水混合 , 被稀释成 5% ~ 8% 的稀盐液 , 进入浮动床离子交换器 , 对失效的钠离子交换树脂进行再生。 钠离子树脂交换柱分为左右两边 , 交替地进行生产。 生产工艺流程见图 1 。

图 1  全自 动水处理工艺流程

2  存在的问题

从图 1 可以看到 ,ZDRZ 型电脑自动控制软水装置是目前国内比较先进的处理装置。 其优点是采用了一个集装式多通路液动阀 , 将装置中需用的所有阀门、 一个喷射器、 液压控制器组成一体 ( 如图 1 中的多路阀所示 ), 取代了传统式的多个阀门分散控制的落后工艺。 但缺点是溶盐器 ( 容积 1 m 3 ) 没有配置动力搅拌器 , 也没有加热器 , 投入的再生树脂用盐 , 只能在常温下自 行溶解。 当再生急需用溶盐水时 , 就要靠操纵人员用木棒不停地搅动 , 人工搅拌溶盐即费时又费工 , 一天溶不了 100 kg 食盐 , 再生一次需溶解 300 kg, 由于盐溶液浓度得不到保证 , 时常发生软水处理不合格 ; 再生周期短 , 运行不到时间就需要再生 ; 食盐溶解不完全 ; 溶盐器内的过滤棒时常被未溶解的食盐堵塞。

3  改进的方法

针对上述问题进行了逐步分析 , 找到了问题的原因 , 确定了解决的办法 , 见表 1 。

由表 1 可以看到 , 四种故障现象都与盐的溶解不完全、盐水浓度不够有关。 因此 , 解决的途径是改进盐的溶解方法 , 保证盐水的浓度。 于是根据静态 时 , 在一定的温度下 , 盐一倒入装有水的容始溶解 , 溶解不完的盐就沉到容器的底部的周围很快形成了密度比较大的盐水溶水的密度大 , 沉在水的下面 , 水的密度小的上面 , 使得盐水不容易扩散 , 也就是说盐解了 , 或者说暂时饱和了。 动态时 , 在力盐和水都受到搅动 , 盐水溶液的区域扩大溶液是均匀的 , 不存在溶液的密度差别。直溶解下去 , 直至达到饱和为止。 由于装器是采用人工来溶解食盐 , 不能保证盐的盐水浓度 , 必须改进这种十分落后的溶盐们设计了几个溶盐方法 , 如动力搅拌装置输送装置等 , 但都因费用较大而放弃。 最空气在水中鼓泡的原理得到启发 , 设计一气动食盐溶解器 , 见图 2 。

该气动溶解器的工作原理是压缩空气从溶解器的出气孔喷射出去 , 直接撞击溶液和食盐 , 使食盐和溶液一起翻腾 , 起到了动力搅拌作用 , 改变了静态时盐溶液浓度不均匀的状态 , 从而加快了食盐溶解的速度。 气动溶解器取用压缩空气 , 只需气压 0.02~0.05 MPa 。 操作时只需用一条 D 25 mm 的夹布橡胶管与进气口 连接。 将气 动溶解器放入食盐溶解池内 , 通入空气 , 使池内的盐溶液不断鼓泡 , 可达到快速溶解食盐的目的。 过去几天都溶解不了的再生用盐现在只需几个小时就可完全溶解一次再生用盐 , 不但节省了人工 , 而且保证了配制盐溶液的浓度 ( 质量分数 22%), 使离子交换树脂再生效果大大提高 , 软化水质量达到了合格标准。

4  改进的效果

采用气动溶解器后 , 盐水浓度得到了保证 , 解决了存在的问题 , 其效果见表 2 。

由表 2 可知 , 改进前 , 盐量溶解不正常 , 盐耗量虽少 , 但单柱运行时间无法达到设计时的 1500 min 的要求 , 且再生后残留硬度时常超标 , 单柱出水量为不定值。 改进后盐耗量为设计值 , 但单柱运行时间超过了 1500 min, 再生后残留硬度大大降低 , 使得单柱出水量可达 1250t 。 改进后的效果十分显著 , 基本不需投资 , 降低了软水生产成本。 该装置运行很好 , 保证了生产用软水。

 

 

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