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化学水处理装置的优化运行及改进措施

来 源:中华水网   发布时间:2011-02-22 移动版

尼龙砧盐公司动力厂化学水装置负责供给2台75t锅炉及厂区其他各用户生产用脱盐水及纯水,水处理质量的好坏直接影响锅炉的安全稳定运行和66盐水溶液的质量。从1998年4月投产以来,由于设计、设备原因及生产运行经济不足等,我们遇到很多问题,为此进行了大量技术改造,对运行设备、再生系统、交换器、冷凝液系统等多方面进行了改造完善,现将这4年来的技术改造、运行情况、遇到的问题及处理情况做一个简要的介绍。

1 工艺流程

  化学水装置包括脱盐、冷凝液回收两大系统。
  脱盐系统为二级除盐系统。

  其中阳床为双室浮动床,阴床为单室浮动床。

2 存在问题及其处理方法

2.1 酸碱再生系统
2.1.1 卸酸碱平台

  酸碱系统供阳床、阴床,混床再生及中和池再生中和。
  原设计卸酸碱平台仅0.4m高,且较平坦,实际使用时,槽车内酸碱很难卸干净。我们根据实际情况将平台加高到0.92m高,将坡度由2%增加到7.5%满足了使用要求。
2.1.2 再生用碱
  生产初期,再生用烧碱为隔膜碱(30%),含氯化钠过多,且经检验铁离子超标。因为Cl-易被树脂吸附,不易被洗脱出去,会降低树脂工作交换容量,缩短运行周期,使出水水质下降[1]。杂质含量过多逐步沉积,严重时把地下输碱管道堵死,几乎造成全厂停车;含铁离子多会使树脂污染,铁中毒。运行不到半年我们根据实际情况决定将隔膜碱改为离子膜碱(两种碱主要成分含量对比见表1),解决了上述问题,取得很好的效果。

表1 两种碱主要成分含量对比

种类 w(NaOH)/% w(NaCl)/% w(Fe2O3)/% w(Na2CO3)/%
隔膜碱 30.0 5.0 0.01 0.6
离子膜碱 30.0 0.01 0.0005 0.06

2.1.3 再生系统设备
  酸碱再生系统主要运转设备是酸碱计量泵。酸计量泵原设计为MJ4型隔膜计量泵,由于浓盐酸(31%)具有很强的腐蚀性,而计量泵由于质量原因,隔膜经常损坏,造成计量泵泄漏,泵部件经常损坏,造成无法使用,不仅增大了检修工作量,也无法保证正常生产;碱计量泵原设计为ZJ4型柱塞计量泵,后因烧碱含杂质多,经常堵塞管道,使计量泵无法正常运行。
  由于原始设计既有计量泵,又有喷射器,造成重复,因此,我们根据实际经研究决定,不用计量泵,将酸碱管线绕过计量泵,直接接至喷射器,解决了问题,使用至今,效果良好。
  根据其他同类企业化学水装置的情况看,如果计量泵质量可靠,则可选用,否则,宜直接选用计量箱加喷射器。
2.1.4 酸碱管线
  碱管线原设计为碳钢管,时间长了产生腐蚀,从而产生铁离子,进人阴床、混床,造成树脂铁污染,我们将碱系统管线改为不锈钢管,消除了这个不利因素影响。
  原设计盐酸再生系统所用管道为碳钢衬胶管,由于村胶质量问题,加上施工时处理不太妥当,以及浓盐酸对管道的侵蚀,系统运行仅几个月,酸管线经常泄漏,需频繁处理,几天就有一次,严重时造成失效床体无法及时再生,严重影响生产。后经讨论研究,我们将与浓盐酸接触的管线全改为PVC,经过2a的运行,酸再生液管线开始泄漏,我们又将从酸喷射器至阳床的管线改为订制
的耐酸耐压玻璃钢管线,彻底解决了酸再生系统泄漏问题。
  根据同类企业的运行经验,原设计酸管线为碳钢衬胶管材的,在运行过程中绝大多数都改为玻璃钢管或碳钢村四氟管,而碱管线绝大多数都改为不锈钢管。
  冬季,由于酸碱罐区在室外,本地气温最低能达到-10℃,而30%烧碱在0℃达到固液平衡状态[2],造成系统管道及设备内碱结晶,系统无法正常运转,严重影响生产。根据这种情况,我们在酸碱区增加了采暖,对碱管线增设了φ15伴热钢管,解决了碱结晶问题。
2.2 水处理设备问题
2.2.1 混床再生
  原设计阳、阴床再生用喷射器为2套酸喷射器,二套碱喷射器,混床失效再生时使用阳床、阴床喷射器。而阳阴床喷射器流量为24.6m3/h,混床流量只有4m3/h,由于混床再生时阳床和阴床酸碱喷射器不相协调,稀释水流量小,无法产生足够的吸力,造成进酸碱量很小,浓度根本达不到所需要求,造成混床失效后无法再生,因此我们根据实际情况重新为混床设计了1套再生系统,增加1套与实际流量配合的酸碱喷射器和相应管线、阀门,解决了混床再生问题。
2.2.2 脱盐的容量
  厂脱盐原设计为2台共300m3,正常运行用水量为190-230m3/h,再生一次需水140m3,如果系统正常运行可满足要求,但如果出现问题时,脱盐的水只能满足不到2h的供水,因此增加了1台1200m3,避免了因故障造成全系统停车。
2.2.3 纯水管线的材质选择
  因尼龙66盐生产对纯水质量要求很高,从化学水装置外送管廊至纯水用户的管线材质均为不锈钢,为避免装置内原有的碳钢材胶管线可能因村胶质量不好对水质造成的漏铁等影响,因此将混床出水管线至外送管廊的全部纯水管线包括纯,均改为不锈钢材质,有效的保证了外送纯水的质量。
2.2.4 中和池改造
  原设计中和池空气搅拌管为PVC管材,易老化、损坏,且布管不合理,开孔过少,风量不够,起不到良好搅拌作用。在大修期间,我们将搅拌管改为不锈钢材质,根据搅拌强度计算开孔面积,根据面积开孔、布管,解决了存在的问题。
2.2.5 冷凝液系统
  冷凝液回水温度100℃左右,热量不回收是浪费,我们根据实际情况将换热站采暖水热源由蒸汽改为冷凝液,这项措施不仅节约了蒸汽,缓解了生产压力,也充分利用了冷凝液的热量。

3 运行程序优化及参数的修正

  原设计再生程序中,充水,进酸碱,置换,正洗,最后一步是顺洗,通过再生泵经顺洗阀,反排阀,由下至上洗约15min,至指标合格,再生结束。这一步经运行实践证明,再生泵流量小,无法完全托起床层,造成了树脂乱层,影响出水水质,造成阳床漏钠,阴床制水批量下降,浮动床最忌乱层,因此我们决定取消顺洗这一步,延长正洗时间,正洗合格后再生结束。经以后实践证明,取消
这一步后,阳床、阴床制水批量明显上升,取得良好的效果。
  在投产初期,运行参数基本上是根据理论计算参考其他单位制定上的,经过几年来实际生产情况,我们采用较高酸碱消耗取得较高再生度的方法,同时对各运行参数进行调整,如在流量、酸碱浓度(3.5%-4.5%)不变的情况下,进酸碱时间由40min改为30min,经过调整,阴床制水批量增加,酸碱消耗量大大降低。

4 改造效果

  化学水装置经过这几年的改进、调整,整个系统安全稳定经济运行,完全保证了锅炉。66盐生产的正常供水,同时降低了生产成本,改造前后的经济效果对比见表2。

表2 改造前后的经济效果对比

考核时间 交换器运行周期/h 酸耗/(kg.t-1) 碱耗/(kg.t-1)
投产初期 15-19 1.45 1.35
改造后 20-24 0.95 0.95

  冷凝液系统改造后,据有关部门测算,每年节约蒸汽、脱盐水、电费等,价值260多万元,产生了巨大的经济效益。

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