资源描述：
《某水泥厂阴阳离子交换器故障分析、对策及被污染机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、龙源期刊网http://www.qikan.com.cn某水泥厂阴阳离子交换器故障分析、对策及被污染机理研究作者：董明来源：《科技创新导报》2011年第16期 摘要:笔者对某水泥厂阴阳离子交换器产生的故障进行了分析,采取了相应措施,并从机理上阐述了污染物对阴阳离子交换器污染的原因。 关键词:离子交换器树脂铁离子污染 中图分类号:TM621文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0001-01 1引言 离子交换树脂具有化学稳定性好、机械强度高、交换
2、能力大等优点,因而在锅炉用水处理及除盐水、纯净水的生产中得到了广泛的应用。但在使用过程中,常出现清洗水不断增加,出水水质差,周期性制水量不断下降,颜色变深,树脂交换容量不断下降等现象[1]。根据以上现象,可认定为树脂受到污染。如果不及时采取合理措施使其再生,就会造成树脂失效,甚至报废,影响正常生产。笔者结合生产实践,谈谈造成树脂污染的原因、预防措施及处理方法。离子交换树脂表面被有机物等杂质覆盖或树脂内部的交换孔道被堵塞而使树脂的工作容量明显降低,但树脂结构无变化的现象叫树脂的污染。 2设备简介和故障情况 某水泥厂
3、位于洛阳偃师,旋窑工艺,利用旋窑产生的高温烟气尾气发电,配有4.5WM发电机一台,余热锅炉为3.8MPa中压锅炉,所配水处理设备为电渗析器,DN1200阴阳离子交换器,酸碱再生装置和脱碳塔。其中一台阳离子交换器在使用一年后出现了周期制水量逐渐下降,再生次数增多的现象,不久又出现了交换器罐体被腐蚀穿透泄漏,不得不让交换器退出运行,进行修复。 3故障分析 从交换器中清理出阳离子交换树脂,对树脂全交换容量进行测定,全交换容量为2.1毫克当量/克,树脂的全交换容量降低了50%以上。龙源期刊网http://www.qika
4、n.com.cn 离子交换树脂表面粘附着有棕黄杂质,树脂颜色变深,呈深棕色和黑色。将受到污染的树脂用除盐水清洗干净,在10%的食盐溶液中浸泡30min后,再清洗干净,从中取出约二分之一的树脂样品放入试管中,随后加入2倍树脂体积的6mol/L的盐酸溶液,密闭振荡15min后,取出酸液注入另一支洗净的试管中,加入一滴饱和的硫氰化胺,生成的不透明的棕黑色,可以判断离子交换树脂受到胶态悬浮体铁和三价铁离子的严重污染。 由于离子交换器罐体内的衬胶层在施工时残存有气体没有被释放出来,运行和再生时反复挤压,使胶层脱离钢板出现漏
5、口,再生时的盐酸溶液通过衬胶漏口进入胶层内部与铁发生化学反应,产生大量的Fe2+,Fe2+被氧化成Fe3+,Fe3+与树脂交换基团上的RSO3H发生吸附,生成(RSO3)3Fe,结合牢固,解吸时低浓度的再生液不容易将其解吸下来,Fe3+越聚越多,布满整个树脂层,从而最终影响了树脂对水中其它阳离子的吸附,致使全交换容量降低,周期制水量大为减少,再生频繁,酸耗量大幅上升。 铁离子对离子交换树脂的污染有三种不同的情况: (1)铁离子以胶态悬浮体出现时,它会从过滤器中漏过而污染阳离子交换树脂。 (2)铁以二
6、价铁离子的形式交换到树脂上,随后被氧化成三价铁离子,从而在树脂颗粒上形成凝胶状的不溶于水的铁的氢氧化物。 (3)铁以三价铁离子的形式交换到树脂的交换基团上,在再生过程中不能被完全除去而残留在树脂中。 4故障修复措施 (1)打开交换器人孔,进入阳离子交换器内部,清理出交换器内部的树脂,树脂已经变成了黑红色,取出部分样品进行全交换容量测定,另外确定泄漏部位。泄漏部位发生在交换器底部,出液管和罐体的连接处,该处的衬胶呈剥离状态,用凿子沿翘起的衬胶边缘将衬胶剔除,检查漏洞,漏洞有如黄豆大小,漏洞口周围的铁已
7、被腐蚀变薄,外观呈黑色豆腐渣样。 (2)沿漏洞周围将鼓起的衬胶剔除,露出至少1.5cm长未被腐蚀的钢板基面,用手提砂轮机将板面打磨至露出铁金属光泽,漏洞口外部用Φ40×3圆木片压盖,沿罐体外圈用铁丝捆扎,使用宜兴市衬胶厂橡胶型环氧修补剂,在交换器内部对金属面进行全面修补,将漏口周围需要搭接的衬胶打毛,胶层总厚5～7mm,分二次刮涂,第一层固化完成后再进行第二层施工。边缘处覆盖压住已打毛的原有衬胶面,压盖长度3.5cm,涂胶过程中施压,单层固化时间24小时。 （3)使用专用树脂清洗桶,配以高压风机,将氯化钠,氢氧化
8、钠和盐酸分别配制成10%～15%的溶液,将中毒树脂浸泡,其中每种药剂的浸泡清洗时间为3～5小时,清洗用水为软化水,用高压风搅动树脂,每桶树脂在一个清洗周期完成时即测定全交换容量,
