离子交换树脂再生时酸碱耗高的原因分析及 解决对策

1、离子交换树脂再生时酸碱耗高的原因分析及解决对策摘要：电厂运行过程中需要对水进行化学处理，在处理的过程中常用到离子交 换树脂再生技术，在树脂再生处理的过程中需要降低酸碱的消耗，以降低生产成 本，本文将围绕降低酸碱耗的相关内容进行分析，以供参考。关键词：离子交换；酸碱消耗；树脂交换1.刖言在电厂水处理的过程中，如果树脂的再生酸碱耗高不但会增加运行成本，也 会增大企业的负担，不满足精细化管理的要求。2原因分析2.1再生液的质量再生液的纯度对离子交换树脂的再生效果有很大的影响。当再生液的纯度高 且杂质含量低时，树脂的再生速率高且再生的效果良好。目刖，我们水处理树脂 再生中使用的再生液是工业盐酸和工业氢

2、氧化钠，其再生液浓度应至少30%，且 杂质含量必须符合相应国家标准。2.2再生过程在再生过程中，要严格控制再生液的数量、温度、浓度和流速，并根据操作 规程和规范增补树脂以调整树脂层高度，防止树脂在再生过程中乱层或偏流，保 证整个再生过程合理化和规范化。2.3悬浮物的污堵原水中的悬浮物会堵塞树脂层中的孔隙，从而增大其水流阻力，增大运行压 降，同时也会覆盖在树脂颗粒的表面，降低树脂的工作交换容量。2.4铁的污染阳、阴树脂都可能会发生铁污染。被污染树脂的外观为深棕色，严重时可能 变为黑色。一般情况下，每100g树脂中的含铁量超过150mg时，应立即进行处 理，因为铁的存在会加速阴树脂降解。在阳树脂使

3、用中，原水带入的铁离子，大部分以Fe2+存在，它们被树脂吸收 以后，部分被氧化为Fe3+，再生时不能完全被H+交换出来，因而滞留于树脂中 造成铁的污染。使用铁盐作为混凝剂时，部分矶花带入阳床，过滤作用使之积聚 在树脂层表面，再生时酸液溶解了矶花，使之成为Fe3+，部分被阳树脂所吸收， 造成铁污染。工业盐酸中的大量Fe3+，也会对树脂造成一定的铁污染。用于钠离 子交换的阳树脂更容易受到铁的污染。阴树脂中的铁含量有时会比阳树脂大许多倍。阴树脂的铁主要来源于再生液， 一般隔膜法生产的烧碱，其中含有0.01%0.03%的Fe2O3，同时还含有67mg/L 的NaClO3，这样的烧碱在贮存和输送过程中与

4、铁容器、管道（无防腐层）接触， 将生成高铁酸盐（FeO4）。高铁酸盐随碱液进入阴床后，因pH值的降低，将发 生分解，其反应式如下：2FeO42- + 10H+ 今 2Fe3+ + 2/3 O2 + 5H2OFe3+进一步生成Fe（OH）3，附着于阴树脂颗粒上，造成铁污染。树脂遭受铁污 染以后，在一般的再生过程中不能除去，必须用盐酸进行清洗，常用的清洗方法 是用10%HCl溶液，在进行此方法前，必须检查交换器设备的耐腐蚀性能，否则 须用加抑制剂的盐酸。将相当于树脂床体积0.5倍的10%HCl溶液从树脂床顶部进入（要考虑到树脂 床内的残余存水，保持HCl溶液的浓度），从树脂床底部排出相当于床内残余

5、存 水的水量，将溶液搅拌后，并与树脂充分接触12小时，排出酸液，自上而下淋 洗，然后反洗30分钟，除去疏松物质，最后将树脂床再生后即可投运。2.5硅的污染硅化合物污染发生在强碱型阴离子交换器中，尤其是在强、弱型阴树脂联合 应用的设备和系统中，其结果往往导致阴离子交换器除硅效率下降。阴床的强碱型树脂再生不当、失效的树脂未及时再生或阴树脂再生不彻底， 会发生硅酸在树脂颗粒内部聚合的现象，而难以再生，这种现象是硅在树脂内的 积聚，不属于硅的污染。硅的污染是指再生过程中，已从树脂上再生出来的硅酸 盐，由于再生液pH值的降低，大量的硅酸以胶体状态析出，严重时再生液可以 变成胶冻状，被覆于树脂表面，影响树

6、脂的交换容量，并造成出水SiO2含量增高。顺流再生固定床和移动床一般不会发生硅的污染。硅的污染主要发生于原水 中硅的含量与总阴离子含量（不包括碱度）比值高的对流再生单床，尤其是在弱、 强型阴离子交换树脂联合应用的设备和系统中。清洗二氧化硅污染可用烧碱进行处理，建议用量为130 160 g/L，浓度为 2.0 %，处理温度为50C60C，树脂床须先浸泡，如条件不允许，可将溶液以2 个床体积/小时的流速通过树脂床，此方法的关键是保持较高温度及接触时间。3采取的措施3.1改善再生过程控制当前，火力发电厂充分利用现有设备来提高树脂再生的效率，延长树脂的工 作周期，并改善再生过程的控制以减少酸和碱的消耗

7、。这是提高水处理设备经济 效益和降低生产成本的最直接方法，也是最有效的措施。根据离子交换脱盐理论，树脂交换基团的再生程度与交换基团和酸碱再生液 之间的接触时间成比例，换句话说，酸碱溶液在床中的长停留时间会导致离子的 完全交换。我们可以通过调节喷射器进口阀门来控制再生液的流速，这有助于再 生液中树脂交换基团和活性离子之间的完全置换，尤其是硅酸盐的交换，从而延 长了树脂的工作周期，并减少了酸、碱消耗。3.2严格控制再生酸、碱量在树脂再生时，酸和碱的量以体积计量，这非常不便于控制。可以测量并计 算酸、碱计量箱，然后根据高度将其转换为体积，最后根据浓酸碱溶液浓度的变 化均匀地调节酸碱的量，这会使得操作

8、者更加易于掌握和管理并减少酸、碱的量。3.3加强对原水的预处理为防止悬浮物的污堵，主要是加强对原水的预处理，以降低水中悬浮物的含 量，为清除积聚在树脂层中的悬浮物，可采用增加过滤器的反洗次数和时间或使 用压缩空气擦洗等方法。常用化学除盐系统对进水悬浮物的要求一般如下：化学除盐单元悬浮物（mg/L）强酸阳（顺流再生）V 5强酸阳（对流再生）V 2强酸阳（浮床）V 2强酸阳（顺流）T强酸阳（浮床）V 5阳双层床、双室床V 2阳双室浮床V 2弱酸阳（顺流）T强酸阳（顺流）V 5弱酸阳(顺流)T强酸阳(浮床)v 53.4防止树脂发生铁污染的措施减少阳床进水的含铁量。对含铁量高的地下水应先经过曝气处理及

9、锰砂 过滤除铁。对含铁量高的地表水或使用铁盐作为凝聚剂时，应添加碱性药剂，如 Ca(OH)2或NaOH,提高水的pH值，防止铁离子带入阳床。(2)对输送高含铁 量原水的管道及贮槽应考虑采取必要的防腐措施，以减少原水的铁含量。(3) 阴床再生用烧碱的贮槽及输送管道应采取衬胶防腐，以减少碱再生液的含铁量。(4)当树脂的含铁量超过150g/gR时，应进行酸洗。3.5防止硅污染的主要措施(1)阴床失效后要及时再生，不能在失效态长时间备用。(2)再生碱液应 加热，I型树脂不高于40C，H型树脂不高于35C(3)降低再生液的浓度至 2 % NaOH(4)再生液的流速不低于5 m/h，但应保持进再生液的时间不少于 30min(5 )联合应用系统中要从设计上保证弱型树脂先失效。4.结束语综上所述，在当前电厂水处理离子交换再生过程中，需要不断的调整工业参 数，严格控制再生液的浓度和纯度，并加强原水的预处理等一系列手段和措施， 以及利用新工艺和新方法，以达到降低酸碱的消耗，从而降低生产成本的目的。参考文献