除盐水站培训课件

一级除盐水系统包括阳双室浮动床、除碳器、阴双 室浮动床、一级混床等，主要去除水中阴阳离子， 降低含盐量和二氧化硅含量，满足TPA装置用水要 求。 二级除盐水系统通过二级混床对一级除盐水进一步 进行除盐，出水满足MTO装置用水要求。 辅助系统主要包括再生系统及废水中和系统等部分。 多介质过滤器和活性炭过滤器的正洗反洗水、阳双 室浮动床正洗反洗水、阴双室浮动和混床的反洗水 及树脂清洗罐的排水收集后返回净水站混凝澄清池 处理，再次进入水处理系统；目前直接排放至雨水。 阴双室浮动床和混床的正洗水收集至回收水储罐， 作为离子交换床的再生稀释水，从而减少自耗水量； 目前直接排放至雨水。
温度：≥5℃ NTU< 2 游离氯≤ 0.1mg/L CODCr≤25 mg /L 总铁≤0.3mg/L pH：6~8 压力：0.5MPa 水量：958m3/h（平均值）




2.2.2、一级除盐水规格
一期生产量：580m3/h 二期生产量：580m3/h 电导率(25℃)：≤2.0µS/cm 二氧化硅：≤0.05mg/L pH：6.0~8.0 界区供水压力：≥1.2MPa 界区供水温度：环境温度
离子交换树脂的性能指标



④膨胀性：当树脂由一种离子形态转变为另一 种离子形态时所发生的体积变化称为溶涨性或 膨胀。树脂溶胀程度用溶胀度来表示。如强酸 型阳离子交换树脂由钠型转变成氢型时其体积 溶胀度约为5%～7%。 ⑤耐热性：各种树脂所能承受的温度都有一个 高限，超过这个高限，就会发生比较严重的热 分解现象，影响交换容量和使用寿命。 ⑥化学稳定性：原水中的氧化剂如氧、氯等， 由于其氧化作用能使树脂网状结构破坏，活性 基团的数量和性质也会发生变化。


3.2.3 、阳双室浮动床
阳双室浮动床是在单室浮动床中装设一块带双头水 帽的多孔板，分成两室，上室装填强酸性阳树脂， 下室装弱酸性阳树脂，树脂层高：强酸性001-FC： 3200mm/弱酸性D113-FC：900mm，在阳双室浮 动床中，两种树脂各自为对方提供了有利的工作条 件，即弱型阳树脂为强型阳树脂提高了再生水平， 从而提高了强型阳树脂的工作交换容量，而强型阳 树脂又允许弱型阳树脂有较高的漏过量，充分发挥 了弱型阳树脂的特长，这样将提高再生效率，高再 生容量的弱型树脂和在高再生水平下工作的强型阳 树脂联合应用于水的化学除盐，可以在1.0—1.3的 再生比耗下，使阳离子交换工艺的平均工作交换容 量达到1300~1700mmol/L，这是其它工艺所达不 到的。另外，阳双室浮动床还具有用水率低，运行 操作简单及可在高流速下运行等特点。





1.2.2、离子交换树脂的选择性 由于离子交换树脂对水中各种离子吸附能力并不相同，对于其 中一些离子很容易被吸附，而对另一些离子却很难吸附；被吸 附的离子在树脂再生的时候，有的离子很容易被置换下来，而 有的却很难被置换。离子交换树脂所具有的这种性能称为选择 性能。常温下对原水的处理，各种树脂对各种离子的选择性可 归纳出如下规律。 （1）强酸性阳离子交换树脂的选择顺序为： Fe3+>Cr3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na+>H+>Li+ （2）弱酸性阳离子交换树脂的选择顺序为： H+> Fe3+>Cr3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na+> Li+ （3）强碱性阴离子交换树脂的选择顺序为： Gr2O72->SO42-> Gr2O42->NO3->Cl->OH->F->HCO3->HSiO3（4）弱碱性阴离子交换树脂的选择顺序为： OH- > Gr2O72->SO42-> Gr2O42->NO3->Cl- >HCO3-


3.2 、系统工艺概述 本除盐水处理单元分为预处理系统、中水处理系统、 一级除盐水系统、二级除盐水系统及辅助系统四部 分，预处理系统采用母管制，一级除盐水系统采用 母管制，二级除盐水系统采用母管制。 预处理系统包括多介质过滤器和活性炭过滤器：主 要去除水中残留的悬浮物、胶体及有机物等污染物， 降低进水浊度，以保证离子交换器正常运行，目前 已暂时停用。 中水处理系统包括预处理单元、超滤单元、反渗透 单元，替代原系统的多介质过滤器和活性炭过滤器， 预处理单元和超滤主要去除水中残留的悬浮物、胶 体及有机物等污染物，降低进水浊度，反渗透单元 主要除去水中的大量离子。
双室双层浮动阳床示意图
双室双层浮动阳床工作示意图
阳床再生



阳床再生启动条件：1、过滤运行至1#阳床产水钠表65AT-302达到100ug/L（可设置）；2、生产运行到达140h （可设置，设备不处于生产运行状态不计时）。 阳床再生阶段：进入阳床再生前先关闭进水阀65-KV-309， 再关闭出水阀65-KV-308。阀门关闭后再进入再生阶段。 再生阶段包括进再生液→置换→正洗→上室冲洗。 a、进再生液 确认需再生阳床处于充满水的状态，先开启排酸阀65-KV311，再开启进酸阀65-KV-305，延时5S开启酸喷射器进 水阀65-KV-822和酸喷射器进酸阀65-KV-830，所有阀门 开到位后，启动再生水泵65-P06A或65-P06B。（由于再 生水泵阴阳床再生共用，一般情况下阴阳床不同时再生） 再生水泵65-P06A或65-P06B启动完全后，开始计时，当 时间到达60min（可设置）后，进再生液阶段结束，进入 置换阶段。


3.2.1 、多介质过滤器 多介质过滤器内装填石英砂和无烟煤，主要去 除水中的有机杂质和悬浮物，降低原水的浊度， 保证进水水质符合离子交换系统的要求，延长 树脂的使用寿命。 3.2.2 、活性炭过滤器 为了防止离子交换系统进水水质的意外恶化、 有效去除水中的有机物及余氯、延长树脂的使 用寿命、减少树脂抽出清洗频率，系统设置活 性炭过滤器，活性炭过滤器内装填高效净水炭， 主要去除水中的有机杂质，进一步降低原水的 浊度与COD，保证进水水质符合离子交换系统 的要求。

离子交换树脂的性能指标



①离子交换容量：交换容量是树脂交换能力大小的标度，可以 用重量法和容量法两种方法表示。重量法是指单位质量（重量） 的干树脂中离子交换基团的数量，用mmol/g或mol/kg来表示。 容积法是指单位体积的湿树脂中离子交换基团的数量，用 mmol/L或mol/m3来表示。由于树脂一般在湿态下使用，因此 常用的是容积法。 ②含水率：由于离子交换树脂的亲水性，因此它总会有一定数 量的水化水（或称化合水分），称为含水率。含水率通常以每 克湿树脂（去除表面水分后）所含水分的百分数来表示（一般 在5%左右），也可以折算成相当于每克干树脂的百分数表示。 ③密度：树脂的密度一般用含水状态下的湿视密度（堆积密度） 和湿真密度来表示。湿视密度=湿树脂质量/湿树脂的堆积，各 种商品树脂的湿视密度约为0.6～0.86 g/ml。湿真密度=湿树脂 质量/湿树脂本身体积），一般为1.04～1.3g/ml。通常阳离子 交换树脂为1.3，阴离子交换树脂为1.01 g/ml。树脂在使用过程 中，因基团脱落，骨架中链的断裂，其密度略有减小。

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2.2.3、二级除盐水规格
生产量：280m3/h 电导率(25℃)：≤0.5µS/cm 二氧化硅：≤0.02mg/L 总铁：≤0.025mg/L 总铜：≤0.00021mg/L pH：6.8~8.0 界区供水压力：0.6~0.8MPa


三、除盐水站工艺说明

阳离子交换树脂中的氢离子（H+）可 用离子（Nа+）代替，阴离子交换树脂 中的氢氧根离子（OH-）可用氯离子 （Cl-）代替。因此，阳离子交换树脂 又有氢型、钠型之分，阴离子交换树 脂又有氢氧型和氯型之分。 根据离子交换树脂颗粒内部的结构特 点又分为凝胶型和大孔型两类。目前， 使用的树脂多数为凝胶型离子交换树 脂。
除盐水站培训课件
制作人：倪兴龙 2019年1月17日
一、除盐水基础理论 二、除盐水装置概述
三、除盐水站工艺说明 四、除盐水站问题处理
一、除盐水基础理论
1、离子交换 离子交换法是一种借助于离子交换剂上的离子和原 水中的离子进行交换反应而除去原水中有害离子的 方法。离子交换过程是一种特殊的吸附过程，所以 在许多方面与吸附相似。但与吸附比较，离子交换 过程的特点在于：它主要吸附水中的离子化合物质， 并进行等物质的量的离子交换。在水处理中，离子 交换法主要去除原水中钠、钾、钙、镁、铁、锰、 铜、铝等阳离子；碳酸氢根、碳酸根、硫酸根、氯 离子、硅酸等阴离子。 离子交换交换法的优点是离子去除率高，设备较简 单，操作易于控制。
二、除盐水装置概述

2.1装置简介 本除盐水装置是为虹港石化有限公司一期 年产150万吨TPA项目生产装置及辅助装置 提供一级除盐水580吨/小时，并预留二期 同等生产规模用地；为斯尔邦装置提供二 级除盐水280吨/小时，整套系统实现全自 动控制运行。



2.2、水质指标
2.2.1、进水水质


1.1、离子交换剂 离子交换剂的分类 离子交换剂分为无机和有机两大类。无机的离子交 换剂有天然沸石和人工合成沸石。沸石既可作阳离 子交换剂，也能用作吸附剂。有机离子交换剂有磺 化煤和各种离子交换树脂。在水处理中应用比较广 泛的是离子交换树脂。 离子交换树脂是一类具有离子交换特性的有机高分 子聚合电解质，是一种疏松的具有多孔结构的固体 球形颗粒，粒径一般为0.3～1.2mm，不溶于水也不 溶于电解质溶液，其结构可分为不溶性的树脂本体 和具有活性交换基团（也叫活性基团）两部分。树 脂本体为有机化合物和交联剂组成的高分子共聚物。 交联剂的作用是使树脂本体形成立体的网状结构。 交换基团由起交换作用的离子和树脂本体联结的离 子组成。如：磺酸型阳离子交换树脂R-SO3H中（R 表示树脂本体），-SO3H是交换基团。




离子交换树脂按离子交换的选择性，可分为阳离子 交换树脂和阴离子交换树脂。 阳离子交换树脂内的活性基团是酸性的，它能够与 溶液中的阳离子进行交换。如R-SO3H，酸性基团上 的H+可以电离， H+能与其他阳离子进行等物质的量 的离子交换。 阴离子交换树脂内的活性基团是碱性的，它能够与 溶液中的阴离子进行交换。如R-NH2活性基团水合 后形成含有可离解的OH-离子： R-NH2 水合 R-NH3+OHOH-离子可以和其他阴离子进行等物质的量的离子 交换。



1.2、离子交换的基本理论 1.2.1、离子交换的过程 离子交换过程可以看作是固相的离子交换树脂与液相（原 水）中电解质之间的化学置换反应其反应都是可逆的。 阳离子交换过程可表示为：R-A++B+=R-B++A+ （A） 阴离子交换过程可表示为：R+C-+D-=R-D-+C（B） 式中R——树脂本体；A、C——树脂上可被交换的离子； B、D——溶液中的交换离子。 在反应式（A）中阳离子交换树脂原来被阳离子A+所饱和， 当其与含有B+离子的溶液接触时，就发生溶液中B+对树脂 上A+离子进行交换反应。但反应也可以反过来进行，变成 溶液中A+离子对B+离子进行交换。反应式（B）为阴离子 交换树脂的交换反应。





离子交换树脂按活性基团中酸碱的强弱可分为以下 四类。 （1）强酸性离子交换树脂 活性基团一般为-SO3H， 故又称为磺酸型阳离子交换树脂。 （2）弱酸性离子交换树脂 活性基团一般为-COOH， 故又称为羧酸型阳离子交换树脂。 （3）强碱性离子交换树脂 活性基团一般为NOH-， 故又称为季铵型离子交换树脂。 （4）弱碱性离子交换树脂 活性基团一般为NH3OH、=NH2OH、≡NHOH（未水化时分解为-NH2 、 =NH、≡N）故分别又称为伯胺型、仲胺型和叔胺型 离子交换树脂。



离子交换过程通常分为五个阶段： 交换离子从溶液中扩散到树脂颗粒表面； 交换离子在树脂颗粒内部扩散； 交换离子与结合在树脂活性基团上的交换离子反应； 被交换下来的离子在树脂颗粒内部扩散； 被交换下来的离子在溶液中扩散。 实际上离子交换反应的速度是很快的，离子交换的 总速度取决于扩散速度。当离子交换树脂的吸附达 到规定的饱和度时，通入某种高浓度的电解质溶液， 将被吸附的离子交换下来，使树脂得到再生。