除盐系统阴床再生后二氧化硅冲洗不合格的原因分析及处理

除盐系统阴床再生后二氧化硅冲洗不合格的原因分析及处理
摘要对除盐系统阴床再生后二氧化硅冲洗不合格的原因进行了分析，通过试验研究，找出了处理措施，使系统得以恢复正常运行。

关键词除盐系统；阴床；再生；二氧化硅
1概述
某厂2×200 MW供热机组设计水源为地表水，与其配套的补给水系统由生水预处理系统、离子交换系统组成。

系统设计出力为120 m3/h，出水水质SiO2≤20 μg/L，DD≤0.2 μs/cm。

系统从2005年10月开始投运，出力和出水水质均能达设计要求。

但自2010年下半年开始，离子交换一级除盐部分陆续出现运行周期短、出水水质不合格问题，使补给水系统出力严重不足，在冬季供热期间无法满足机组补水，直接影响该厂的安全经济运行。

2原因分析
针对上述问题，我们对原始数据进行了分析，从原水水质变化、除盐设备的状况、运行工艺、树脂性能等多方面入手，对除盐系统运行不正常的主要原因进行了研究分析。

2.1原水水质恶化及其影响
原水水质恶化是除盐系统出力不足的主要原因。

从表1数据分析可以看出，由于原水水质不断恶化，含盐量已由设计时的294 mg/L上升到现在的500 mg/L，活性硅由11.0 mg/L升至20.0 mg/L，基本升高1倍，这对阴床的运行造成很大的压力。

造成一级除盐系统阴、阳床运行周期缩短，设备出力降低。

2.2阴床失效判断不准
由于硅属于较弱的弱酸，漏硅后出水导电度仍然很小（阴床出水导电度1.0 µs/cm以下），只监测电导，表面上看水质仍很好，却造成了阴床一直在漏硅状态下运行。

2.3混床阴树脂的硅深度失效
由于阴床一直在漏硅状态下运行，并持续3个月左右，可能造成了混床阴树脂的硅深度失效。

而由于阳床一直在正常状态下运行，因此造成了混床内阳树脂是Na + H型、阴树脂是-SiO3型，再生不易分层。

为了进一步确认出现问题原因，我们分别对阴床树脂、混床树脂取样试验分析。

3试验研究分析
3.1阴床树脂试验
1）碱液浸泡试验。

阴床树脂用无硅水冲洗干净至无杂物，各取树脂100 mL，分别用常温、40 ℃的4%、6%、8%NaOH溶液（2倍树脂体积）进行浸泡，8 h 后分别取浸泡液分析其硅含量，结果浸泡液中硅
50 mg/L左右，说明阴树脂受到一定程度的“硅污染”，这也是阴床再生后硅冲洗不下来的原因。

2）灰化试验。

阴床树脂用无硅水冲洗干净，取适当样品烘干后，准确称取一定量的树脂，充分高温灼烧至衡重，计算其硅含量，验结果阴床树脂中未灰化物含量占树脂重量的0.2%左右。

对灰化残留物进行了熔融，通过分析测试，硅含量为99.5%左右，说明灰化残留物中主要成分是硅酸盐。

3）树脂性能试验。

根据相关标准，我们对阴床树脂做了性能试验，试验结果树脂的含水量、体积交换容量指标合格，渗磨圆球率55.8%比标准低近20%，说明阴床树脂机械性能已明显下降。

树脂机械性能的下降，会导致树脂破碎，破碎的树脂在反洗时排出或在运行时漏过通流部分进入后级设备，床内树脂呈不规则形状，使树脂层高下降，交换容量降低，水流阻力增加，污染后级设备中的树脂，导致系统出水水质下降。

3.2混床树脂试验
1）碱液浸泡试验。

混床树脂用无硅水冲洗干净，各取树脂100 mL，用40 ℃的4%、6%、8%NaOH液浸泡。

8 h后，取浸泡液分析其硅含量。

结果如下。

①混床树脂经过4%、6%、8% NaOH溶液浸泡后，其浸泡液中硅含量基本一致；
②同样体积树脂，混床中阴树脂体积量要比阴床少得多，但浸泡液中硅含量220 mg/左右，是阴床树脂浸泡液的4～5倍，说明混床阴树脂深度“硅污染”。

2）树脂分层试验。

取树脂100 mL放入烧杯，在40 ℃下，用8％的NaOH 200 mlL浸泡，时间8 h。

然后，用无硅水清洗后在量筒中做分层试验，结果可以分层。

3）混床树脂渗磨圆球率试验。

混床树脂经过分层后，我们分别对阳树脂、阴树脂做了渗磨圆球率试验，测定结果机械性能混床阴树脂55.08%、比合格指标低15%左右；阳树脂12.22%，比合格低53%左右，说明树脂的机械性能均明显下降，特别是阴树脂。

这直接影响混床的周期制水量和出水水质。

4结论
1）水源的改变使水质中活性硅含量升高至原来2倍，而预处理系统只有空擦滤池，对活性硅的去除基本不起作用，同时补给水处理系统运行和再生方式又没及时调整，致使阴床树脂一定程度受到“硅污染”。

2）再生后阴床树脂经NaOH 溶液浸泡后，其浸泡液中硅含量仍然有
50 mg/L左右，说明阴床树脂再生时没有把硅酸盐全部置换出来，这也是阴床再生后硅冲洗不下来的主要原因。

3）阴树脂的渗磨圆球率为55.8%，其机械性能已达报废树脂的指标，这对阴床的交换容量及出水水质有一定程度的影响。

4）经碱液浸泡后，混床树脂浸泡液中硅含量220 mg/L左右，说明混床阴树脂受硅深度污染。

5）混床树脂经碱液充分浸泡后，可以分层。

6）混床阴树脂、阳树脂的渗磨圆球率分别为12.22%、55.08%，均低于合格指标，特别是阴树脂，这直接影响混床周期制水量和出水水质。

5建议处理措施
1）尽快对补给水预处理系统进行改进，以增加对活性硅的去除能力，这是保证离子交换除盐系统正常运行的根本措施。

2）在目前的设备条件下，及时对一级除盐阴床运行及再生方式进行调整，加强阴床出水硅的监测，以缩短运行周期为代价保证阴床出水硅在正常范围内，进而保证混床的正常运行。

3）混床每次再生前，先用NaOH溶液对混合树脂充分浸泡，然后再分层进行再生。

4）根据生产实际情况，尽快更换阴床和混床树脂。

6结束语
根据试验分析得出的结论，已把建议处理措施在现场应用，效果良好。

目前阴床再生后出水硅10 μg/L～20 μg/L，混床再生后出水硅最低可达3 μg/L～5 μg/L 左右，满足了电厂目前的生产需要。

参考文献
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