凝结水精处理树脂油污染的复苏处理

袁 方

0 引言

随着电力技术和电力工业的不断发展，发电机组不断向高参数、大容量方向发展，因此锅炉对给水品质的要求也越来越高。为了保证机组安全运行，高参数、大容量的机组基本采用凝结水精处理系统，以除去凝结水中各种腐蚀产物和微量溶解盐类，保证给水品质符合要求。凝结水精处理系统的作用有:

(1)机组正常运行时，除去凝结水中的各类微量溶解盐类，提高凝结水水质，保证优良的给水品质和蒸汽质量。

(2)凝汽器泄漏时，除去因泄露带入系统的各类杂质，为机组按正常程序停机赢得时间。

(3)机组启动时，除去系统中的铜、铁腐蚀产物，快速提高给水质量，缩短机组启动时间。

(4)新系统投入使用或机组大修后，对凝结水进行处理，减少水汽系统的清洗时间，进而缩短启动时间。

电厂2 ×1 000 MW机组凝结水精处理系统为中压凝结水系统，每台机组分别配有2 台前置过滤器(2 ×50%凝结水量的折叠式过滤器)和4 台高速混床 (3 × 33.3% 凝结水量的高速混床系统)。两台机组的凝结水精处理系统共用一套体外再生系统，共用10 套树脂。再生系统为常压四塔体外再生系统，采用Fullsep 的高塔法分离技术，有分离塔、阴塔、阳塔以及与之配套的酸碱系统、废水排放系统等组成。高速混床树脂选用陶氏树脂。

机组168 试运期间，运行中发现1 号机组凝结水中带油，1 号机组高速混床制水量降低，阴阳树脂再生反洗时出水中含有较多油污，阴阳树脂较难分离，表明1 号机组凝汽器系统进油，高速混床树脂已经受到严重的油污染。

1 系统进油原因

1 号机组运行中发现小机油箱油位有下降趋势，就地检查发现给水泵轴承呼吸器气流声异常，检查轴承呼吸器发现呼吸器堵塞，导致回油腔室回油不畅，腔室内润滑油通过油档漏入密封水回水腔室，沿密封水回水途径漏入凝汽器，进入整个水汽系统。

2 树脂污染后的症状及影响

树脂被油污染后，主要污染症状为:树脂抱团现象严重;树脂工作交换容量下降，制水周期缩短;由于树脂表面有油附着，树脂颗粒的浮力增加，树脂反洗时损失率增大。树脂再生后正洗排水电导率高，正洗时间长，正洗水量增加。

凝胶型离子交换树脂具有均相高分子凝胶结构，在水中会溶胀成凝胶状，并呈现大分子链的间隙孔，可供无机小分子自由地通过离子。这些间隙孔为立体网络结构，网络状的间隙孔是离子交换进出的通道，通道内有许多交换基团即活性基团，这些活性基团是树脂进行离子交换反应的关键，如果这些基团被覆盖，离子交换反应就无法进行。树脂中的高分子骨架和油都是疏水性物质，疏水性物质之间有较强的范德华引力，所以油很容易附着在树脂表面，形成膜状物。因凝胶型树脂孔径小，不利于离子运动，油中数量庞大的有机物阴离子将会阻塞离子交换的通道，堵塞网孔，并且在再生过程中这些有机物很难被再生出来，所以凝胶型树脂非常容易受到油类等有机物污染。另外如果树脂表面被油污染，导致分子链紧缩，树脂颗粒内部空间将被压缩，无机小分子无法通过，树脂交换容量大大下降。［1，2］

3 复苏机理

树脂的复苏就是要去除堵塞树脂内部离子交换通道的油中大量有机物阴离子。由于油中的有机物和树脂之间的作用力主要是范德华引力，所以复苏的目的主要就是破坏这种引力，使有机物能从树脂中挤压、剥离出来，达到复苏的目的;或者通过增大有机物的迁出动力和溶解度，使油与树脂解离;或者改变树脂的亲水性以及有机物吸附的方法来达到油与树脂解离的目的。在复苏过程中，影响复苏效果的主要因素有油的解离程度、油与树脂的作用力的减弱程度、油从树脂空隙中及时迁出程度等。

树脂与有机物的作用力除了静电作用等物理作用力外，还有各种化学作用力。通过改变pH值，使有机物与树脂的静电作用力发生改变，易于从树脂骨架上解离出来;表面活性剂等助剂的加入会减弱油与树脂骨架间的作用力，使有机物更加容易迁移和解析;空气擦洗、振动等外力作用有助于有机物的解离和脱落。［3～6］

4 复苏方案的实施

由于凝汽器中漏入汽轮机油，作为高速混床前面的前置过滤器受油污染的程度最为严重，所以首先对高速混床前置过滤器的滤元进行更换。再生系统为两台机组共用一套再生装置，为避免两台机组的树脂发生交叉污染，每套树脂做好标记，各台机组的树脂再生后不要混用，尽量减少2 号机组高速混床树脂受到油污染的程度。

利用现有的再生设备，用电热水箱对碱液加热后对受到污染的树脂进行浸泡，并充分擦洗。具体步骤如下:

(1)将受到油污染的高混树脂输入分离塔后将分离塔内水放净。

(2)将加热至40℃浓度为5% ～6%的碱液进满阴塔。

(3)开启阴塔出脂门、分离塔出脂门利用压缩空气将阴塔内碱液压入分离塔。

(4)重复步骤2、3 直到碱液进到分离塔树脂上部200 ～300 cm，浸泡24 h。

(5)浸泡过程中按分离塔擦洗步骤对树脂进行3 ～4 次擦洗，每次擦洗5 min，利用空气的剪切力把因油污染而形成的抱团树脂分离开来。

(6)浸泡擦洗结束后再对树脂进行反洗，清洗下来的油污自反排排出，待反排出水澄清后再进行正洗至出水澄清。

(7)若反排水含油量较多，重复 (2) ～(5)步骤，用热碱液重新浸泡、按照擦洗程序进行多次擦洗。

(8)阴、阳树脂在分离塔中重新分离，若树脂分层界面不清晰，继续用热碱液进行浸泡、擦洗;若分层界面清晰，则阴阳树脂分别分离至阴阳塔进行大剂量再生，酸碱再生用量为正常的两倍。

5 复苏效果

按照上述方法处理污染树脂历时20 天左右，树脂擦洗出水基本无油，混床周期制水量、出水电导率等各项指标基本恢复到污染前的水平，水质良好。表1 为树脂复苏前后高混运行出水水质情况对照表。

表1 树脂复苏前后混床出水水质对照Tab．1 Water quality of the mixed bed contrast before and after resin recovery

6 经济效益

复苏过程共消耗盐酸5 t，液碱13 t，费用共计1.6 万元。新购买陶氏进口树脂共3 套(阴阳树脂各4.2 m3)，约需150 万元。树脂复苏较更换新树脂可节约大量费用，有着非常明显的经济效益。

7 结论

凝结水精处理系统被油污染，利用精处理再生系统及时采取措施对树脂进行复苏处理，处理后混床出水品质良好，制水量及树脂交换容量均达到污染前的水平，取得了良好的经济效益。

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［2］李中环，刘东伟，裴功杰．凝结水精处理树脂油污染的复苏方法［J］．化学工程师，2011，(5):50-51．

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