化学除盐水处理系统的相关研究

仲 强

（中石化天津分公司，天津 300271）

化学除盐水处理系统的相关研究

仲 强

（中石化天津分公司，天津 300271）

除盐水处理过程中电导率超标为常见问题，对水质影响比较大，在很大程度上降低处理效果。为降低此项因素的影响，可以采取化学除盐法进行处理，对整个处理过程进行优化，控制出水电导率与pH值，确保设备的正常运行，提高生产效率。本文结合除盐水处理流程特点，研究了化学除盐水处理系统的设计。

化学除盐水；电厂；电导率

除盐水水质对生产设备以及生产效益有着重要影响，自然水存在较多杂质，如果生产时选择应用未经处理的水，容易造成各设备积盐、结垢、腐蚀，导致其在运行过程中出现问题，缩短服务寿命。

1 化学除盐水处理系统原理

化学除盐水处理，即通过H型阳离子交换器与OH型阴离子交换器，进行离子交换反应，达到去除水中所含阴、阳离子目的，得到高纯水。第一，阳床离子交换反应。一般选择用强酸性阳离子交换树脂作为交换剂，其职能与原水中阳离子发生以下反应：

可以得知，原水经过阳床发生交换反应后，水中阳离子大部分都等当量的转化为氢离子，最终得到酸性水。则HCO3-已经被分解成二氧化碳。即： H++HCO3→CO2↑+H2O

对于产生的二氧化碳气体，可以通过除碳器去除。待阳床失效后，利用一定浓度盐酸或硫酸进行再生，反应为：

第二，阴床离子交换反应。交换剂多选择用强碱性阴离子交换树脂，与阴离子发生交换反应：

根据反应可以得知，经过阴、阳床交换处理后的原水，基本可以消除水中所含有的全部阳、阴离子，整个过程为化学一级除盐系统。系统处理后，又可以保证出水纯度，同时经过混床处理后还可满足工艺参数要求。如果阴床运行故障，可以选择用5～8%氢氧化钠溶液进行再生，则综合反映为：

选择用于盐酸与氢氧化钠作为阴阳离子交换树脂再生剂，设计有盐酸贮存槽和碱贮存槽，可以需求贮存一定量酸碱药剂，且应用喷射器来计量所需要投加的酸碱量。

2 化学除盐水处理系统要点

2.1 处理流程

将生水通入生水缓冲水箱内，利用生水泵将其送往机械过滤器，将水中的余氯和有机物全部去除干净，降低生水浊度。然后将初步处理的水送往规定床钠离子过滤器，将水中含有的钙镁离子去除干净，将处理后的软水送往脱碳塔进行CO2去除，确定达到反渗透主机水质要求后进入其内部，由反渗透系统将生产的除盐水输送到指定位置［1］。整个处理过程中产生的废水，则需要再次进入到生产系统内处理，而不能再次利用的部分，则按照要求直接排放或纳入污水处理系统。还需要确定生产工艺内所有设备均可以维持在良好的运行状态，如生水箱、生水加压泵、固定床钠离子软化系统、机械过滤器、超滤系统以及反渗透系统等。

2.2 注意问题

（1）出水电导率。对出水电导率进行控制，关键是将电导率数值控制在规定范围内，避免因水质差异导致预脱盐水水质产生波动。在整个生产除盐水过程中，会向外排出一部分反渗透浓水，并存在一部分直接回流到反渗透浓水箱内，会与生水相互混合，作为预脱盐水再次生产应用。受环境温度影响，生水水质会产生一定变化，由此反渗透浓水回流量大小变化便可以对预脱盐水电导率进行调节。一般情况下，反渗透浓水生产总量稳定，而回流量大小主要由外排调节阀开度决定。而反渗透浓水与生水会在反渗透浓水箱内混合，到除盐水产生阶段，为一个大滞后过程，会对整个生产作业效率产生很大影响。且时间滞后还会对控制信号产生影响，干预过程变量输出无效，无法向除盐水自动控制提供反馈信号，使得系统响应超调，严重的甚至会造成整个系统全部失效。

（2）出水pH值。对出水pH值进行控制，即将其稳定在给定指标范围内，且避免流量、温度、游离CO2变化产生的影响。一般是选择通过计量泵将一定浓度氨水输入到除盐水管道内，与酸性物质发生反应，来改变pH值。基于酸碱中和原理，氨水添加量与除盐水pH值变化并不是线性关系，当达到中和点后，酸碱中和反应pH会出现突跃。除盐水通过阴阳离子交换器处理后，除去了全部的阴阳离子，pH更接近纯水，这样即便是向其中加入氨水，也不会造成pH大幅度的改变。因此，在对除盐水出现pH值进行控制时，重点要控制好添加的氨量。另外，除盐水供水流量和除碳风机会对CO2清除量产生一定影响，导致pH控制会出现时变性。酸碱中和以及pH值检测后会存在一个时间滞后过程，导致pH值控制具有滞后性。

2.3 化学除盐水处理系统

选择一级除盐+混床。一级除盐系统选择用单元制，阳离子交换树脂选择用盐酸再生工艺。根据工艺用水量60t/h，自身水耗按照总用水量10%计算，总用水量为66t/h。其中，设计2台阴离子交换器，且设计为1运1备。并且因为原水硬度比较大，还需要设置2台阳离子交换器，为1运1备。并且，强酸阳离子交换器与强碱阴离子交换器均选择用无顶压逆流再生，所需再生剂消耗降低，处理后出水水质有保障，且可有效提高工作交换容量。要求处理后除盐水水质可以达到要求：总硬度≈0，电导率为0.1～0.5μm/cm；SiO2≤0.02mg/L。

3 结束语

对化学除盐水处理系统进行分析，需要掌握除盐水生产流程要点，并分析常见问题，确定控制要点。以提高除盐水生产效率为目的，结合实际生产需求，对整个处理系统各节点进行分析，提高系统运行有效性。

［1］张浩，王雪宇.化学除盐水处理系统运行分析［J］.内蒙古石油化工，2004，03：146-147.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.026

仲强（1985-），男，河北张家口人，学士，研究方向：环境工程。