浅除盐技术在工业循环水装置上的应用

2011-03-05赵忠尧

化工设计通讯 2011年5期

赵忠尧

（大庆油田化工有限公司，黑龙江大庆 163411）

1 项目背景和意义

大庆油田化工有限公司甲醇分公司（以下简称甲醇分公司）现有三套除盐水装置、三套循环水装置和一套清排水装置，三套循环水装置在生产过程中每小时需补充水300t左右，其中来自清排水回收装置所生产的中水130t，其他为新鲜水。由于清排水装置所生产的中水硬度及碱度偏大，作为循环水装置的补充水使用时，不能提高循环水的浓缩倍数，增大了排污水量，使循环水的生产成本日益增加，进而造成企业各种产品成本升高。

鉴于这种情况，甲醇分公司通过调研，最终确定采用浅除盐技术，将清排水装置生产的中水作为浅除盐水装置的原水，生产出的浅除盐水作为循环水装置的补水，以达到节水减排的目的。

2 浅除盐技术特点

浅除盐技术是采用具有特殊结构的离子交换树脂，根据工艺要求，不完全处理水中盐类物质的一种新技术，与常规的离子交换脱盐处理工艺技术相近，但运行费用可大幅降低，特别适合有废酸碱的企业。它是在原来的软化和脱盐处理系统基础上进行改造，具有投资省、改造工程量小的特点，能使出水水质达到浅除盐水标准，适用于循环水补水。浅除盐技术的特点如下。

（1）浅除盐技术为部分脱盐技术。处理后水质导电率为10～100μS／cm，脱盐率为90%～95%。

（2）应用浅除盐技术的离子交换器，由于采用了特殊结构的离子交换树脂，因此再生时可使用废酸碱，而不是成品酸碱。

（3）浅除盐技术的关键是专用树脂，这种树脂的交换集团与其他树脂一样，但在做骨架时采用二次聚合的方法，树脂的使用寿命比普通树脂长，适合处理污染物含量高的污水时使用。

3 浅除盐水技术指标

以清排水装置所生产的中水作为浅除盐水的原水，为确定处理技术的适用性，对清排水装置生产的出水指标进行分析，结果如表1。

表1 清排水装置出水水质

根据上述水质指标，结合循环水装置补水水质要求，确定浅除盐水装置生产的浅除盐水指标，如表2。

表2 浅除盐水出水指标

4 改造方案

以清排水装置所生产的中水为原水，利用分公司第三除盐水站运行过程中产生的工业废酸废碱为再生剂，将阴阳离子交换器中的树脂更换为弱酸弱碱型专用树脂，采用浅除盐水处理技术进行处理，进一步降低原水的含盐量，输送到循环水装置作为补充水使用，达到降本增效的目的。

工艺路线如下：

5 浅除盐水装置运行情况

浅除盐水装置于2010年11月7日完成全部改造工作，11月8日开始制水并向循环水装置输送合格的浅除盐水，送水量达到110t／h，双套床体运行。运行至11月16日，根据循环水装置系统置换情况和用水量下降的情况，将送水降至75t／h，浅除盐水站改为单套床体运行。运行至11月18日，再次将送水降至40t／h。期间根据水质情况，将每台阳离子交换器制水量控制在1 800t，每台阴离子交换器制水量控制在9 000t左右。表3是浅除盐水装置实际出水分析数据。

从以上数据可以看出，工艺指标基本达到设计指标，并且在制水周期内硬度检测均为0。而且根据循环水装置水质的要求，可以适当放宽电导率指标。

表3 浅除盐水站出水水质情况

阳离子交换器利用第三除盐水站产生的废酸作再生剂，再生流量30t／h，约2.5h后出酸，然后进行置换正冲。阴离子交换器利用第三除盐水站产生的废碱液作再生剂，再生流量25t／h，约2.5h后出碱，之后进行置换正冲。为把废酸碱全部利用，再生频率按第三除盐水站运行周期进行，将浅除盐水站离子交换器的再生频率确定为，阳离子交换器制水1 800t，即36h再生一次，再生2个阳床可全部消耗第三除盐水站产生的废酸。第三除盐水站产生的废碱可供一次性再生1个阴离子交换器。

6 循环水装置使用浅除盐水的运行情况

第一、二循环水装置从11月8日开始接收浅除盐水，进行系统置换，11月18日置换完毕。根据水质情况，为保持循环水中适当的硬度，在补水中配加了约1／4新鲜水，同时减小了循环水的排污。到11月23日水质已稳定，对循环水主要指标监测情况如表4、5。

表4 第一循环水装置水质变化情况表

表5 第二循环水装置水质变化情况表

两个循环水装置在保证生产装置供水的前提下，排污基本关闭，循环水浓缩倍数提高了1倍，达到4～5，补水总量与改造前同比下降40%，与2009年同期相比下降50%，循环水水质稳定剂使用量同比下降50%以上；除盐水系统总的酸、碱消耗量下降10%，全厂总外排污水量减少25%，初步计算两个循环水装置年节水量可达到800kt，年节水质稳定剂量35t，除盐水装置年节酸、碱量70t，预计年可创效约400万元。

另外，在权威水质检定单位的协助下，我们对循环水进行了更全面的水质分析，并做了挂片试验，结果如表6、7。