E-Pack脱盐技术在纯水制备中的应用

2012-02-09杨丁营

河南化工 2012年9期

杨丁营

(中平能化集团新乡神马正华化工有限公司，河南新乡 453011)

新乡神马正华化工有限公司新建5万t/a离子膜法氢氧化钾项目，是河南省的重点工程。该项目为河南省首家氢氧化钾生产单位，填补了省内空白。

项目原有的软水工序既不能满足生产需要，也不能满足工艺要求，为满足新项目需求，需建设一套纯水制备装置，用水量为100 m3/h。纯水水质标准要求:电导率≤5.0 μS/cm，二氧化硅≤100 μg/L，硬度≈0 μmol/L，铁≤30 μg/L，铜≤10 μg/L，pH 值6.5～7.5。

根据新乡神马正华化工有限公司的原水水质分析(如表1所示)，通过对离子交换树脂脱盐、膜法脱盐和E-Pack绿色脱盐技术的比较分析，我公司最终选择了E-Pack绿色脱盐技术。

表1 原水水质分析

1 E－Pack系统工艺

1.1 纯水出水水质

电导率≤5.0 μS/cm，二氧化硅≤100 μg/L，硬度≈0μmol/L，铁≤30μg/L，铜≤10μg/L，pH值6.5～7.5。

1.2 工艺流程

工艺流程如下:原水箱→纤维纳米过滤器→E-Pack阳床→脱碳器→E-Pack阴床→脱盐水箱→纯水泵→各用户。工艺流程见图1。

图1 工艺流程简图

1.3 工艺说明

由原水水质分析报告可知:原水中可溶性固体只有392.0 mg/L，总的阳离子含量为132.1 mg/L，总的阴离子含量为443.84 mg/L。其中，HCO-3含量为338.0 mg/L，占总阴离子量的70.0%，可以通过脱碳器将其吹除掉。

采用1台纤维纳米过滤器进行原水预处理，设备直径2 200 mm，单台出力160 m3/h。当过滤器运行压力差达到规定值时，即需要对过滤器进行反洗，反洗时间一般在15～30 min。通过反冲洗，将粘附在滤料表面的杂质剥离出去，使过滤器恢复原有的过滤性能。

E-Pack脱盐水系统设置E-Pack阳床、阴床各1台，单台出力100 m3/h，制水周期24 h。

E-Pack阳床直径2 000 mm，装填E-Pack专用阳离子交换树脂。经过纤维纳米过滤器处理过的原水进入E-Pack阳床，水中的钙、镁、钾、钠等阳离子被阳离子交换树脂吸附除去。

脱碳器1台，直径2 000 mm，采用鼓风脱气方式脱除水中游离的CO2。E-Pack阳床产水进入脱碳器，水自脱碳器顶部进入，经过喷淋装置，流过比表面积较大的填料层，而空气自脱碳器下部进入，逆向穿过填料层，水中的游离CO2迅速析出，自顶部排出进入空气中，水经脱碳器后进入中间水箱，残余CO2小于5 mg/L，经中间水泵提升进入E-Pack阴床。

E-Pack阴床直径2 000 mm，装填E-Pack专用阴离子交换树脂。水中的氯离子、硫酸根、硝酸根、硅酸根和残余的碳酸氢根被阴离子树脂吸附除去。

1.4 主要设备

主要设备及水泵主要设备:E-Pack阳床，YTSAC/WAC-2 000，100 m3/h，1 台;脱碳器，YTTGF-2000，160 m3/h，1 台;中间水箱，25 m3，1 台;脱碳风机，4-72-11No.4.5A，7 200 m3/h，1 台;E-Pack 阴床，YT-SBA/WBA-2000，100 m3/h，1台;树脂清洗塔，YT-QXQ-2000，10 m3，1 台;树脂捕捉器，YT-SBQ-250，100 m3/h，4 台;酸计量箱，YT-SJX-1500，2.8 m3，1 台;酸喷射器，YT-SPQ-2000，50 m3/h，1 台;碱计量箱，YT-JJX-1500，2.8 m3，1 台;碱喷射器，YT-JPQ-2000，50 m3/h，1台。水泵:原水水泵，100 m3/h，H=35m，2 台;中间水泵，100 m3/h，H=35m，2 台;再生泵，50 m3/h，h=32m，2台;中和水泵，65 m3/h，H=20m，1台。

1.5 主要原材料

脱盐水系统采用的树脂是进口的E-Pack阳离子交换树脂与E-Pack阴离子交换树脂，以及国产的E-Pack惰性树脂。

2 成本及使用情况

2.1 成本分析

主要设备:纤维纳米过滤器 Φ 2 200(1台)，E-Pack阳床 Φ 2 000(1台)，脱碳器 Φ 2 000(1台)，E-Pack阴床Φ 2 000(1台);制水能力:正常制水能力100 m3/h，最大制水能力130 m3/h，每天最大制水量2 400 m3。出水电导率，一级脱盐0.2～5.0 S/cm;再生(冲洗)水耗，3%，0.06元/m3;电耗，0.45 kW·h/m3，0.27元/m3;排污费，3%，0.024元/m3;酸耗(31%HCl)，1.2 kg/m3，0.54 元/m3;碱耗(32%NaOH)，0.62 kg/m3，0.31 元/m3;厂房设备折旧，0.235元/m3;树脂，0.031元/m3;吨水运行成本，1.47元/m3;年运行成本，1.47×100×8 000=117.6万元［说明:原水水价1.0元/m3，再生水价3.0元/m3，排污费0.8元/m3;31%盐酸450元/t、32%离子膜碱500元/t、电价0.6元/(kW·h);年运行时间以8 000 h计］。