电厂离子交换树脂复苏案例的研究

吴清恒，田文华，祝晓亮

（1.西安西郊热电厂，陕西 西安 710077；2.西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710032）

0 引言

离子交换树脂是火电厂化学水处理系统最常用的一种材料，它在使用过程中受各种因素的影响会受到污染。树脂污染后，离子交换设备的产水水质变差、运行周期缩短、酸碱耗和自用水耗增大，使水处理系统运行成本增加，机组运行的安全和经济性下降。为此，在采取防止树脂污染措施的同时，应对树脂进行必要的复苏处理。但是树脂复苏是一项技术性很强的工作，成功复苏的难度较大。技术人员分别对锅炉补给水处理系统的双室床、逆流再生固定床和混床树脂，及凝结水精处理系统高速混床树脂的成功复苏案例进行研究，总结了成功经验。

1 西安西郊热电厂双室床树脂复苏

西安西郊热电厂锅炉补给水除盐系统由4台DN2500阳双室床和阴双室床、2台DN2000的双流式混床组成，设计水源为自来水。1993年投运后一直正常，1998年改用深井水后，运行状况恶化，半年后重新使用自来水，情况并未好转，双室床运行周期仅为10 h左右，不到正常值的一半，对生产影响很大。诊断发现，双室床树脂受到严重污染是造成设备运行状况恶化的主要原因。对此，通过小型复苏试验确定了树脂的复苏工艺及参数，并进行了树脂复苏处理。双室床树脂的污染情况和采用的复苏工艺见表1。

树脂复苏后，阴床出水电导率由1.1μS/cm下降到0.48μS/cm，混床出水电导率由0.54μS/cm下降到0.07μS/cm；双室床周期制水量增加约1倍，混床增加约5倍；双室床酸碱比耗大幅下降，分别下降62.4%和67.7%。树脂复苏后，仅双室床酸碱费用1 a就可节约120万元[1]，树脂复苏的效果和经济效益显著。

2 国华锦界电厂阳阴床和混床树脂复苏

国华锦界电厂锅炉补给水除盐系统由4台DN2500逆流再生阳床和阴床，及3台DN2000混床组成，水源为预处理后的河水。2008年—2009年原水预处理设施运行异常，出水水质恶化，使阳、阴床和混床树脂受到污染，通过小型复苏试验确定树脂复苏工艺后，对阳、阴床和混床树脂分别进行了复苏。树脂污染情况和复苏工艺见表2。树脂复苏后，阳、阴床周期制水量增加约40%～50%，阳床酸耗降低约20%，阴床碱耗降低约60%，混床出水电导率恢复至0.1μS/cm以下，出水总有机碳TOC（Total Organic Carbon） 由复苏前的2 900μg/L降至50μg/L。树脂复苏后仅酸、碱费用可节省125万元，经济效益显著。

表1 西郊热电厂双室床树脂污染情况及复苏工艺[1]

表2 国华锦界电厂逆流再生固定床和混床树脂污染情况及复苏工艺

3 贵州黔北电厂精处理混床树脂复苏

贵州黔北电厂4×300 MW亚临界机组凝结水精处理采用“裸混床”工艺，每台机组配备2台DN2200高速混床，各处理50%凝结水量。2011年诊断发现，树脂铁污染严重，濒临报废，混床周期制水量已不足设计值的一半。技术人员通过试验提出针对性的复苏工艺，并对全部10套混床树脂进行了复苏处理，树脂污染情况和复苏工艺见表3。树脂复苏后混床周期制水量增加约1倍，运行人员工作强度大幅降低，系统运行成本降低约50%，复苏效果显著。

表3 贵州黔北电厂精处理高速混床树脂复苏工艺

4 成功经验总结

a）锅炉补给水处理系统的双室床、逆流再生固定床和体内再生的混床，以及凝结水精处理系统高速混床树脂的复苏，都是按照一个完备的流程执行，即首先诊断树脂污染情况并根据污染情况进行树脂处理方式的分类，然后根据小型树脂复苏试验确定复苏工艺和参数，这是树脂复苏能够取得成功的关键。

b）树脂除铁复苏一般采用高浓度（15%） 盐酸长时间浸泡的方法，不便实施，而且风险较大，易造成人身伤害和设备腐蚀。此外，高浓度盐酸中Fe3+含量更大，反而可能在复苏过程中污染树脂。对此，采用专门复配的一种具有抑制和还原作用的除铁复苏剂，可配合低浓度的盐酸除铁，易实施、无风险，而且效果更好。

c）树脂复苏前，通过空擦和水力清洗的方式去除树脂表面污染物，并采用氯化钠溶液对树脂转型，可有效提高树脂中铁和有机物的洗脱率；树脂复苏过程中，通过反复空气擦洗使药液与树脂均匀动态地接触，可提高树脂复苏效率。当复苏设备无空气擦洗功能时，使药液在清洗系统动态循环也是提高复苏效率的有效方法。

d）对于同时受到铁污染和有机物污染的阴树脂，先进行阴树脂除铁复苏，再进行有机物复苏，可防止复苏过程中形成胶态氢氧化铁污染树脂，同时可提高树脂的复苏效率。

e）离子交换器的石英砂垫层积存污泥不利于均匀布水，对设备运行效果影响较大。因此，树脂复苏时将树脂转移至清洗罐后，应彻底清理石英砂上的污泥。

f）锅炉补给水除盐系统的混床树脂无法体外分离，阳、阴树脂宜混合处理，为了防止1种树脂复苏时污染另1种树脂，并使复苏效果更好，研究提出了合理的工艺步骤，首先清除树脂表面污染物，采用氯化钠对树脂转型，再将树脂分层并对阳树脂进行再生，然后进行树脂除铁复苏，最后进行树脂有机物污染的复苏。

5 结论

a）树脂复苏可以明显改善水处理系统运行状况，为电厂带来显著的经济效益，是一项非常必要的工作。

b）树脂铁污染采用专用清洗剂配合低浓度盐酸与树脂接触的方法去除，相比采用高浓度盐酸复苏，具有易实施、无风险和复苏效果好的优点，是更加可靠的除铁复苏方法。

c）树脂复苏工作开展前，进行小型复苏试验，确定复苏的工艺参数是成功复苏树脂的关键。此外，树脂复苏时按照合理的步骤进行，并采取一些必要的辅助措施，可有效提高树脂复苏效率。

［1］ 田文华.离子交换树脂污染原因分析及复苏方法［J］.西北电力技术，2000，106（5）：4-7.