脱盐水系统降耗减排生产实践

2017-06-13王军

硫酸工业 2017年5期

关键词：制水新洋盐水

王军

(湖北新洋丰肥业股份有限公司硫酸厂，湖北荆门 448013)

脱盐水系统降耗减排生产实践

王军

(湖北新洋丰肥业股份有限公司硫酸厂，湖北荆门 448013)

主要介绍采用阴阳床制水的脱盐水装置技改情况。通过对阴阳床再生过程的分析，优化再生工艺和原辅材料；通过对阴阳床失效过程的分析，摸索出简单可靠的失效判断标准，简化操作，同时达到提高制水量，减少原辅材消耗，减少污水总量，降物耗和减排的目的。

硫酸生产脱盐水阳床阴床技术改造

湖北新洋丰肥业股份有限公司(以下简称新洋丰肥业)硫酸厂三系统有1套50 t/h的阳床+阴床脱盐水装置，阳床采用强酸性阳树脂，阴床采用强碱性阴树脂，阳床和阴床均为1用1备。硫酸主装置锅炉蒸发量为30 t/h，低温热回收系统蒸发器蒸发量为15 t/h，制酸系统脱盐水用量较大，阳床和阴床制水负荷大，造成再生频繁，耗用再生剂盐酸和液碱(氢氧化钠)量大；产生的污水量多；且阴阳床制水量偏小。为提高脱盐水装置运行效率，减少再生剂消耗，新洋丰肥业硫酸厂进行技术改造，取得较好效果。

1 脱盐水制水工作原理

阳床出水为含CO2气体的酸性水质，阴床树脂将这一部分酸性物质进行了处理，出水pH值为中性。如果阴床失效，则阴床出水酸度会上升，即pH值下降；如果阳床失效，进入阴床的中水酸度下降，则阴床出水碱度上升，即出水pH值上升。

2 脱盐水系统工艺

新洋丰肥业硫酸厂脱盐水系统工艺流程示意见图1。

图1 脱盐水系统工艺流程示意

3 运行情况及技改方案

2016年7月19日新洋丰肥业硫酸厂对2#阳床和2#阴床进行再生处理，阳床再生335 min，耗用w(HCl)31%盐酸1.08 t，阳床进口为w(HCl)5.3%盐酸。阴床再生290 min，耗用w(NaOH)30.22%氢氧化钠0.8 t，阴床进口为w(NaOH)3.3%氢氧化钠。2#阳床和2#阴床进行再生处理情况见表1，2。

污水池中水偏酸性。制水量686 t，运行16 h，失效时阳床电导率527 μs/cm，pH值3.02，阴床出水电导率8.87，pH值9.1，判断为阴床先失效。

根据实际数据，结合理论采取以下技改措施：

1)将质量分数31%的盐酸配制成3%～5%，质量分数30%的液碱配制成2%～4%，避免再生液浓度高，造成再生液总量偏低，不能均匀的与树脂交换反应，使用酸碱量增加。因此在再生泵流量为10 m3/h时，盐酸喷射器流量控制在700～800 L/h，液碱喷射器控制在500 L/h，再生泵流量增加时喷射量适当增加。

2)反洗后从中排放水，避免从下排放水时树脂没有水浸泡，再生效果不好。

3)进酸碱控制在80 min可以满足再生效果，原120 min时间较长，污水产生较多。按照80 min计算,每次再生盐酸用量约1.1 t，液碱约0.9 t。

表1 2#阳床再生处理情况

表2 2#阴床再生处理情况

4)置换时流量为12 m3/h，阴床水量适当，但阳床水量小，增加流量到15 m3/h左右，阳床置换效果应更好。

5)为做好清污分流，将污水生产量降到最低限度，现在可作为清水外排的再生水(pH值6～9)有如下3类：①过滤器反洗、正洗水；②阴、阳床反洗水；③阴床在置换过程中当排水pH值约7时的污水(一般置换20 min后pH值约7)和正洗水。再生过程中除这3种中水可以外排，其余再生过程中的污水禁止外排，回收到污水池进行处理。经过统计，可以减少污水大约50 t/次。

6)使用含杂质少的优质液碱。液碱有杂质多的普通液碱和杂质含量少的优质液碱，优质液碱价格比普通液碱贵5%～10%，但再生效果要好的多，综合经济效益合理。

4 阴、阳床失效判断

原先制水时只要脱盐水电导率上升，立刻同时更换备用的阴、阳床，这样就会有未失效的阳床或阴床被更换，造成浪费。为节约生产成本，脱盐水电导率不合格时，检测出失效阴(阳)床后倒换备用床，没有失效的阴(阳)床继续使用。加强对阳床和阴床的出水水质分析和控制，阳床出水pH值一般稳定在2.8～3.0，电导率600～800 μs/cm，出水检测不出硬度和钠离子；阴床出水pH值一般稳定在7左右，电导率0～1 μs/cm，出水中检测不出硅酸根离子。如果脱盐水系统未设置钠表和硅表，阴、阳床失效不好判断，通过出水电导率的升高只能判断阴床和阳床中有一个已经失效，如何简单快速检测出失效床对生产操作非常关键。通过对阳床和阴床失效时的水质分析，发现用电导率仪和pH值检测仪配合使用可以判断失效床，该方法简单可靠。

具体操作判断方法如下：正常制水情况下阴床出水电导率开始上升，检测阴床出水pH值。如pH值上升(向9靠近)则判断阳床失效，更换阳床；如pH值下降(向7靠近)则判断阴床失效，更换阴床。换床之后，注意监测阴床出水电导率和pH值。

注意事项：

1)换床后及时检查阴床出水水质(电导率和pH值)，出现异常时停止制水，倒换备用床。检查阀门是否开关正确，在使用中要密切注意已经使用时间较长的阴(阳)床的出水水质，防止失效未被发现。

2)阴阳床要挂牌标识所处状态，防止误操作。运行阴、阳床挂“正在使用”牌，备用阴、阳床挂“备用”牌，再生阴、阳床挂“正在再生”牌，倒换床后第一时间将牌挂好，并做好交接班记录。

3)再生进酸碱是要注意检查运行床进酸碱阀门是否关闭良好以及出水水质，防止阀门关闭不严导致酸碱进入运行床中造成事故。

5 几种表现特征及应对措施

1)当阳床失效而阴床未失效时表现为：阳床出水的硬度和pH值上升，出水用铬黑T指示剂滴定至呈酒红色，pH值高于3并呈上升趋势；阴床出水电导率和pH值上升。应对措施为：更换备用阳床。

2)当阴床失效而阳床未失效时表现为：阳床出水硬度很低且稳定，pH值在3以下且稳定，阴床出水电导率上升，pH值下降。应对措施为：更换备用阴床。

3)更换备用床后阴床出水不达标：出水电导率高且没有下降趋势，pH值高于9或者低于6。应对措施为：取水样重新检测，失效床是否判断失误。

4)阳床未失效而是阴床失效，误换阳床：阴床出水pH值小于7呈酸性，阴床电导率高。应对措施为：停止制水，更换阴床再制水。

5)阴床未失效而是阳床失效，误换阴床：阴床出水pH值大于9，电导率高。应对措施为：停止制水，更换阳床再制水。

检测pH值的好处是能及时发现pH值的变化，从而避免锅炉用水脱盐水为酸性，造成腐蚀，危及锅炉安全，在脱盐水泵出口补充氨水，调节脱盐水pH值大于或等于7，使锅炉水质有可靠保障。

6 结语

新洋丰肥业硫酸厂经过技改和优化操作，脱盐水系统阴床制水量由原来的约900 t/床提高到1 500 t/床，阳床制水量由原来的约600 t/床左右提高到900 t/床；外排污水量减少30%。氢氧化钠用量减少50%左右，每吨氢氧化钠制水量提高到1 200 t左右，盐酸消耗量也大幅下降，降低了生产成本和外排污水总量，产生良好的经济效益。

[1] 韩百光.化工基础简明教程[M].北京：北京师范大学出版社，1998：205-220.

Practice of reducing consumption and reducing emissionof desalted water system

WANGJun

(Hubei New Yangfeng Fertilizer Stock Co., Ltd., sulphuric acid plant, Jingmen, Hubei, 448013, China)

Technical reform of the desalted water system with the water of the anode-negative bed is described. Through analyzing the regeneration process of the anode-negative bed, optimizing the regeneration process and raw and auxiliary materials. The failure process of anode-negative bed are analyzed to find out a simple and reliable failure criterion, simplify the operation, and to improve the system capacity, reducing raw material consumption and the amount of sewage, as well as material consumption and emission reduction purposes.

sulphuric acid production, desalted water, anode bed, negative bed, technical transformation

2017-02-25。

王军，男，湖北新洋丰肥业股份有限公司硫酸厂生产技术科科长、化工工艺工程师，主要负责硫酸生产工艺管理工作。电话：15972613490;E-mail：469056539@qq.com。