云天化双室浮动沸腾床运行评价

摘要：文章介绍了云南云天化股份有限公司双室浮动沸腾床的概况、处理原理、工艺、特点及实际运行情况。并根据双室浮动沸腾床在云天化的运行情况进行效益评价。

关键词：浮动沸腾床 脱盐水系统

1 前言

离子交换化学水处理是一项比较传统的技术。根据强弱两种树脂的理化特性而加以联合应用，是目前任何一种单层床型的离子交换技术都难以相比的优异的净水工艺。而强弱两种树脂联合应用的主要床型有双层床和双室床。双室床是在双层床的基础上发展起来的一种新型水处理工艺，70年代末我国引进了国外这一新工艺，并进行了试验研究。按其进水与再生介质的流向不同，又分为双室浮动逆流离子交换器（简称双室沸腾浮动床）和双室逆流再生离子交换器（简称双室固定床）2种型式，这2种型式统称为双室床。早在1988年，云天化股份公司脱盐水系统就开始应用双室床水处理技术，经过十余年的运行，双室浮动沸腾床的技术在我公司应用已趋完善。

2 云天化脱盐水系统概况

云天化脱盐水系统从77年投产至今一共经历了三次改造，形成了现今规模。目前脱盐水一级除盐共有5套系统，包括三套双室浮动沸腾床（1CA、4CA、5CA）和两套固定床（2CA、3CA）。总制水能力达到810t/h，正常供水为330t/h。

脱盐水系统最早是70年代从美国LA公司引进的三套固定床顺流再生工艺，其制水

批量均为76t/h。该装置制水批量低（约2300吨）、酸碱消耗高（酸比耗高达4.85倍理论耗量，碱比耗高达5.41倍理论耗量）、自耗水大，导致脱盐水成本较高，用水紧张。

为了改变脱盐水的被动局面，1988年我公司首次采用双室浮动沸腾床技术，将1CA固定床改造为180t/h的双室浮动沸腾床，增加一个反洗塔。为节约投资，保留原固定床的仪表和阀门自控部分。

1995年合成氨系统进行了第二次改造，特别是随着公司生产经营的不断扩大发展，脱盐水用量也不断增加。为进一步降低消耗，提高经济效率，再增加一套240t/h的双室浮动沸腾床（4CA）和一台240t/h的混床（4M）系列。

1996年5月，为保证脱盐水系统正常运行和生产过程的自动化进行，对原有控制系统整体进行更换，采用美HONEYWELL公司生产的S9000系列中小型、集散型可编程序控制系统来代替原来的控制仪表。S9000是目前世界上较为先进的控制系统之一，具有集成度高处理速度快运算精度高等特点，保证了脱盐系统操作的稳定性和可靠性。

2002年合成氨、尿素进行了增产50％的技改，对脱盐水系统进行了第三次改造，再增加一套240t/h的双室浮动沸腾床（5CA），并将原有76t/h的两台混床改造为240t/h的混床系列，同时对控制系统进行了升级改造。脱盐水的改造于2002年12月全部结束。

3 双室沸腾浮动床工艺的特点

⑴ 设备结构

在离子交换器的设备本体中间加上滤水孔板来隔离强弱两种树脂，使交换器成为上下两室，分别装填不同型号的树脂和适量的白球，弱树脂放于下室，强树脂放于上室，采用逆流再生浮床运行工艺，这就是双室沸腾浮动床。我公司双室沸腾浮动床脱盐系统是由阳双室沸腾浮动床和阴双室沸腾浮动床及体外反洗塔组成，其设备结构及树脂装填情况如表1。

表1 各双室沸腾浮动床设备结构及树脂型号

项目水帽造成损坏，要求采用EPS惰性白球。运行实践表明，白球高度是否合适就保证树脂的压实层是否合适，因此在装填时注意调整树脂和白球之间的合理间隙，确保再生和运行效果。

5.1.2最佳再生条件的确定

最佳再生条件主要包括再生液流速、温度及每个阶段的控制指标。对阳床来说，用98％的硫酸作再生剂，采取分步再生。同时阳双室沸腾浮动床底部下室还装有进水管，用以稀释强树脂再生后的废液，从而避免弱阳树脂中析出CaSO4沉淀。对阴床来说温度和碱液浓度十分关键，温度太低，再生效果差；温度太高，会减少树脂强度，影响其寿命。浓度太低，再生效果差，时间长，浓度太高，再生初始阶段硅的释放速度太快，易造成弱碱树脂抱团结块。在实际操作中采取控制碱液浓度及适当提高再生液温度等方法防止树脂发生硅污染。

5.1.3树脂的选择

考虑双室浮动沸腾床运行流速高、运行阻力大及反洗时破碎树脂难以清除等因素，选用树脂上要求：有足够的机械强度，粒径范围要小。一般我们选用杭州争光树脂有限公司、宜宾天原树脂有限公司生产的双室浮动沸腾床专用树脂和大孔型树脂。

5.1.4投运流速

双室浮动沸腾床投运流速流速不宜过高过低，一般为15～20m/h。在投运时由于阀门瞬时全开，使水和树脂产生向上的巨大冲击载荷。冲击载荷直接作用在双室浮动沸腾床多孔板及进水装置上，将造成多孔板及进水装置损坏。为避免对设备的损坏，我们对进水伐门进行改造，保证伐门开关有一定的时间，从而取得良好的再生及运行效果。

5.1.5运行流速

双室浮动沸腾床在运行时必须保证流量不能低于一定的值，防止树脂床乱层和沉故发生。同时不可频繁启停或调整流量，在运行初期可以停用床子，但停用后会打乱树脂层的分布情况，水质变差，批量下降，严重时会投用不起来。

5.1.6对树脂应进行定期反洗

一般根据树脂的实际运行压差进行，云天化双室沸腾浮动床一般一年反洗一次就可以满足生产的需要。

5.2 双室沸腾浮动床设计及运行情况

表2 各双室沸腾浮动床设计及运行情况表

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