D301树脂性能测定及生产应用

化肥设计

ChemicalFertilizerDesign

June.2006

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D301树脂性能测定及生产应用

管豫燕,韩󰀁燕,张󰀁刚

(中原大化集团有限责任公司,河南濮阳󰀁457004)

中图分类号:TQ351.44󰀁󰀁文献标识码:B󰀁󰀁文章编号:1004-8901(2006)03-0047-02

󰀁󰀁在现代大型化工生产中,蒸汽轮机是重要的动力机械设备,汽轮机与锅炉能否正常运行,脱盐水

的质量起着重要的作用。中原大化集团公司脱盐水采用两级处理,水质控制指标为:电导率<0.2󰀁s/cm,SiO2<20󰀁g/L,含盐量<1mg/L,pH=7.0󰀂0.5,以满足高压蒸汽系统锅炉给水的要求。然而,近几年由于黄河水质污染严重,水中含有大量有机物,弱碱树脂遭受污染,影响了树脂的使用效果,导致一级复床制水批量大为降低。1998年大修时,公司采用了新型弱碱树脂D301,并在不同运行工况条件下对该树脂的交换性能进行了测定。

使温度基本保持在35~45∀之间。

表2󰀁D301树脂的交换容量与水温的关系

运行温度/∀

交换容量/mmol L-1

20875.2

30993.7

40

50

1102.31192.4

1.3󰀁不同再生液浓度下的测定

阴床为双室浮动床,上室装填强碱树脂D201,下室装弱碱树脂D301,再生方式为对流式。再生液先和强碱树脂交换,弱碱树脂是利用再生过强碱树脂的废液再生。我公司选定的阴床树脂再生浓度为2.0%~2.5%。再生液浓度对树脂工作交换容量的影响见表3。

表3󰀁再生液浓度对树脂交换容量的影响

再生液浓度/%交换容量/mmol L-1

1.0

1.5

2.01165.6

2.5

3.0

1󰀁运行测定

1.1󰀁不同运行流速下的测定

在相同水质条件下,运行流速的提高将减少树脂层与水的接触时间,增加树脂工作层的高度,导致工作交换容量降低。但是浮床运行流速不宜过低,否则树脂不能起床。运行流速试验可以间接地

反映树脂的离子交换速度。测定结果见表1。

表1󰀁D301树脂交换容量及运行流速

运行流度/m h交换容量/mmol L

-1

-1

1203.51187.31152.61148.9

2󰀁使用效果

(1)更换新型弱碱树脂后,制水批量明显提高,见表4、表5。

表4󰀁原弱碱树脂的制水批量统计

时间

1994年33502680

1995年33002650

1996年32102440

1997年31202420

152025303540

1250.71146.71112.81073.91020.5978.1

复床最大/m3复床最小/m3

󰀁󰀁测定结果表明,流速在15~40m/h范围内,树脂的工作交换容量随水流速度的增高而降低,我公司选定的运行流速为!25m/h。1.2󰀁不同进水温度时的测定

资料表明,提高水温将会加快离子在水膜和树脂间的扩散速度,对弱型树脂的影响尤其明显,但其最高水温受再生温度的影响(50∀以下)。在运行流速为25m/h,水温在20∀、30∀、40∀条件下进行了测定,结果见表2。

󰀁󰀁从表2可以看出,在25m/h流速下,水温从20∀提高到40∀,树脂的工作交换容量提高了25.9%。我公司利用回收合成系统的工艺冷凝液,

表5󰀁使用D301弱碱树脂后制水批量统计

时间复床最大/m3复床最小/m3

1999年40113076

2000年39943069

2001年39172996

2002年39062767

󰀁󰀁(2)去除有机物效果好,并容易洗脱。由于D301弱碱树脂去除残留有机物能力增强,保证了出水水质,并对强碱树脂也起到很好的保护作用。最近一段时期,发现D301树脂颜色略变深,脱除有机

作者简介:管豫燕(1978年-),女,河南濮阳市人,2001年毕业于郑州大学化工工艺专业,现从事化工生产技术管理工作。 48

化肥设计2006年第44卷

物效率下降,遂采用10%的NaCl和2%的NaOH再生液浸泡D301和D201树脂,在淋洗D301时,有大量黑色液体流出。笔者认为,这是树脂将运行中所吸附的有机物释放了出来,而以往用NaOH再生时也常有大量橙黄色液体流出,说明该树脂对去除有机物有一定效果,并有很好的洗脱能力。(3)交换容量大,产水量高,出水水质好。未用D301树脂前,一级除盐系统中阳、阴树脂的交换容量不匹配,一般阴床已失效,阳床的交换量还绰绰有余。由此导致运行周期缩短,操作频繁,且每次再生时都得将未失效的阳树脂一起处理,浪费了大量盐酸。使用D301树脂后,阳、阴树脂工作交换容量大致匹配,运行周期比更换前延长了近1/3,周期制水量也有大幅度提高。

(4)再生剂浓度低,淋洗量少,废液易处理,生产成本明显降低。由于大孔弱碱树脂再生使用的是强碱阴树脂再生残液,故其再生液浓度比较低,因此,排出的废液也容易处理,对环境的污染减少。弱碱树脂淋洗时水量耗用较少,可节约用水量25%左右。使用D301弱碱树脂后复床制水批量大,制水周期延长,再生次数相应减少,酸碱消耗明显降

低,复床月再生次数由32.5下降到25.4,酸碱消耗降低了15.8%。

3󰀁结论

D301大孔弱碱树脂在中原大化集团公司已使用多年,笔者认为该树脂具有以下特点。

(1)工作交换容量大,制水批量由原来的2767

3

m增加到3906m。

3

(2)出水水质好,出水电导率在运行中期小于2󰀁s/cm,在此水质下运行时间比原树脂延长4h,符合混床进水水质要求(小于5󰀁s/cm)。

(3)物理性能稳定,用空气清洗时,碎树脂比以往少,说明树脂的强度有所提高。

(4)酸碱耗量降低,复床的制水批量增加再生次数减少,所用再生的酸碱也相应降低,成本下降。参考文献:

[1]周本省.工业水处理技术第二版[M].北京:化学工业出版社,

2002.5.

[2]金熙,项成林,齐冬子.工业水处理技术问答,第三版[M].北

京:化学工业出版社,2003.8.

收稿日期:2005-12-25

湖北双环油改煤工程煤气化装置开车成功

由中国五环化学工程公司设计的世界上第1套采用壳牌粉煤气化技术生产煤化工原料气的生产装置###湖北双环油改煤工程煤气化装置,于2006年5月17日一次投料开车成功,当天并入全厂生产系统,装置运行非常平稳。

湖北双环油改煤工程主要包括空分、煤气化、净化(变换、低温甲醇洗、甲烷化)及配套的公用工程,装置能力可满足年产20万t/a合成氨的原料气需要,项目总投资约7.5亿元人民币。

壳牌粉煤气化技术是目前世界上最先进的煤气化技术。湖北双环油改煤工程煤气化装置是壳牌粉煤气化技术第1次在中国使用。该技术具有如下特点:(1)对原料煤种的适应性非常广泛;(2)原料煤的碳转化率高、总热效率高;(3)气化炉生产能力大,能长周期稳定运行;(4)控制系统安全可靠;(5)产品气体洁净,灰渣中含碳量低,为节能环保型煤气化工艺。

湖北双环油改煤工程煤气化装置技术引进合同于2001年6月生效,2003年3月正式动工建设,2005年12月完成机械竣工,2006年1月磨煤干燥系统试车成功,2006年5月17日煤气化装置一次投料开车成功。

湖北双环油改煤工程煤气化装置具有技术先进、流程复杂、设计难度高的特点,设计和相关技术服务的难度特别体现在化工工艺、粉体工艺、设备、仪表、管道、结构等专业。中国五环化学工程公司在项目设计、采购、施工、试车过程中,遇到许多难以想象的困难,但经各方的共同努力最终都得以解决。

中国化学工程集团公司向中国五环化学工程公司发出贺电表示热烈祝贺和亲切慰问,贺电认为:∃湖北双环油改煤工程煤气化装置开车成功,是中国五环化学工程公司贯彻落实科学发展观,增强创新能力的具体体现,标志着五环公司在掌握世界先进技术,为我所用上取得的又一重大成果,对于促进我国能源结构以煤为基础的煤化工发展有着重大意义,也为我国能源发展决策提供了重要的参考价值。%

本刊供稿