温暖焦化制气厂二期软水站改造设计之我见

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5  2











计 

94 g年

第 4期 

昆 明焦 化 制 气 厂 二 期 软 水站 改 造 设 计 之我 见 
王 燕 京 

(明 色 金 计 究 ) 昆 有 冶 设 研 院 

1d   .   上 g





本 文 阐连 了在 昆明 焦 化 厂一 期 软 水 站投 产 后 , 出 了阳 离子 交换 器 制   

水 量 减 少 , 制 水 周期 缩 短 , 而 再 生 酸 耗 却 不 断增 多, 大量 酸 性 廑 水 外 排 , 使 室 外地 
沟腐 蚀 严 重 , 生 态 环境 受 到 破 坏 的 r 。 针 时 这 一 问 题 , 笔 者 在 二 期 改 造 设 计 中 采  隋况
用 了 前 置 RC00H 缓 冲 装 置 , 从 而 降 低 了酸 性 廑 液 外 排 量 及 制 水 成 本 , 使 阳 床 运 行 

条 件得 到 改 善 ,提 高 7经 济 效 益 。   关 键 词  离子 交换 器 树脂 再 生  周 期 制水 量  比耗 

这个问题一五困扰 着企业的 ,成了   生产 该厂
1 概   述 
的 一 个 老 大难 问题 。  

昆 明焦 化 制气 厂 热 电 车 间 一 期 工 程 共 装 

备 两 方 3 th煤 粉炉 ( 开 一 备 ) , 同 时 配  5/ 一
30k 0 0 w背 压 式 汽 轮 机一 台。 为热 电车 间的  作

2 软水站 一期 除盐系 统简介   
2 1 当地 水 质 情 况  . 详见 《 昆明 焦 化 厂 地 下水 质 分 析报 告》  
表 3。  

配 套 设 施 ,软 水 站 一 期 设 计 生 产 能 力 为Q   =5 i 。 O" /h。 软 化 水处 理 工 艺 采 用一 级 复 床  1 1
除 盐 系统 , 系统 周 期 制 水 量 约 1 0 m 。 其  00 , 中 阳床 设 计 周期 为 1  ̄ 2   8 0h, 阴 床设 计 周 期  约2   5h。 阳 床 再 生 剂 采 用 9 %H: 0 , 阴 床  2 S  

2 2 除 盐 系 统  .

软 水 站 一 期 工 程 , 设 计 上 采 用 一级 复 床 
除 盐 系 统 , 见 图 1。  

再 生 剂 为 3 %Na 8 OH。  
自1 8 年 焦 化 厂一 期 工程 投 产 以来 , 经  97 过 数年 生 产 检验 , 证 明 热 电 车 间 生 产 稳定 ,   软 水 站 各 项水 质 指 标 基 本 满 足 锅 炉 所 需 用 

水 。 然 而 , 软 水 站 自投 产 以 来 , 逐 步 暴 露 出 


个 突 出 问 题— — 阳 床 制 水 周 期 逐 渐 缩 短 ,  

图 1 一 级 复床 除 盐 系 统 圈    
i 机 械 过 罅 器  2一 陌 离 子 盘 按 器   3一 鲦 碳 器  一 4一 中 间永 葙   5一 中 飒 水 裂 6一 阻 离 子 交 换 蒜  

再生剂 比耗 却不 断增大。 随之而来的是 ,大 
量 过 剩 外 排 再 生 废 酸 , 对 厂 区 室 外 地 淘腐 蚀 
严 重 , 并 对 周 围建 筑 物 基 础 构成 威 胁 , 生 态 

鲁   罨  

2 5 除 盐 机 理  .

环 境 受到 破坏 。 制 水成 本 高, 运 行 费 用 大,  
收 稿 日期 : l 9 — 0 - 3   3 8   9

整 个除 盐 系 统 除 盐 机 理 见 以下 化学 反 应 
流程 ;  

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( HSi 3 2 O )  
÷

r ( S O )2 H i 3  

№   №  

脱 0 R H H{s c    +2 CI ÷    O + 2 2 0 ÷ (0      R {S{ 2 O   H  【 C。 1  
R 0H一 强 碱 性 阴 离子 交 换 树 脂 。    

() 1  

式 中: R O S  H一 强 酸 性 阳 离子 交 换 树脂  阳 、 阴 床失 效 后 , 分 别 用 H。 O ;Na S   ̄ OH进 行 再 生 , 反 应式 如 下 : I  

一 一  

.  s。 a z } c   R  

1 K
Na  

I  

Ca

+ H s z 。 ÷ R s s , + c 。 H  

蒌s ) J   。  
N a 

(2 )  

? u)   2   № R №‘s   + N  ÷  0 )+ a    1 H i3 2 a R (H 2 N      SO 
L C1     2  

R ( 2。O R。 + H D ,H  +  ,  N C  {s) NH    (Oz cO  C  s H
~   』 ±  

(3)  

2 5 再 生 剂耗 量达 6 0 g 次 。 以 电厂 标 准  ., 0k /

3 存在 问题   

比 耗 衡 量 , 每次 再生 将 过 剩外 排 H。 O 量  S 约2 0 g 加 之 种 种 原 因 , 原 设 计 1 5 。中  5k, 1m

唧1运 行 周 期短 , 制 水 量 少, 再 生 频 繁    5 。
据 测 试 , 单 台  ̄ o o阳寐 一个 制 水 周期  2o
仅 1 ~ I    0 2h, 周 期 制 水 量 约 5 0 0 m。 ( 速  流 1 m/h, 流 量 4 m。   5 O /h)   生 两 次 才 能 满 足 生 产。   5 2 树 脂 再 生 效 果 欠 佳  . 据测 试 ,  ̄ o o阳 床 总 的工 作交 换 容 量  2o 约 为2 4 克 当量 ( 高 2m) , 树 脂 有效 利  05 层   用 率 为4   , 工 作 交 换 容 量 约 台 3 5 当量/ 3 2克  
m   3


和 池 未髓 充 分 利 用 , 大 量 酸 性 废 水 外 排 
( H值 1~ 1 5 ,对 地 沟 腐 蚀 严 重 。 p .)   5 4 软 水 站 一 期 除 盐 系 统 阳 床 运 行指 标 见 表  .
1。  

阳床 每天 须 再 

由表 1可 见 , 仅软 水站 年 再 生 剂 过 剩 外 

排 一 项 , 年 将 要 白自 扔 掉 1 2 5tH2O 。 每 8 .         S 按 3 0 / t单 价 计 算 , 折 合 人 民 币近 7 万  8元

元。另外每产一 吨水,再 生剂 单耗 为I 2 g .k ,  
折 合 人 民 币0 4 元 。 .6  

而 电厂 标 准 阳树 脂 工 作交 换 容 量 取 值 

为 7 0 8 0 当量 /33 5 ̄ 5 克 1    "o 1 5 5 再 生 荆 比耗 较 高, 废 酸液 过剩 外 排 量 大  .

4 原 因分 析   
阳床 运 行 周 期短 , 再 生 效 果 差, 再 生 比  耗 较 高, 原 因 是 多 方 面 的, 归 纳 起 来 有 以下 
几方 面:  

按 当 量交 换 原 理 计 算 ,  ̄ 0 0阳 床 再 生  20
剂 理 论 耗 量 仅 为 2 0 g ( 2 H  O  。 按  5 k 9  2 S )

电 厂 标 准 1 : . 比耗 计 算, 再生 剂 耗 量 为  15 38g 5k ,而 实 际 生 产 中 ,再 生 剂 比 耗 为 1 ;  

4 1辩脂受萤 铁污染  . f

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计 



期 除 盐 系 统 
称  单 位 

床 运 行 指 标 襄 
0 0 库  0阳 ‘   备  扯 

表1  

序 号 

名 

埔 躺 引 水 恒 

m    3

运 行 周 期 
每 日制 水 量 

h  
m  3  

现 行 荐 生 j 耗 量  i 0 理 论 再 生 剂 耗 量 
标 推 再 生 剂 耗 量 

k, g 
k/ g 擞 

1 承    k/ g 攻 
0   ,【

再 生 j 过 剩 外择 量  } 0

控 超 出 标 准再 生 剂 牦 量 计 。   按 年 运行 3 ; 计 , 阳 床 每 最 再 生 两 衣  6无

年 度 再 生 莉 过 剩 外排 量 

根 据 云南 电力 中试 所 检 验 报 告, 阳树 脂  ( 内再 生 型 ) 中铁 的 含 量 为3 9 ig 克 湿  厂 .l / n 脂 ( 脂 中铁 含 量 为 1 5 g 克 湿 脂 即 视 为  树 .r / a 受 污染 ) 。 受 污 染 的 树 脂 外 观 呈 深 褐 色 , 加  之 采 用 H  0 作再 生 剂 , 一 旦 发 生 铁 污 染 引  S   起树脂 “ 中毒 ” , 其化 学 稳定 性 较 高 , 授 难  去除,从而使树脂 工作交换容量下降。   4 2 村 脂 内在 质 量 不 商 , 缺 乏 定 期 清 洗 及  .
“ 复苏 ” 理   处 交 换 器 投 用 前, 其 内装 树 脂 系 由两 地 购  买掺 合使 用, 粒 度 太小 不 匀 , 破 损 严 重  交 

5 对 策 及 措 施   
针 对 软 水 站 一 期踪 盐 系统 所 暴 露 的 问  题 , 经 多方 调 研 , 实 地 考 查及 查询 资料, 并  多 次 与 生 产 单 位 有 关 人 员深 入 探 讨 , 广 泛 征  求 意见 , 最 终与 生 产 建设 单 位 就 软 水 站 二 期  改 造 的某 些 原 则及 技术 方案 达 成 较 为一 致 的  意 见 和 办 法, 具 体 改 造 方案 爰措 施 如下 :   ( 1) 在 原 有 一 级 复 床 基 础上 , 于 强型 

㈣㈣  

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阳床前增设一 台  ̄ 0 0弱酸性 阳床作 为缓 冲  20
装 置 

换器 自投 产 以来 至 夸 未 进 行 过 一 次 全 面 清 
洗 、 复 苏及 补充 处 理 。 按 电 力 系 统 运 行 规 

对 于 弱 酸 性 阳树 脂 来 讲 , 当原 水 中硬 度 

程 , 半 年左 右要 进行 一 次 全 面 清洗 和 复 苏。  
4 5 再 生 操作 嗣 人 而异 , 映 乏监 控厦 定量 分  . 析 检 潮 手 段 

大 于 相 应 的碱 度 时 , 其 可 高 效 的 用 作 脱 碱 剂 
一 ~

即去 除 原水 中暂 硬部 分, 而 这 部分 暂硬 

占 了 总硬 度 的 9   以 上 ,从 而 大 大 减轻 了 其  O

再 生 操 作 及 化 验 分 析 制度 不 严 , 加 之 原  设 计 中 监 控 仪 表 基 本 处 于 “ 痪 ” 状 态, 给  瘫 定 量分 析 和 解 决 问题 带 来 极 大 不 便  常 固 浓  度 控 制不 好 使 用 床 再 生 时 产 生Ca O  淀 ; S 沉  
或 因 管 理 不 严, 造 成 交 换 器 深 度 失效 或过 早 

后强酸性阳床的 “ 负担”.使原有 阳床: 作  C
条件得到较大改善。  

由 于 弱 酸 性 阳树 脂 具 有 较 高 的 : [作交 换 
容量 ( E =1 O ~ 1 0 克 当量 / m 。 和 较  5O   0 6 ) 低 的再 生 比耗 ( 论 再 生 荆 用 量 的 1 1 1 2 理 . ~ .  倍) , 甚 至 利 用 再 生 后 的废 酸 作 再 生 剂 亦 可  取 得较 为满 意 的 再 生 效果 。  

停 运 , 直 接 影 响 了系 统 的 周期 制水 量。   4 4 系统 缺 少 前 I 缓 冲  .
由 于 原 水 中暂 时 硬 度 比 例 占 总 硬 度 的 

弱 酸 性 阳树 脂 虽 然 可 以高 效 地 除去 水 中  的 暂 硬 部 分 , 但 其 分 解 中性 盐 的 能 力 却 很 差 
( 当 于 原 水 中 永 久硬 度部 分 ), 所 以 原 水  相

9  以 上 , 这 样会 使 强 酸 性 阳 离 子 交 换 器 因  O

缺乏缓冲而使 其 “ 负担”过 重, 导致阳床失 
效 加快 , 运 行 周 期 缩 短。  

中的永久硬度在通过 弱酸性 阳树脂时基本上 

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不 发 生 反 应 , 而 这 部 分 中性 盐最 终 由其 后 的  强 型 阳床 来 “ 理 ” 。 另外 因这 部 分 中性 盐  处 所 占 比例 较 少 , 这 就 使 得强 型 阳 床 “ 担  负
大 为 减轻 。 这 样, 整 个 阳 床 系 统 的 制 水 量及 

进 行 充 分 中和 处 理 , 特 殊 情 况 下 可 投 用 处 理  酸 性 废 液 的 中和 曝气 装 置 , 确保 外排 废 水p   H
值 > 6。  

( 5) 投 用 和 完 善 原 设 计 中仪 器 仪 表 和 
监 控 装 置 

、 ●  ●  

№  
,  

, ●● ● ,  
●● ●

,● ●●

运行 周期 得 到 较 大 提 高 , 而 运 行 消 耗 却 反 而 
降低 , 减 轻 了 操 作 劳 动 强 度 , 提 高 了经 济 效  益, 减少 了废 酸排 放 量 。   ( 2) 改 用 HC1 再 生 剂  作 。  



 

加 强各 项 水 质监 督 措施 和 定 量 分 析 记 

录 ,建 立健 垒 岗 位 责 任 制 , 提 高 操 作 人 员 技 
术 素质 ,严 格 操 作程 序和 化 验 制 度。  

这 样 可 以 避 免 、 消 除 或 缓 解 原除 盐 系统  中诸 如 : 铁 污 染 , Ca O 沉 淀 及 分 步 再 生  S   ( 再 生 , 操 作 复 杂 ) 等 不 利 因素 。再 者, 涉   选 择 HC1 再 生 剂 可 以 消除 发 生 Ca O 结 垢  作 S  的 的 可 能 性 , 同 时可 以 用 含 酸 质 量 分 数 
(   ~ 8 ) 较 高 的 酸 和 较 小 的 向 上 流 速  6  

6 软 水站 二 期改造 新除 盐    系统 简介 
8 1 新 的 除盐 系统 见 圈 2。 .  

一 一  

( .~ 5m1h) 的 方 法 ( R 25     因 COOH电 离  能 力很 弱, 离 子 交 换 速度 较 慢 , 流 速过 大对 
工 作 交 换 影 嘀 明 显)。 而 如 果 选 用 H  O , S   
, ●  ● ● 』

、● ●●

则对 含 钙 高 的 承 就必 须 将 质 量 分 数 限 制 在  O 8 , 而 向 上 流 速提 高 到 1 I, .  5T  I h, 就 可能 

Ⅲ 

将 弱酸树脂的优点抵 消掉。   ( 3) 设 计 中增加 再生 废 酸 回收 系统 
对 再 生 废 液 中相 对 杂质 较少 的部 分 予 以  回收并 将 其 作 为下 欢 再 生 时 的再 生 剂 ,可 起 
到 节 省 运 行 费 用 , 减 轻 环 境 污染 的 双 重 功   效。  

图 2 : 期 改 造 新 除 盐 系统 图    
1一 机 械 过 滤 器  2- RC H  3一 RS H  - OO 03 4一 昧CO2    
7一 R0H 

5一 中 问 水 耘  6一 中 闻木 泵 

B 2 新 除 盐 水 系 统 除 盐机 理  .

( 4) 完 善 中和 处 理 系统 
利 用 原设 计 中 1 5 t 中 和 池对 再 生 度 液  1f。 i

改 造 后 除 盐 水系 统 除 盐 机 理见 以下 反 应 
流程:  

2C o  2 M   R 0 H Rig
S , O  



 

2S  +J ROH J a  

f H Si a)2   2 O    (

( 2 H  CO )   3 2

2   R

jg ?H   、 +(   M  o
K  

f a , H c  z C  (  o ) s 

1  

N2 【H 1 a 2C  

1  O   S  H

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计 

9 年  

第 4期 

(   O  H2  ̄ S
。一  
懈   ㈩  

式 中: Rc 00H一 弱酸 性 阳 树脂 。   B 5 水 质 指 标  . 改 造 后 的除 盐 系 统 出水 水 质 指标 ;  
电导 率 t 5~ 1 1 ,  ;   5 sc   x S O2 0 O ~ 0 1 / 。 i : . 2 . mg [  

制 水 周 期 { 7 +2 0 4 =7 0 4/ 0 0+ 6=7   6h 6 5 改 造 后 糟 障 盐 系 统 设 计 指 标 见 囊 2。 .   由 表 2可 知 , 改 造 后 的 除 盐 系 统 , 仅 每  年 节 约酸 耗 一 项 ( 改造 前 每 吨 制 水 量 再 生 裁  单 耗折 合 人 民 币 04 元 ) ,就 比 改 造 前 节 省  .6
运行费用:   .   ( . 6 . 2 ×3 5 0 0 4 —0 3 ) 6 0 0=5 1 0 元 ) 10 (  

B 4糟 障盐 系统运行周 期及铆水量  .
改 造 后 除 盐 系统 阳床 组 运 行 方 式 是 待 前  置 弱 酸 性 阳 床 失 效 后 , 再 继 续 由其 后的 强 酸  性 阳 床接 着 工 作 , 待 整 个 阳 床组 最 终 彻 底 失  效 后 切换 成 另一 阳 床组 , 而 对 失 效 阳 床 进 行 
再 生处 理  这 样 , 弱 型 阳床 的 制 水 量 及 制 水  周 期 为:  
× 23× 2 × 1 600  

同 时 过剩 外排 废 酸 量也 大 为 减 少。 当  然 , 二 期 改造 须 花 费一 大 笔 资金 , 仅 购 买 弱  酸 性 阳 树脂 就 需 近 2 万元 , 但 从 长 远 发 展 来  9 看 , 从 焦 化 厂 自身的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 来 
看都是值得的,也是势在必行 的。  

制 水 量 





: 280 0m 3  

3.   59

7 遗 留 问题   
需要 特 男 指 出 的 是 : 软 水站 二期 改造 设  叮
计 至 夸 , 工 程 施 工一 直 未 能 实 施 , 所 以设 计 

其中:10-R   0 COOH树 脂 E 取 值 。 6     制水周期
= 7    0h

( 4 m。 按 O /h计 ) ; 2 o / o  ̄ o 4 

中的 计 算指 标 究 竟 与 实 际 生 产 有 多 大 出入 ?   能 否 满 足 设 计 要 求 及 各 项指 标 , 目前 尚不 得  而 知 。 所 以车 次二 期 改 造设 计 成 功 与 否 还 有  待 进 一 步 证 明 和 经 实 践 的检 验 
据 信 , 改造 后 的 除盐 系统 较老 系统 在 运 

因 前 置 弱型 阳床 失 效 后 , 其 后 强 型 阳床 
亦 工 作 了 7 小 时, 取 RS s 工 作 交 换 容 量  0 O  H

E  =0 5   =0 5 7 =2 5 克 当 量,  E . ×4 1 0 35  
则 整 个 阳 床组 制 水 量 及 制 水 周 期 为 ;  

嗣 水量:2 0 +— ! I 80   
+ 2   : 3 0m  40 04

2 0  80

行  操 作 条 件 方 面会 有 较 大 改观 , 同时 企 业  的 经 济 效 益 和 社会 效 益 也 将 是 明显 的 。   还 须 强 调 的 是 , 除 了在 技 术 上 采 取 可 行 



















寰 

襄2  

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第 4期 











计 

措 施 外 , 人 的 因素 是 不 可 忽视 的。 应加 强对  职 工 质 量 意 识 的 教 育 , 培 养 和 提 高 操 作 人 员  专 业 技 能 和 素 质 。 树 立 挖 掘 潜 力、 发 挥 主观 
游  K 

能 动 性 的 指 导 思想 , 把 技 术 经 济 责任 制与 个 
人 责 、 权 、 利 紧 密 联 系 起 来 , 一 旦 人 的积 极  因素 调 动 起 来 , 其 剖 造 力 将 是 很 大 的 。  
化  厨 阳 

昆 明焦 化 厂 地 下 水 质 分 析 报告 裹 
项 H   古 量 ( g t  a r /) 项 目  

一  

裹5  
古 量 ( g 1  a r  ̄)
3 8× l   , m  . 05 c 0

电 导 辜 

悬 浮 物 
总 残 出  氧忆 还 原 电 位 
H :  一
2 2 o 6 .  4 I8 y 6 lm  

C02一 N 

~  

柏 扣  

O 3 N  一 CN 。  

酚 

Cd  

F¨ 

器 铣 
总 碱 

0. 80   0 4

( 上接第7 页) l  

现 代 化 建 设 的关 键 时期 ,使 科 技 信 息在 企 业  中充分 发 挥 作 用 更 显 得 重 要 。 所 以, 我 们要  解 放 思 想, 转 变 观 念 , 加快 改 革 开放 的步  伐 。企 业 对 信 息 的 需 求 给 信 息 工 作 者 提 出 了  更 高 盼要 求 , 作 为科 技 第 一 生 产 力 的 开 拓 
者 , 在 为企 业 的服 务 中 应 千 方 百计 地促 进 科 

4 促进 科 学技 术成 果 转化 为     生 产力  
随着 我 国 改 革开 放 的 不 断 深 入 和 发 展,   信 息量 急剧 增 加 ,企 业 对 信 息 的需 求也 十分  

技 成 果 的转 化 , 为企 业 决 策服 务 , 使 企 业 有  昕发 明、 有 所 创 造 I 为 企 业 技 术 进 步 服 务 , 、  
使 企 业 得 到 的 科 技 信 息 转 化 为 企 业 的 生 机 和 

迫 切 , 在 大 潮 中要 取 得 较 好 的 社会 效益 和经   济 效益 ,就 必须 采 取 多层 次、 多结 构 的 服 务  手 段 , 提 高对 “ 科学 技 术 是 第 一 生 产 力 ” 这 


活 力 I 为 企业 生 产 经 营 服 务 , 使 企 业 在 新 的  领 域 中提 高 经 济 效 益 ,在 市 场 竞 争 中立 于 不  
败之地。  

基 本观 点的 认 识 , 在 社 会 主 义 现 代 化 建 设 

中, 特 别 是 在 建设 社会 主义 市 场 经 济 体 制 和  


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