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中排损坏原因及处理

某厂阳离子交换器中排损坏原因及处理

一、原因分析

除盐水制水设备中为什么离子交换器会出现不能在高负荷下运行呢?经过进一步的分析和探讨,一般情况为离子交换器内部结构存在着缺陷:

(1)离子交换器在运行过程中易形成树脂干层。离子交换器在运行中树脂会出现干层,这是因为它们的离子交换器用进口阀调节运行流量,交换器长时间处在低压的状态下运行,蕞后积聚在树脂层内形成干层,从而给离子交换器中排损坏创造了基本条件。有资料介绍,离子交换器在0.4—0.6MPa的压力下运行可以消除树脂产生干层的现象,而我厂的离子交换器运行压力大多为0.35—0.37MPa,与资料介绍的数据相比稍有偏低。

(2)运行中树脂压脂层的压差过大,是中排损坏的根本原因。我厂的离子交换器其实也是一台二级过滤器,当无阀滤池或者前级过滤设备运行工况不稳定或设备有故障时,或周围环境存在污染,如合成氨厂污染大量的悬浮物会穿透滤水设备而进入离子交换器,在其树脂压层内聚集,从而使离子交换器进出口压差增大,在运行中易对整个中排装置产生很大的应力。

在一般情况下,离子交换器中排装置损坏是从支管发生弯曲开始的,根据离子交换器中排装置向下弯曲的初始情况,运用材料力学进行分析,假设离子交换器中排装置的支管采用DN32的不锈钢管制作而成的,通过计算其中1根蕞长支管的弯曲变形情况可知,即:当蕞长的1根支管出现向下弯曲变形时,其压脂层上下的压差为0.0441MPa。而一般的离子交换器进出口起始压差约为0.035—0.045MPa。

(3)长期的超负荷运行是离子交换器中排损坏的一个重要原因。

离子交换器在运行中常常出现顶表,其运行流量超过150t/h,运行流速超过了30m/h。混合离子交换器常常维持在270t/h的负荷下运行,运行流速甚至达到85m/h。

(4)系统改造不尽合理,是离子交换器中排装置易损坏的一个重要原因。离子交换器没有进出口压差监测系统,当设备高负荷运行时,没有评判标准,易失去控制。

四、解决办法

根据上述分析可知,造成离子交换器不能高负荷运行的原因,可通过运行和设备两种途径分别加以解决。

运行方面

1、制离子交换器的运行压力。通过控制其出水阀开度的办法调节离子交换器的运行压力,使之尽可能达到或接近0.4Mpa以上压力运行。

2、在制水过程中监测离子交换器两端的压差,使之尽可能保持在0.1Mpa以内。经试验发现,当离子交换器运行压差较大,以充分小反洗后,其压差仅能下降到0.055Mpa左右。在运行过程中当离子交换器压差≥0.1Mpa时,应立即停运进行小反洗以去除压脂层中的悬浮物,使之两端压差变小,这种方法十分简便奏效。

3、格控制设备的运行负荷。离子交换器运行流量严格控制在120t/h以内,混合离子交换器严格控制在200t/h以内。同时离子交换器运行流速在设计上应取值20-25m/h,阴离子交换器运行流速在设计上可以取值25-30m/h,而混合离子交换器的运行流速应尽可能控制在60m/h以下。

4、控制好预处理的出水水质,对清水浊度进行定期监测。如澄清池运行工况不好,清水经无阀滤池过滤后浊度仍然较大,应立即采取措施,使之恢复正常。

设备方面

1、现有的预处理系统进行大修。在大修中发现1号无阀滤池的格栅支撑水泥柱有些已经倒塌,造成了清水室与滤水室短路,澄清池出水在无阀滤池中实际上未经过滤,从而使大量的浑浊物直接进入离子交换器,造成离子交换器内过水不畅,形成较大的压差,当形成的压力超过一定的限度时,就会造成离子交换器中排弯曲变形。

2、离子交换器的中排支撑槽钢进行了加固处理。支撑槽钢的数量由2根增加至4根,并在蕞长的槽钢上进行背靠背的焊接一根短槽钢,以增加其强度。槽钢加固后,经计算离子交换器中排蕞长的一根支管可承受ΔP为0.14Mpa的压差而不会被压弯,实践证明:此时离子交换器运行流速可增至40m/h以上。

3、拟定取消中间水泵。由于系统没有中间水箱,因此我们考虑取消中间水泵而适当提高清水泵的扬程运行,这样既简化系统,又降低系统的检修维护费用。

4、采用新型中排支管。原有支管涤纶套包扎以后体积较大,易老化开裂而造成中排漏树脂,所使用涤纶套支管的设备维修周期较短。近年来德国、日本先后采用了插管式支管,它使整个中排装置位于压脂层上部。从而避免了压脂层压差过大对中排装置造成的不利影响。由于插管式支管布水性能较差些,近两年国内开始采用了T型不锈钢绕丝中排支管,该支管通过不锈钢丝间的缝隙进行滤水,它的受力面积较小,布水效果比涤沦套支管更好,同时还可以免去经常更换涤沦套而带来的麻烦。