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混合离子交换器


一、概述
       混合离子交换器是用于初级纯水的进一步精制。一般设置于阴、阳离子交换器之后,也可设置在电渗析或反渗透后串联使用。出水水质可达到SiO2≤0.02 mg/L,导电度≤0.02µS/cm,处理后的高纯水可供高压钢炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。

二、工作原理
       混合离子交换法,就是把阴、阳离子交换树脂放在同一个交换器中,将它们混合,所以可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳离子通过该交换器,则被树脂交换,而获得要求的水。
在混床中,由于阴、阳树脂是相互均匀的,所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行。或者说,水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。经H型交换所产生的H+和OH-都不能积累起来,基本上没有反离子的影响,交换进行得比较。
       其反应式:
           Na+      SO42-          Na+          SO42-
RH+R´OH+   Ca2+      CL-     →R   Ca2+   + R´   CL-    +H2O
           Mg2+      CO32+          Mg2+         CO32+
                    HSiO3-                     HSiO3-
       本混合床采用体内再生法。再生时利用两种树脂的比重不同,用反洗使阴、阳离子交换树脂完全分离,阳树脂沉积在下,阴树脂浮在上面,然后阳树脂用盐酸(或硫酸)再生,阴树脂用烧碱再生。

三、技术数据表
设备名称 混合离子交换器
运行流速(m/h) 40~60
反洗 流速(m/h) 10
时间 (min) 15
再生 药剂 HCL NaOH
耗量 (g/mol) 100~150 200~250
含量 (%) 5 4
流速(m/h) 5 5

四、结构简述
       1、进水装置
       在交换器上部设有进水装置,使水能均匀分布。
       2、再生装置
       在阴离子交换树脂上方设有进液母管,进液母管采用母支管形式,支管采用加强型T型绕丝管。阴离子交换树脂再生用碱液即由该进液母管送入。再生阳离子交换树脂用的酸液由底部排水装置进入,再生酸、碱废液均由中排口排出。
       3、中排装置
       中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上,用于排泄再生时酸、碱废液和冲洗液,型式为双母管式或支管母管式,支管采用加强型T型绕丝管。
       4、排水装置
       均采用多孔板上装设水帽,多孔板采用钢衬胶。
       另外,在阴阳树脂分界面外、树脂表面处及大反洗膨胀高度处各设视镜一个,用以观察树脂表面及反洗树脂的情况。
       筒体上部设树脂输入口,在筒体下部近多孔板处设树脂卸出口。树脂的输入和卸出均可采用水力输送。

五、运行及再生操作
       程序控制表
阀门名称
 
状态步骤



k1



k2





k3





k4





k5





k6






k7



k8



k9



k10
控制指标
参考数据
1 运    行 流速40~60m/h
2 反洗分层 流速10 m/h、15min
3 沉    降 <S, style="COLOR: rgb(0,0,0); FONT-SIZE: 9pt; FONT-WEIGHT: bold" PAN>∨ 5~10min
4 强迫沉降  
5 预 喷 射 1min
6 再    生 流速5 m/h
7 置    换 流速5 m/h
8 清    洗  
9 排    水 放水至树脂层表面上100mm左右处
10 混    合 压力0.1~0.12MPa,
气量2~3m3/(m2.min),0.5~1min
11 灌    水  
12 正    洗 流速15~30 m/h
表中“∨”表示阀门开启状态,“-” 表示阀门关闭状态。
1、运行操作
       启动前检查:
       (1)设备处于备用,各阀门处于关闭位置。
       (2)流量表、压力表完好,考克开启。
       (3)级除盐水箱水位在1/2以上(或根据二级水位情况决定)。
       启动与停止操作:
       启动:
       (1)除盐泵投入运行,开进水门k1,空气门k10,当空气门出水即关闭。
       (2)开正洗排水门k5,冲洗至出水符合标准。
       (3)关正洗排水门k5,开出水门k2,向二级水箱送水,并调整流量至需要值。
       停止:
       关出水门k2,进水门k1,停止除盐泵运行。
 
       运行维护及监督:
       (1)运行中每2小时取样化验SiO2,电导率一次,临近失效增加分析次数。
       (2)运行中应检查各表计指示正常,级水箱水位供应充足。
       (3)检查树脂捕捉器内是否有树脂漏出。
       (4)增减负荷应缓慢进行。

2、再生操作
       再生前准备:
       (1)按照规定日期或出水质量下降,即将碱,酸分别压入计量箱内。
       (2)准备好再生所需药品、仪器、记录表单等。
       再生操作:
       按规定日期或出水质量下降,即进行再生,再生操作如下:
       a.反洗分层:
       关出水门k2,进水门k1,硅表取样门待塔内压力降为0时二次关闭出水门k2,开反洗进水门k3,反洗排水门k4,流量由小至大,待树脂层松动膨胀后,增加至30—40t/h树脂层上升至上窥视孔时,稳定流量同时观察下窥视孔树脂情况,分层一段时间,每隔2分钟,降低流量5 t/h,下窥视孔树脂界面明显时,关闭反洗进水门k3,关反洗排水门k4,停止除盐泵运行,反洗结束,分层效果不明显可重新分层。
       b.静置放水:
       待树脂沉降下来以后,开空气门k10,正洗排水门k5,将水放至上窥视孔中心线处,关闭正洗排水门k5,空气门k10。
       c.阴树脂进碱:
       除盐泵投运,开酸、碱计量箱出口门,开混床进碱门k9、进酸门k8,开碱喷射器进水门,酸喷射器进水门,流量全部调整在5—8t/h,开中间排水门k6,以中间排水门控制器内液位稳定在上窥视孔中心,开喷射器进碱门,进碱浓度2—3%,流速2—4m/h。
       d.阴树脂置换:
       进碱结束后,关喷射器进碱门,关碱计量箱出口门,继续进水,进行冲洗置换至出水碱度<0.5mmol/L。
       e.阳树脂进酸:
       开喷射器进酸门,进酸浓度2—3%,流速2—4米/时。
       f.阳树脂置换:
       进酸结束后,关喷射器进酸门,酸计量箱出口门,继续进水,进行冲洗置换至出水酸度≤0.5mmol/L关碱喷射器进水门,进碱门k9,酸喷射进水门,进酸门k8,中间排水门k6,置换结束。
       g.阴、阳树脂串联正洗:
       开进水门k1,当空气门k10出水后,关闭空气门k10,开正洗排水门k5,调整流量65t/h,冲洗至出水导电度<1.0 µS/cm(正洗排水门取样)关正洗排水门k5、进水门k1,停除盐泵运行。
       h.放水:开空气门k10,正洗排水门k5,将水放至高出树脂层10公分处,关正洗排水门k5。
       i.混合树脂:
       空压机投运,开混床进气门k7,保持器内压力0.1—0.2MPa,时间10分钟左右,从窥视孔看到树脂混合均匀后,关进气门k7,停空压机运行。
       j.混合后正洗:
       除盐泵投入运行,开进水门k1,待空气门出水后即关闭。开正洗排水门k5调整流量65t/h,开硅表取样门取样合格,此时开出水门k2,关正洗排水门k5,设备投入运行,或停止运行列为备用。
       维护及监督:
       (1)进酸、碱及置换期间须控制器内水位稳定,不得忽高忽低。
       (2)应经常检查中间排水,底部排水是否有跑树脂现象。
       (3)如分层效果不明显,可进碱5—10升以增加阴、阳树脂比重差。
       (4)当塔内快要满水时,应适当关小进水门,慢慢进水,以防设备受力而损坏。
       (5)待树脂沉降放水时对出口一、二道门进行二次关闭。

六、安装要点
       1、设备安装前根据发货清单清点设备、部件数量。检查设备是否在运输中损坏。并检查设备衬胶面有无损坏、擦伤。
       2、设备就位后运行前检查内部中排装置、碱液分配装置、水帽有无松动,有无漏装的零部件。

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