双室沸腾浮动床的故障分析及检修

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【摘 要】以双室沸腾浮动床为例，分析其工作过程、优点、常见故障及解决方法。

【关键词】双室沸腾浮动床；常见故障；解决方法

Dual-chamber boiling floating bed failure analysis and repair

Yan-liang

(Jiangsu nuclear industry, Green Water Treatment Co., Ltd Nanjing Jiangsu 210003)

【Abstract】Boiling floating bed double room, for example, analyze the course of their work, the advantages of common faults and solution.

【Key words】Dual-chamber boiling floating bed;Common fault;Solution

1. 双室沸腾浮动床技术介绍

双室沸腾浮动床是对水处理离子交换器设备的彻底改造，其技术目前在国内水处理工艺中也是先进的。

图1 双室沸腾浮动床工作示意

双室沸腾浮动床（见图1）的结构分为上下两室，中间由隔板分开，隔板有若干开有缝隙（宽0.30～0.50 mm）的水帽，将强弱两种树脂分开使水可以自由通过，为了使进出水分布均匀，上下室与椭圆封头之间也设有同样隔板。

1.1 以阳双室沸腾浮动床为例，其工作过程是：

（1）再生状态（图a）：再生液自上而下通过床层，新鲜再生液首先与强酸树脂接触，利用浓度优势使强酸树脂得到充分再生而保证交换器的出水质量，然后再生液再与弱酸树脂接触，弱酸H型树脂在水中电离出H＋的能力很小，吸附H＋的能力很强，所以当水中有很少量的酸时就能使弱酸树脂得到充分再生。

（2）运行状态（图b）：水自下而上通过床层，首先与弱酸H型树脂接触，而弱酸H型树脂在水中仅与弱酸盐（碱）反应，它工作交换容量大（1.8～2.5 Kmol／m3），约是强酸阳树脂的2～3倍，大量的暂硬度就被弱酸树脂吸附。水得到初步的软化后继续进入强酸树脂层，由于强酸树脂分解中性盐的能力较强，所以水中的绝大部分阳离子被吸附而去除。在水自下而上通过交换器时，其物理过程比较理想，在水帽的开缝方向形成了厚度200～500 mm的湍流层，处于这一层的树脂呈沸腾状态，其颗粒表面边界水膜的厚度(10～1 μm)减小，有利于离子在水中的膜扩散，加快了树脂与盐类的反应，提高了树脂的工作交换容量。湍流层以上是浮动层，处于浮动层上的树脂受到水的推力，浮在上端。由于树脂密集分布，水与树脂接触时间较长，水中盐类很容易被树脂充分吸附。

1.2 双室沸腾浮动床有如下优点：

（1）酸碱耗低。这是由于采用了容易再生的弱酸（或弱碱）性树脂，又利用了逆流再生和串联再生工艺。

（2）节省阴阳床，产水量多。它把两步交换放在一个床中进行，省一个床，减少了占地，并发挥了弱树脂工作交换容量大，强树脂吸附能力强的特点。

（3）有利于防止有机物污染。采用的大孔型弱碱性树脂对有机物有良好的吸附（交换时）和解吸（再生时）能力，减少了有机物对强碱性树脂的污染。

（4）废酸碱易中和。由于是一床两步再生，再生和清洗时排出的废酸（或废碱）浓度低，容易中和处理。

（5）出水水质好。由于采用的是逆流再生，上部树脂始终接触新鲜的再生液，可获得较高的再生度，对强酸（或强碱）性树脂除钠离子（或除二氧化硅）非常有利。

（6）操作方便。两步离子交换，一步操作完成，与固定床比较，本体阀门减少2～4个。

（7）流速快，因为交换剂处于浮动状态，必须在高流速下才能实现。

2. 双室沸腾浮动床运行的常见故障及解决方法

2.1 阴浮动床出水的硬度超标。

2.1.1 原因分析。

（1）阳浮动床正洗未合格就转入短暂的顺洗而投运，致使含有硬度的水进入阴浮动床。（2）在公用再生系统中，阳浮动床进酸门不严，生水或清水漏入出水中而进入阳浮动床。

2.1.2 判断和处理方法。

（1）阳浮动床正洗要保证足够的时间和流速，直到正洗合格，没有硬度时方可转入顺洗。（2）检查阳浮动床进酸门的严密性，发现泄漏，应立即更换。

2.2 阴浮动床出水中钠含量大量超标。

2.2.1 原因分析。

（1）阴浮动床中混进了阳树脂。（2）阳浮动床因进酸门不严，生水或清水漏出口水中。（3）阴树脂被腐殖酸等有机物污染。

2.2.2 判断和处理方法。

（1）检验阴树脂中是否混入了阳树脂。若混入阳树脂，应卸出阴树脂，在带锥体和装有空气搅拌装置的擦洗器中用20%～25%的火碱溶液进行分离，分离后阳树脂积聚在锥体中，可从底部放出收集起来。

（2）检查阳浮动床进酸门的状况。若进酸门不严，则应立即更换。

（3）若系阴树脂污染，则应用碱性食盐水等予以复苏。

2.3 阴浮动床出水中硅酸根含量较高。

2.3.1 原因分析。

（1）碱液中含有较多的杂质，或长期饥饿再生。（2）再生液和入口水的温度较低。（3）氧化硅在床层中析出。（4）阴树脂被有机物或胶体硅污染。

2.3.2 判断和处理方法。

（1）检查碱液质量，若其中含有较多的杂质，则应另先优质碱液。（2）核实再生碱液用量，若低于理论量的1.5倍，则应增加再生用量。（3）检查再生液和入口水的温度，若达不到要求，应进行调整。（4）检查阴树脂，若被有机物或胶体硅污染，应用碱性食盐水等进行复苏。污染严重者，应予更换。

2.4 阴阳浮动床总工作交换容量下降。

2.4.1 原因分析。

（1）树脂被铁、铝、锰等金属及其氧化物和有机物污染。（2）再生时进酸碱量不够或浓度较低。（3）树脂脏污，夹杂粘泥和悬浮物。（4）阳树脂老化或氧化降解。（5）再生过程中置换不充分就转入顺洗，致使废酸碱返上，又将再生好的树脂污染。

2.4.2 判断和处理方法。

（1）化验水源水中铁、铝、锰、铜等重金属的含量，并加强预处理的控制和监督工作。（2）检验盐酸、和液碱等再生剂的质量，防止污染树脂。（3）核算再生时进酸碱的数量和浓度，避免长期饥饿再生。（4）加强树脂的擦洗工作，充分洗净树脂和洗掉破碎的树脂。（5）当树脂氧化降解或污染严重时，应进行复苏工作。（6）置换时间必须足够，必要时检查排水的酸度和碱度或钠含量。若排水质量较差，应调整程序，延长置换时间。

2.5 压差大而流量上不去。

2.5.1 原因分析。

（1）设计欠妥，选型较大，不能保证高流速运行。（2）随意接带负荷，经常低流速运行，这实际等于小反洗，而将破碎树脂集中到床体顶部，包住了多孔管或滤水帽，致使流量不能带大，并有可能因压差大而割破塑料网，泄漏树脂。

2.5.2 处理方法。

（1）经常保持高流速运行。（2）根据水位成床和落床，但尽可能避免频繁起停床。

2.6 加强运行指标的监督。

应加强除盐系统运行指标的监督，对水质指标、运行周期、周期制水量、自用水率、再生时的酸、碱耗等指标发现异常、认真分析、找出原因、及时消除，保证离子交换器的安全稳定运行。

［文章编号］1006-7619（2011）01-18-028

［作者简介］ 颜亮，男，职称：工程师，工作单位：江苏核工业格林水处理有限责任公司。