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    混合離子交換器


    一、概述
           混合離子交換器是用于初級純水的進一步精制。一般設置于陰、陽離子交換器之后,也可設置在電滲析或反滲透后串聯使用。出水水質可達到SiO2≤0.02 mg/L,導電度≤0.02µS/cm,處理后的高純水可供高壓鋼爐、電子、醫藥、造紙、化工和石油等工業部門。

    二、工作原理
           混合離子交換法,就是把陰、陽離子交換樹脂放在同一個交換器中,將它們混合,所以可看成是由無數陰、陽交換樹脂交錯排列的多級式復床。水中所含鹽類的陰、陽離子通過該交換器,則被樹脂交換,而獲得要求的水。
           在混床中,由于陰、陽樹脂是相互均勻的,所以其陰、陽離子交換反應幾乎同時進行?;蛘哒f,水的陽離子交換和陰離子交換是多次交錯進行的。經H型交換所產生的H+和OH-都不能積累起來,基本上沒有反離子的影響,交換進行得比較。
           其反應式:
               Na+      SO42-          Na+          SO42-
    RH+R´OH+   Ca2+      CL-     →R   Ca2+   + R´   CL-    +H2O
               Mg2+      CO32+          Mg2+         CO32+
                        HSiO3-                     HSiO3-
           本混合床采用體內再生法。再生時利用兩種樹脂的比重不同,用反洗使陰、陽離子交換樹脂完全分離,陽樹脂沉積在下,陰樹脂浮在上面,然后陽樹脂用鹽酸(或硫酸)再生,陰樹脂用燒堿再生。

    三、技術數據表
    設備名稱 混合離子交換器
    運行流速(m/h) 40~60
    反洗 流速(m/h) 10
    時間 (min) 15
    再生 藥劑 HCL NaOH
    耗量 (g/mol) 100~150 200~250
    含量 (%) 5 4
    流速(m/h) 5 5

    四、結構簡述
           1、進水裝置
           在交換器上部設有進水裝置,使水能均勻分布。
           2、再生裝置
           在陰離子交換樹脂上方設有進液母管,進液母管采用母支管形式,支管采用加強型T型繞絲管。陰離子交換樹脂再生用堿液即由該進液母管送入。再生陽離子交換樹脂用的酸液由底部排水裝置進入,再生酸、堿廢液均由中排口排出。
           3、中排裝置
           中排裝置設置在陰、陽樹脂的分界面上,用于排泄再生時酸、堿廢液和沖洗液,型式為雙母管式或支管母管式,支管采用加強型T型繞絲管。
           4、排水裝置
           均采用多孔板上裝設水帽,多孔板采用鋼襯膠。
           另外,在陰陽樹脂分界面外、樹脂表面處及大反洗膨脹高度處各設視鏡一個,用以觀察樹脂表面及反洗樹脂的情況。
           筒體上部設樹脂輸入口,在筒體下部近多孔板處設樹脂卸出口。樹脂的輸入和卸出均可采用水力輸送。

    五、運行及再生操作
           程序控制表
    閥門名稱
     
    狀態步驟



    k1



    k2





    k3





    k4





    k5





    k6






    k7



    k8



    k9



    k10
    控制指標
    參考數據
    1 運    行 流速40~60m/h
    2 反洗分層 流速10 m/h、15min
    3 沉    降 5~10min
    4 強迫沉降  
    5 預 噴 射 1min
    6 再    生 流速5 m/h
    7 置    換 流速5 m/h
    8 清    洗  
    9 排    水 放水至樹脂層表面上100mm左右處
    10 混    合 壓力0.1~0.12MPa,
    氣量2~3m3/(m2.min),0.5~1min
    11 灌    水  
    12 正    洗 流速15~30 m/h
    表中“∨”表示閥門開啟狀態,“-” 表示閥門關閉狀態。
    1、運行操作
           啟動前檢查:
           (1)設備處于備用,各閥門處于關閉位置。
           (2)流量表、壓力表完好,考克開啟。
           (3)級除鹽水箱水位在1/2以上(或根據二級水位情況決定)。
           啟動與停止操作:
           啟動:
           (1)除鹽泵投入運行,開進水門k1,空氣門k10,當空氣門出水即關閉。
           (2)開正洗排水門k5,沖洗至出水符合標準。
           (3)關正洗排水門k5,開出水門k2,向二級水箱送水,并調整流量至需要值。
           停止:
           關出水門k2,進水門k1,停止除鹽泵運行。
     
           運行維護及監督:
           (1)運行中每2小時取樣化驗SiO2,電導率一次,臨近失效增加分析次數。
           (2)運行中應檢查各表計指示正常,級水箱水位供應充足。
           (3)檢查樹脂捕捉器內是否有樹脂漏出。
           (4)增減負荷應緩慢進行。

    2、再生操作
           再生前準備:
           (1)按照規定日期或出水質量下降,即將堿,酸分別壓入計量箱內。
           (2)準備好再生所需藥品、儀器、記錄表單等。
           再生操作:
           按規定日期或出水質量下降,即進行再生,再生操作如下:
           a.反洗分層:
           關出水門k2,進水門k1,硅表取樣門待塔內壓力降為0時二次關閉出水門k2,開反洗進水門k3,反洗排水門k4,流量由小至大,待樹脂層松動膨脹后,增加至30—40t/h樹脂層上升至上窺視孔時,穩定流量同時觀察下窺視孔樹脂情況,分層一段時間,每隔2分鐘,降低流量5 t/h,下窺視孔樹脂界面明顯時,關閉反洗進水門k3,關反洗排水門k4,停止除鹽泵運行,反洗結束,分層效果不明顯可重新分層。
           b.靜置放水:
           待樹脂沉降下來以后,開空氣門k10,正洗排水門k5,將水放至上窺視孔中心線處,關閉正洗排水門k5,空氣門k10。
           c.陰樹脂進堿:
           除鹽泵投運,開酸、堿計量箱出口門,開混床進堿門k9、進酸門k8,開堿噴射器進水門,酸噴射器進水門,流量全部調整在5—8t/h,開中間排水門k6,以中間排水門控制器內液位穩定在上窺視孔中心,開噴射器進堿門,進堿濃度2—3%,流速2—4m/h。
           d.陰樹脂置換:
           進堿結束后,關噴射器進堿門,關堿計量箱出口門,繼續進水,進行沖洗置換至出水堿度<0.5mmol/L。
           e.陽樹脂進酸:
           開噴射器進酸門,進酸濃度2—3%,流速2—4米/時。
           f.陽樹脂置換:
           進酸結束后,關噴射器進酸門,酸計量箱出口門,繼續進水,進行沖洗置換至出水酸度≤0.5mmol/L關堿噴射器進水門,進堿門k9,酸噴射進水門,進酸門k8,中間排水門k6,置換結束。
           g.陰、陽樹脂串聯正洗:
           開進水門k1,當空氣門k10出水后,關閉空氣門k10,開正洗排水門k5,調整流量65t/h,沖洗至出水導電度<1.0 µS/cm(正洗排水門取樣)關正洗排水門k5、進水門k1,停除鹽泵運行。
           h.放水:開空氣門k10,正洗排水門k5,將水放至高出樹脂層10公分處,關正洗排水門k5。
           i.混合樹脂:
           空壓機投運,開混床進氣門k7,保持器內壓力0.1—0.2MPa,時間10分鐘左右,從窺視孔看到樹脂混合均勻后,關進氣門k7,??諌簷C運行。
           j.混合后正洗:
           除鹽泵投入運行,開進水門k1,待空氣門出水后即關閉。開正洗排水門k5調整流量65t/h,開硅表取樣門取樣合格,此時開出水門k2,關正洗排水門k5,設備投入運行,或停止運行列為備用。
           維護及監督:
           (1)進酸、堿及置換期間須控制器內水位穩定,不得忽高忽低。
           (2)應經常檢查中間排水,底部排水是否有跑樹脂現象。
           (3)如分層效果不明顯,可進堿5—10升以增加陰、陽樹脂比重差。
           (4)當塔內快要滿水時,應適當關小進水門,慢慢進水,以防設備受力而損壞。
           (5)待樹脂沉降放水時對出口一、二道門進行二次關閉。

    六、安裝要點
           1、設備安裝前根據發貨清單清點設備、部件數量。檢查設備是否在運輸中損壞。并檢查設備襯膠面有無損壞、擦傷。
           2、設備就位后運行前檢查內部中排裝置、堿液分配裝置、水帽有無松動,有無漏裝的零部件。

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