树脂单元操作手册(最终版1018).doc

1 范围此手册是为东阳光电化厂提供的螯合树脂吸收装置而指定的操作程序。2 概述此装置能将过滤盐水中二价金属离子如Ca2+，Mg2+，Sr2+除去，以防止离子膜的性能恶化。吸收了金属离子的树脂很容易用HCl和NaOH再生，可以反复使用。3 规格3.1 主要设备位号名称尺寸数量T-1501A/B/C螯合树脂塔ID170028003F-1501树脂捕集器40010001V-1503NaOH贮槽ID100012001V-1504HCl贮槽ID130015001V-1505HCl吸收器30010001现场控制盘10001200210013.2 操作此吸收装置由3塔组成，3塔串联运行。第一步过滤盐水ABC超精制盐水第二步A塔再生，过滤盐水BC超精制盐水第三步过滤盐水BCA超精制盐水第四步B塔再生，过滤盐水BC超精制盐水第五步过滤盐水CAB超精制盐水第六步C塔再生，过滤盐水AB超精制盐水运行时间：24小时（设计流量：63.34m3/h）再生时间：6小时产品数量净总设计能力63.34m3/h（1512m3/循环）（1520m3/循环）正常能力58.24m3/h（1512m3/循环）（1520m3/循环）* 自动运行。运行和再生时间设计正常流量（m3/h）63.3458.24运行（小时/循环）2426.1再生时间（小时/循环）63.3过滤盐水和超精制盐水的质量a）过滤盐水NaCl 305-315g/lNa2SO4 7g/lNaClO3 10g/lCa2+Mg2+(以Ca计)7.0mg/lSr+20.5mg/lSiO25ppmBa+20.5ppmI0.2ppm重金属（Al，Mn，Ni）0.2ppmFe0.2ppm游离氯无有机物（TOC）10ppmSS1ppmpH值9土0.5温度60（正常）流量63.34m3/h（设计） 正常58.24m3/h（操作范围：50110）注意：过滤盐水中的Ca，Mg，Sr必须是离子。盐水的压力降：大约0.3MpaG。b)超精制盐水Ca2+Mg2+ ：小于20ppbSr2+ ：小于50ppb3.4 公用工程化学品（1）盐酸浓度31%等级JIS2级游离氯5ppmFe3+10ppmCa2+Mg2+0.5ppmTOC无残渣20ppm温度室温压力0.2MPa（2）碱液浓度32%等级离子膜烧碱温度40压力0.2MPa（表压）公用工程（1）纯水压力 ：供应0.35MPaG 设计0.4 MPaG温度 ：供应室温 设计室温电导率 ：1ms/m（2）工业水压力 ：供应0.2MPaG 设计0.2 MPaG温度 ：供应室温 设计室温（3）仪表空气压力 ：供应0.5MPaG 设计0.6 MPaG温度 ：供应室温 设计50等级 ：干燥清洁无油（4）工艺空气压力 ：供应0.4MPaG 设计0.4 MPaG温度 ：供应室温 设计50等级 ：清洁无油（5）电力供应（频率50Hz土1）仪表 ：交流 电压 220V（5/10） 1相3.5 树脂充装量树脂型号和体积 DIAION CR11：8.4m3（2.8m3/塔3）3.6化学品用量31HCl：1175Kg/循环32NaOH：613Kg/循环3.7 公用工程用量仪表空气：1Nm3/分钟工艺空气：2.3Nm3/分钟纯水：最大22.5m3/h（41.2m3/循环）3.8 废水体积 ：39.6m3/循环3.9 回收盐水体积 ：10.9 m3/循环3.10 树脂磨损和损失 DIAION CR11 大约15/年（仅供参考）4 操作叙述4.1原理 DIAION CR11是聚苯乙烯和作为螯合基团的亚氨基二乙酸交联而成。DIAION CR11通过下列反应吸收Ca，Mg。R：CH2-CH-CH2-CH结构的螯合树脂CR-11（再生反应）5 工艺叙述树脂吸收装置的操作可以大致分成下述的运行与再生。运行工艺：此工艺为树脂除去盐水中少量的钙镁锶离子，以获得能满足电解要求的超精制盐水。再生工艺：当运行到树脂失去吸收能力时，进行再生。使用HCl和NaOH进行再生。再生与运行（时间，流量，打开阀的编号，需要调节的阀门号等）的每一步都作了以下简述。5.1 再生1） 步骤切换：将塔由运行准备切换至再生。运行完成后30秒，开始再生。时间：30秒2.1） 排液（1）用工艺空气将树脂塔残留的盐水排出。以便于下一步用纯水反洗树脂。调节XV-1503以彻底排放15分钟，在排液（1）进行的同时HCl与NaOH计量步骤开始进行。排液（1）计量时间15分钟128分钟阀开XV-1503A/B/CXV-1512A/B/CXV-1518XV-1513XV-1515流量调节XV-1503A/B/CXV-1513XV-15152.2）HCl与NaOH计量 在排液（1）进行的同时HCl与NaOH计量开始在计量槽中进行，液位达到高位后停止进液。V-1504V-1503贮槽名称HCl贮槽NaOH贮槽尺寸ID13001500ID10001200再生化学品31HCl32NaOH消耗量1175Kg/循环（1016升/循环）613Kg/循环（453升/循环）时间128分钟128分钟计量液位765mm577mm3）反洗（1） 将树脂塔里的盐水用纯水置换出来，并且将压紧的树脂层变松。反洗的纯水由塔底部管嘴加入，废水由塔中部管嘴排出。时间10分钟流量22.5m3/h打开的阀门XV-1502A/B/CXV-1508A/B/CXV-1517流量调节XV-1502A/B/C4）鼓泡（1） 用工艺空气将树脂层变松。工艺空气由塔下部加入。时间3分钟流量2.3Nm3/分钟打开的阀门XV-1504A/B/CXV-1506A/B/CXV-1517流量调节XV-1504A/B/C5）静置（1） 将鼓泡（1）造成膨胀的树脂层沉降下来。时间10分钟打开的阀门XV-1506A/B/CXV-15176）漂洗 完成上述步骤后，盐水依然残留在树脂层内，此步骤用纯水漂洗存在其中的盐水。纯水由塔中部加入向下流，废水由塔下部排出。时间60分钟流量7.9m3/h打开的阀门XV-1507A/B/CXV-1512A/B/CXV-1517流量调节HCl喷射器入口手动阀门7）反洗（2） 将树脂塔中悬浮固体和破碎树脂用纯水洗出，纯水由下部向上流，废水由塔上部流出。在反洗步骤末期时，反洗流量调节至使树脂高度达到上部视镜。反洗出口阀门（XV-1506）将调节到使内部压力保持在0.050.09MPa，以防止树脂溢流。时间30分钟流量22.5m3/h打开的阀门XV-1502A/B/CXV-1506A/B/CXV-1517流量调节XV-1502A/B/C* 塔内压力（PG-1511A/B/C或者PG-1512A/B/C）0.050.09MPa8）静置（2）将反洗（2）造成膨胀的树脂层沉降下来。时间10分钟打开的阀门XV-15179）加HCl 将树脂吸收的物质（Ca，Mg，Sr）用HCl除去，贮存在HCl计量槽的HCl由喷射器稀释至4后，由塔中部加入向下流，废水由塔底部流出。HCl流量按照下述进行调节：1 HCl喷射器入口手动阀：调节到“7.9m3/h”（同排盐酸一样）2 HCl贮槽出口手动阀：将液位下降速率调节到“12.8mm/分钟”时间60分钟流量8.9m3/h打开的阀门XV-1507A/B/CXV-1512A/B/CXV-1514XV-1517流量调节HCl喷射器入口手动阀门HCl贮槽出口手动阀门10）排HCl HCl加入步骤完成后，HCl依然存在树脂层。此步骤是用纯水彻底排出残留的HCl。纯水由塔中部加入，废水由塔下部排出。时间40分钟流量7.9m3/h打开的阀门XV-1507A/B/CXV-1512A/B/CXV-1517流量调节HCl喷射器入口手动阀门11）排液（2） 用工艺空气将含有少量HCl的水排出树脂塔，以进行“加NaOH”步骤。时间15分钟流量打开的阀门XV-1503A/B/CXV-1512A/B/CXV-1517流量调节XV-1503A/B/C12）加NaOH 加HCl步骤已经将树脂变成H型，加NaOH是为了将H型树脂变成Na型，以利于反应。此步骤用NaOH将H型树脂其变成Na型。32的NaOH由NaOH喷射器稀释为5的NaOH由树脂塔下部进入，向上流过树脂层，废水由塔中部流出。NaOH流量按照下述进行调节：1 NaOH喷射器入口手动阀：调节到“9.9m3/h”（同加水一样）2 NaOH贮槽出口手动阀：将液位下降速率调节到“28.9mm/分钟”时间20分钟流量11.1m3/h打开的阀门XV-1508A/B/CXV-1509A/B/CXV-1516XV-1517流量调节NaOH喷射器入口手动阀门NaOH贮槽出口手动阀门13）加水 NaOH加入步骤完成后，NaOH依然存在树脂塔的下部。此步骤将下部的NaOH用纯水输送到树脂层中，以便更有效的使用NaOH。纯水由塔下部加入，废水由塔中部流出。时间10分钟流量9.9m3/h打开的阀门XV-1508A/B/CXV-1509A/B/CXV-1517流量调节NaOH喷射器入口手动阀门14）鼓泡（2）加水完成后，用工艺空气将螯合树脂与残留的NaOH进行接触。工艺空气由塔下部加入。时间10分钟流量2.3Nm3/h打开的阀门XV-1504A/B/CXV-1506A/B/CXV-1517流量调节XV-1504A/B/C15)静置（3）将鼓泡（2）造成膨胀的树脂层沉降下来。时间10分钟打开的阀门XV-1506A/B/C16）排NaOH用超精制盐水将残留的NaOH排出。超精制盐水由树脂塔中部加入。时间40分钟流量9m3/h打开的阀门XV-1510A/B/CXV-1512A/B/CXV-1518流量调节FG-1505入口手动阀门17）鼓泡（3）NaOH排出后，树脂收缩并使得表面不平整，此步骤用工艺空气将树脂层表面变得平整。工艺空气由树脂塔下部加入。时间3分钟流量2.3Nm3/分钟打开的阀门XV-1504A/B/CXV-1506A/B/CXV-1518流量调节XV-1504A/B/C18）静置（4）将鼓泡（3）造成膨胀的树脂层沉降下来。时间10分钟打开的阀门XV-1506A/B/CXV-151819）充液将超精制盐水充入树脂塔内准备运行，超精制盐水由树脂塔上部加入到塔内，同时排空空气由反洗出口排出。时间2分钟/（2.2分钟）流量63.34m3/h（58.24 m3/h）打开的阀门XV-1506A/B/CXV-1505A/B/CXV-15185.2 运行1） ABC（BCA）（CAB）运行再生完后，运行由3塔串联进行。塔运行顺序改变，再生后的塔将位于另两个塔的下游。时间24小时/（26.1小时）流量63.34m3/h（58.24 m3/h）打开的阀门XV-1501A/B/C XV-1505A/B/CXV-1505B/C/A XV-1511 C/A/B2）AB（BC）（CA）运行当3塔中的前塔吸收饱和后，前塔进入再生。再生时，2塔运行。时间6小时流量63.34m3/h（58.24 m3/h）打开的阀门XV-1501A/B/CXV-1505A/B/CXV-1511B/C/A6 运行前准备6.1 概述首次开车时，对螯合树脂进行有限制的运行工作，为除去树脂中的杂质，如Cu，Fe等。用一种新树脂进行更换或者顶部加了新树脂后，也要进行同样工作。通过使用在每一个电磁阀上的转换开关，根据“时间进度与水平衡表”手动进行限制运行工作。每塔进行此项工作大约需要6小时。步骤：1） HCl计量，NaOH计量2） 静置（2）3） 加HCl4） HCl计量5） 加HCl6） HCl排液（2）7） 排液8） 加NaOH9） NaOH计量10） 加NaOH11） 加水12） 鼓泡（2）13） 静置（3）14） 排NaOH15） 充液（A塔）16） 排液（A塔）17） 充液（ABC）18） A到B到C串联运行时间进度与水平衡见下表时间进度与水平衡表序号步骤流量(m3/h)时间（分钟）打开的自动阀1反洗（2）HCl计量NaOH计量22.530XV-1502A（B/C），XV-1506A（B/C），XV-1517XV-1513XV-15152静置（2）10XV-15173加HCl8.960XV-1507A（B/C），XV-1512A（B/C）XV-1514，XV-15174HCl计量XV-15135加HCl8.960XV-1507A（B/C），XV-1512A（B/C）XV-1514，XV-15176排HCl7.940XV-1507A（B/C），XV-1512A（B/C）XV-15177排液15XV-1503A（B/C），XV-1512A（B/C）XV-15178加NaOH11.120XV-1508A（B/C），XV-1509A（B/C）XV-1516，XV-15179NaOH计量XV-151510加NaOH11.120XV-1508A（B/C），XV-1509A（B/C）XV-1516，XV-151711加水9.910XV-1508A（B/C），XV-1509A（B/C），XV-151712鼓泡（2）2.3Nm3/分钟10XV-1504A（B/C），XV-1506A（B/C），XV-151713静置（3）10XV-1506A（B/C）14排NaOH9.040XV-1510A（B/C），XV-1512A（B/C），XV-151815充液（BCA）63.342.0XV-1501B，XV-1505B，XV-1505C，XV-1506A， XV-151816B到C到A串联运行63.34XV-1501B，XV-1505B，XV-1505C，XV-1511A6.2 限制运行准备1） 确认每一种公用工程供应压力。2） 确认化学品浓度。3） 检查螯合树脂吸收装置所有管道。4） 检查过滤盐水精制装置。5） 确认所有手动阀开或者关。6） 确认纯水质量。7） 确认饱和盐水的质量与温度。6.3 限制运行工作安装在此装置的所有手动阀均按照下面进行调节。（1）将手动阀打开或者关闭。A）下列手动阀在限制运行工作前全部打开。a） HCl计量槽周围的手动阀（液位计，HCl入口阀，出口阀）b） NaOH计量槽周围的手动阀（液位计，32NaOH入口阀，出口阀）c） 树脂塔周围手动阀（PG）d） 仪表空气管道上手动阀e） 纯水周围手动阀f） 工艺空气管道上手动阀B）下列手动阀在限制运行工作前打到半开。每一步将每一个阀门调节至正确位置。a） HCl计量槽周围的手动阀（喷射器纯水进口的隔膜阀）b） NaOH计量槽周围的手动阀（喷射器纯水进口的隔膜阀）（C）下列手动阀只有在步骤（15）开始前才打开。a） FV-1508周围的手动阀b） F-1501周围的手动阀7 开车操作本段叙述了长期停车和短期停车后的开车程序。7.1长期停车后的开车在长期停车后，由于进行了循环性的维护工作等，应采用下列开车程序。1）饱和盐水工序开车前，必须确认过滤盐水精制工序已经稳定操作，已达到螯合树脂吸收装置规定的盐水条件。（例如：过滤盐水的温度，浓度，pH。）2）超精制盐水a） 长期停车时，每一个树脂塔内的盐水要用纯水稀释以防止结晶。在开始运行前，塔内稀盐水要用过滤盐水进行置换。因此，过滤盐水加入到树脂塔内。要直到塔内盐水的重度变得和过滤盐水一样（在塔的出口取样点取样）。在塔内盐水用过滤盐水置换后，开始运行。b） 塔内树脂层的表面由于长期停车而变得不平，对于此种树脂塔必须进行再生运行。3）一次精制盐水质量检查 确认一次精制盐水质量4）二次精制盐水质量检查 确认超精制盐水质量7.2 短期停车后的开车因为电力故障或者其它原因造成的短期停车，要用下列程序进行开车。1） 短期停车时，如果盐水的浓度，温度等保持在正常状况。可以立即开车。2） 当塔内温度明显下降。此装置将按照长期停车的开车程序来开车。8 操作维护1） 由FT-1508将盐水循环的流量调节到合适的流量。将流量调节到使V-1501的液位变得稳定。2） 盐水温度控制在5560。当盐水温度低时，树脂的吸收能力变低。无论何时盐水的温度不能维持，都要在一次盐水精制装置进行加热。3） 盐水pH控制在9.0土0.5。若盐水的pH小于9.0，树脂的吸收能力变低。另外，pH高于9.5，Mg会变成Mg(OH)2，将会泄漏进超精制盐水中。4） 盐水中Ca+Mg的浓度保持在7mg/l或更少（在实验室周期的分析中），当Ca+Mg的浓度超过7mg/l，Ca+Mg会在运行时泄漏。在此情况下，运行周期时间将减少，同时1塔出口的Ca+Mg的分析频率将增加。5） Sr的浓度保持在0.5mg/l或更少（在实验室周期的分析中），当Sr的浓度超过0.5mg/l，Sr会在运行时泄漏。在此情况下，运行周期时间将减少，同时3塔出口的Sr的分析频率将增加。6） 定期的分析过滤盐水中的悬浮物，控制在1ppm或者更少。当悬浮物增加时，塔的前后压差将增加，由于悬浮物不能被树脂塔所处理，因此需要严格检查。7） 过滤盐水中应检测不出游离氯，以防止树脂的恶化。因此需要严格检查。8） 应定期性的在1塔出口检查超精制盐水含有的Ca，Mg，确保0.2mg/l或更少。如果超过0.2mg/l，应对1塔进行再生，即使3个塔还在运行。9） 最后塔出口的Ca，Mg应每周检查一次，确认Ca，Mg为0.02mg/l或更少。10） 最后塔出口的Sr应每周检查一次，确认Sr为0.05ppm或更少。11） 其它盐水规格，HCl与纯水的规格都要定期性的检查。确认没有问题。12） 树脂塔压差应定期性检查。压差升高时，不能处理所需要的盐水体积。此种情况下，应对1塔进行再生，即使3个塔还在运行。13） 再生时在反洗（2）步骤，确认树脂的膨胀高度在塔上部视镜的中心部分。当高度达不到时，应调整纯水的流量（膨胀高度会随着水温发生变化）。14） 再生后将检查塔出口pH。如果过滤盐水的pH是9土0.5，同时再生情况令人满意。则超精制盐水的pH是9土0.5。然而，由于再生完成后少量的NaOH会残留在塔内，超精制盐水的pH会暂时升高。15） 时间程序表中规定了再生时的每一步流量。实际上，每一步的流量在需要时都可以在运行时进行调节。8.1 问题与对策现象A第一塔出口的Ca，Mg含量为0.2ppm或者更高，或者第二塔出口的Ca，Mg含量为0.02mg/l或者更高，或者最后一塔出口的Sr含量为0.05mg/l或者更高。检查A1检查饱和盐水的质量，例如温度，pH，CaMg浓度，Sr浓度，ClO浓度，悬浮物。（1） 对于温度，将在一次精制装置进行调节。（2） 对于pH，调节一次精制装置的pH控制系统。（3） 对于Ca，Mg，Sr悬浮物，检查每一台设备的性能。沉降器或过滤器必须做出补救工作。（4） 对于ClO，检查还原剂的加入量，并进行调节。螯合树脂吸收装置A1的对策如果超精制盐水的pH低，对第一塔进行再生。如果超精制盐水的pH高，Mg将会以Mg(OH)2泄漏。过滤盐水如果含有比设计条件高的Ca，Mg，Sr，运行时间将缩短。超精制盐水的分析频率将增加。检查A2检查螯合树脂（1）树脂体积 检查再生时静置（3）的树脂层高度。（2）树脂层表面情况检查表面情况（平整/不平整或者有没有泥球）（3）树脂颜色如果颜色异常，树脂可能已被氧化物，有机物，重金属等所恶化。（4）树脂破碎如果发现很多树脂破碎，检查再生用的化学品浓度，过滤盐水里的氧化剂浓度，再生期间鼓泡空气的流量。对策A2树脂体积减少，运行时间将缩短。超精制盐水的分析频率将增加。如果树脂层表面不平整，检查并调整鼓泡（3），沉降（4）的状况。如果发现树脂层表面有泥球，请检查收集管。如果由于外来物质造成的树脂恶化，盐水中的氧化物，有机物，重金属等和Hcl将进行确认。如果不能满足设计基础，则按照每一个规格来进行补救。如果树脂的吸收能力不能恢复，即使已经进行了补救工作，也要用2倍或者3倍的HCl和NaOH进行特殊再生。若是再生化学品为高浓度，检查其数量与浓度。检查A3检查再生的每一步，必须确认再生所有的步骤包括公用工程条件都正常进行。特别要检查下列：（a） 再生化学品的数量（b） 每一次反洗树脂层的高度（c） “加HCl”与“排盐酸”的情况（d） “加NaOH”与“排水”的情况（e） 树脂塔出口的pH对策A3发现再生步骤有异常，请调节。如果再生化学品的浓度与数量不规则，调整到设计条件。如果反洗时膨胀高度不规则，检查纯水温度，调节反洗流量。若树脂塔出口pH不规则，将检查饱和盐水的pH控制系统。如果再生后不久塔出口的pH比正常值低，说明“加NaOH”步骤作的不好。检查并调节此步骤。现象B循环能力减少（1） 检查饱和盐水的给料泵（2） 检查自动阀（3） 检查每一个树脂塔压差（4） 检查饱和盐水的流量对策B必须立即对异常情况采取补救工作。如果已经关闭的自动阀有可能漏，请检查超精制盐水的质量。如果压差上升，检查盐水中悬浮物，进行再生以减少塔中悬浮物。现象C仪表故障无论何时操作步骤没有按照时间进度表前进，控制盘上会报警，指示此异常。检查C根据操作进度表检查联锁回路1）液位开关不能正常运行。浮子开关检查。检查浮子开关的阀体与电极。2）限位开关不能正常运行通过处理微开关检查开关动作。对策C修理或者更换。9 停车本段叙述了树脂吸收装置在长期停车和短期停车的操作程序。超过2天即为长期停车。此种情况下，加入纯水稀释以防止结晶。短期停车为相对短的时间停车，在此种情况下，树脂吸收装置可以按照原样停车。如果短期停车又延长，则必须进行长期停车工作。9.1 长期停车的工作（1）停止加盐水当电解准备停车，停止进饱和盐水。停