纯水的制备ppt课件.ppt

纯水流程及原理介绍 给水第四组 1 目录导视 一 除盐水概况 二 基本工艺流程 三 离子交换树脂介绍 四 故障处理 2 除盐水的定义 是指水中盐类 主要是溶于水的强电解质 除去或降低到一定程度的水 不良水质对锅炉的危害 3 除盐水车间的进水和出水要求 一 除盐水 3 因而 锅炉的补给水对水质的要求比较严格 同时对锅炉的补给水水质要在p 胶质硅酸 电导率等处理达到要求标准 形成水垢 锅炉受热面金属损坏 降低热效率 增加化学清洗次数 4 水质指标 进水指标浊度 1NTU色度 5ppm硬度 50ppmpH 6 0 7 0总铁 0 1ppm余氯 0 5ppm 出水指标电导率 0 2us cmPH SiO2 0 01ppm 纯水车间进水及出水水质指标 5 二 基本工艺流程 为满足锅炉补给水要求选用一级除盐加混床系统 其水处理系统流程为 生水 活性炭过滤器 阳离子交换器 除二氧化碳器 中间水箱 中间水泵 阴离子交换器 阴阳混合离子交换器 除盐水箱 在纯水处理中主要是利用离子交换方式软化处理水以达到锅炉等设备用水水质要求 我们的处理系统选用4套250m3 h除盐水处理装置 包括 3200mm活性炭过滤器4台 3000mm阳离子交换器4台 3000mm阴离子交换器4台及 3000mm混床4台 树脂选用DOMANDHAASAMBERLITE凝胶型均一树脂 6 吸附余氯 过滤除去清水中的杂质小颗粒 去除水中CL SO42 CO32 等阴离子 进一步去除通过前面阴阳床中残留的离子 去除水中Na Mg2 Ca2 等阳离子 阳床 阴床 混床 除碳器 中间水泵 进水 降低水中碳酸根 减少阴床交换负荷 纯水的基本工艺流程图 炭床 桶槽 供水 捕捉器 捕捉漏掉的树脂 储存合格的除盐水 采水流程 再生流程 酸再生系统 碱再生系统 中和池 酸再生液 碱再生液 酸废液 碱废液 捕捉器 捕捉器 酸碱中和废液 氮气 7 三 离子交换树脂介绍 离子交换树脂的定义和分类定义 用化学合成法将高分子共聚物制成的有机物的有机单体颗粒的离子交换剂分类 按功能分 强酸性强碱树脂 弱酸弱碱树脂 氧化还原树脂 两性树脂 螯合树脂按结构分 凝胶型和大孔型树脂按聚合物分 苯乙烯 丙乙烯等按用途分 工业级 食品级分析级 8 R SO3H十NaCl RSO3Na HCL RSO3H NaOH RSO3Na H2O R SO3Na 2 NaOH RCOONa H2O R NCl 2 CaCl2 R COO 2Ca 2NaCl 离子交换反应是可逆反应 但是这种可逆反应并不是在均相溶液中进行的 而是在固态的树脂和溶液接触的界面间发生的 9 3 树脂的使用 3 1离子交换树脂的选用通过技术经济比较 合理的选用离子交换树脂 根据离子交换水处理要求 一般从以下几方面考虑树脂的选用 10 3 2离子交换树脂的保管 11 阳树脂的预处理 侵泡18 20小时 出盐水 饱和食盐水 2 4 NaOH 用水漂洗 侵泡2 4小时 5 HCl侵泡2 4小时 阴树脂的预处理 第一步同阳床第二步用5 HCl侵泡4 8小时第三步用2 4 NaOH侵泡4 8小时 离子树脂的预处理 12 3 离子交换树脂层的工作过程 13 有机物对树脂的污染强酸性阳树脂污染后使树脂工作交换能力降低 出水PH降低和电导率增大 出水中SiO2含量增大 阴床清洗时间长 清水用水量亦增加 水中的溶解性有机物主要是依靠范德华力吸附在阳离子交换树脂上 处理方法可以采用10 的碱性食盐水泡 通过观察食盐水颜色的深浅来判断树脂受到有机物污染的程度 复苏 用碱性食盐水溶液 10 的NaCl中加2 的NaOH 处理 难除去时建议用专门化学药剂 防止的方法有 1 采用氯或臭氧氧 2 采用混凝 沉清过滤 3 采用活性炭过滤 树脂受有机物污染的判断 14 3 离子交换树脂的污染与复苏 15 四 故障现象及处理方法 炭床故障现象 床体压力过高 炭床出水水质不良 处理方法 反洗炭床阳床故障现象 出水钠度偏高处理方法 再生床体阴床故障现象 在线仪表显示电导偏高 sio2偏高 PH过低 处理方法 取样化验室检测 如化验结果正常 须通知仪表维修人员对仪表进行校验 如化验结果还是异常 须对床体进行再生 16 混床故障现象 在线仪表显示SiO2含量超标 电导高于管制标准0 02 m cm2 PH检测数值低于管制标准6 0 8 0 处理方法 取样化验室检测 如化验结果正常 须通知仪表维修人员对仪表进行校验 如化验结果还是异常 须对床体进行再生 纯水桶槽故障现象 在线仪表显示SiO2含量超标 电导高于管制标准0 02 m cm2 PH检测数值低于管制标准6 0 8 0 处理方法 取样化验室检测 如化验结果正常 须通知仪表维修人员对仪表进行校验 如化验结果还是异常 须排掉桶槽部分纯水 同时加大纯水采水量 稀释桶槽超标之纯水 直到出水达标 17 Thankyou 18 活性炭成分及作用 一 活性炭 是用含有碳为主的物质作原料 如煤 木材 骨头 硬果壳 石油残渣等 经过高温炭化而成 炭化温度约为300 400oC 将原料热解成残渣 活化温度约为920 960oC 迫入水蒸汽造成炭内部十分发达的孔隙 三 活性炭吸附原理 a物理吸附 是吸附质与吸附剂之间的分子引力产生的吸附 还包括孔隙大小的过滤吸附 b化学吸附 是吸附质与吸附剂之间电子化学键力发生化学作用使得化学性质变化引起的吸附 C离子交换吸附 是吸附质的静电引力聚集到吸附剂表面上的带电点上 同时吸附剂也放出一个等当量离子 二 活性炭的作用 原水经此设备 其所含之杂质 臭味 色度藉此过滤装置的活性炭滤除杂质 臭味 色度 当杂质积存很多时 则利用逆洗水洗去滤材上之杂质并排除去 如此重复操作即可得清洁之水质 19 采水 生水自活性炭塔槽上方流入 经活性炭过滤装置下方流出 而得到去除杂质 臭味等水质 逆洗 目的为逐出活性炭上方之沉积物 经一段时间的过滤后 若干杂质沉积在活性炭上方排出并除去 沉整 在逆洗时活性炭会上浮 逆洗完成后将所有阀门关闭使活性炭因重力而沉下 洗净 在逆洗时恐有杂质附在活性炭下面 用正洗来洗净以免在采水时候污染水质 活性炭的工作方式就是以上面步骤循环操作的 但在各个步骤时间上有一定的分别 活性炭工作过程可简单的总结为以下过程 20 进水 出水 排水 进水 采水方向 反洗方向 黑色的活性炭 21 活性炭床的结构图 22 阳床 采水过程 生水从床底进入里面装载有阳离子交换树脂 流经此设备 通过阳离子交换树脂时 其所含之阳离子被阳床之强酸性阳离子交换树脂交换成H 原理 其反应方程式为R SO3H Na Mg Ca R SO3Na Ca Mg H 上述反应是一个可逆反应 但由于不断流入的水将生成的H 带走 故反应一直向右进行 直到R SO3H的H全部被交换为止 同时原水中含有的碳酸藉H作用 分解成H2O与CO2进入脱气塔 再生过程 采用含一定化学物质的水溶液 使树脂层内失效 失去交换能力 的树脂重新恢复交换能力 这种处理过程称为树脂的再生过程 原理方程式 R SO3Na Mg Ca H R SO3H Na Mg Ca 23 强酸性阳离子交换树脂R SO3H树脂类型T42H型 Na Mg2 Ca2 等阳离子 阳床 进水 出水 进酸再生液 排酸废液 采水 再生 24 阳床结构图 基本参数 阳床的截面积7M 上下排水帽间距3 1M 树脂层高度约3M 25 树脂捕捉器结构图 26 脱气塔工作原理及过程 脱气是使溶存气体放散于空气中 而又气液间物质移动的操作 离子交换器出水中的碳酸 实际上是以游离CO2的形式存在于水中 当阳离子交换器出水通过除碳器时 水被均匀的淋在除碳器的填料层上 塑料多孔多面球 由于填料的阻挡作用 从上流下的水流被分散成许多小股水或水滴 大量的空气从除碳器底部吹入 根据亨利定律 气体在液体中的溶解度与其在液体表面的分压成正比 当水与空气接触时 水中的CO2便被析出并被空气流带走排入大气 27 脱气塔 基本参数 脱气塔 2600多面空心球填料高度1 6M出水CO2 5PPM 28 强碱性阴离子交换树脂R NOH 带CL SO42 等阴子进水 采水反应式 R NOH CL SO42 CO32 SiO2 R NCL SO4 CO3 SiO2 OH 再由H 与OH 离子结合成水 阴床 再生进水 出水 再生排水 29 阴床结构图 基本参数 阳床的截面积7M 上下排水帽间距3 1M 树脂层高度约3M 30 阴阳浮动床的优点 运行流速高出水水质好再生剂比耗小本体设备结构简单 与对流再生离子交换器相比 无需中间排液装置自用水率低要求进水浊度要小需要增设专用的体外反洗装置 严格控制运行终点运行周期的最后阶段 如中断运行 将造成树脂乱层 31 混合床 以下简称混床 是将阳 阴两种树脂 通常为强型树脂 按一定比例装入同一个交换器中 在两种树脂混合状态下 同时进行阳 阴离子交换反应的设备 混床的作用 除了原水水质中含盐量很低 小于200mg L 及设备出力非常小的情况 很少用混床单独处理原水 因为这样做不经济 酸 碱耗高 当原水含盐量达一定单用混床不能制出合格的除盐水 混床的作用主要有以下 进一步提高出水水质 经一级除盐系统处理过的水 往往不能满足高压以上锅炉对补给水质的要求 所以将混床串联在一级除盐后 进一步提高出水水质 此时出水电导率可达0 1 0 2 S cm Si02含量小于2O g L pH值接近中性 32 在一级除盐设备监督不及时的情况下 瞬间会造成水质恶化 影响锅炉给水水质 一级除盐后串接混床 作为一个再净化设备 可以保证除盐设备的出水水质一直稳定 在混床运行中 由于阴 阳树脂互相渗入 接触紧密 所以阴 阳离子的交换反应几乎是同时进行的 或者说水中阳离子交换和阴离子交换是多次反复进行的 因此 阳离子交换产生的H 离子和阴离子交换产生的OH 都不会累积起来 而是互相中和生成H20 这就使交换反应进行得十分完全 出水水质极好 混床中的树脂失效后 应先将两种树脂分离 然后分别进行再生和清洗 再生 清洗后 再将两种树脂用压缩空气混合均匀 重新投入运行 33 混床结构图 基本参数阳床 3000 截面积7M 阴树脂床层高1M 阳树脂床层高0 5M 分层时 34 出水 强酸性