1、凝结水精处理混床中阳、阴树脂比例的选择 韩隶传 陕西西安热工研究院有限公司 西安 710032 2008-7-12 混床内阳、阴树脂比例的选择，影响着氢型混床的运行周期和铵型混床的转型。目前，我国电厂的凝结水精处理混床较多地采用1:1，使用中发现：用于氢型混床运行时，运行周期较短；用于铵型混床时，可能造成转型阶段出水含钠量超标的问题。 一、确定阳阴树脂比例的原则 氢型混床的树脂比例 对氢型混床来说，选择混床内阳阴树脂的最佳比例，主要是为了获得最高的总交换容量，提高周期制水量和运行周期的时间。 在氢型混床中，任何一种树脂的交换容量耗尽，即到达混床的失效终点，而另一种树脂的交换容量不能发挥作用。为
2、此，混床中两种树脂的交换容量应尽量相等或接近，以达到提高混床离子交换量的目的。 用于锅炉补给水化学除盐系统和不加氨处理凝结水系统的混床，因为进水中的杂质，主要组分是无机盐类，它们解离产生的阳、阴离子量是相等的，因此，可以按照阳、阴树脂的交换量等量配置。 使用氢型混床处理凝结水时，由于热力系统采用加氨防腐，所加入的氨，在水中以氢氧化铵存在，并部分解离出铵离子和氢氧离子，铵离子将消耗阳树脂的交换容量，而氢氧离子却不消耗阴树脂的交换容量。同时，凝结水中的含氨量将达到凝结水中含盐量的几百倍，无法使两种树脂的交换容量达到相同或接近。为了延长氢型混床的运行周期和增加周期制水量，应尽量提高阳树脂所占的比例。
3、同时，为了保持混床的出水水质，试验结果表明，可以采用阳阴21的比例，试验结果表明，其周期制水量明显高于11或12。进一步增大阳树脂所占的比例，由于阴树脂量过少，将影响出水水质。 两种树脂交换量的匹配 树脂的离子交换量可以用树脂的工作交换容量与混床内所装填的该树脂体积的乘积计算，单位为mol。 国外1曾使用体积交换容量进行两种树脂比例的计算，考虑到氢型混床失效时，仍有部分树脂未彻底失效，建议采用阳、阴树脂的工作交换容量进行计算。 蒋如丰2提出，国外对氢型混床树脂的交换容量选择为：阳树脂为12001270 mmol/LR；阴树脂为180 mmol/LR。即使在两种树脂的交换容量相差如此之大，仍然是
4、阳树脂先失效，氨先穿透。 在文献1中，作者曾使用DOWEX的各种树脂进行了各种不同匹配的试验，包括：21，11和23。在进水含钠量为430或3100 ug/L Na+情况下，仍然是阳阴21时，混床的周期制水量最高。 铵型混床的树脂比例 当树脂的再生度达到铵型混床的要求后，在混床初投入的氢型阶段运行过程中，由于出水的pH值接近于纯水，在7.0左右，所以运行中仍然能吸收进水中的钠离子，使阳树脂转变为铵型时，少量阳树脂变为钠型。当混床出水中开始漏氨时，由于pH值的升高，在氢型阶段吸收的钠离子被铵离子排代出来，进入出水中，形成“漏钠峰”，甚至造成出水的含钠量超标。为了减少混床转型阶段出现“漏钠峰”的高
5、度即出水中的含钠量，希望减少氢型阶段的运行时间即减少钠离子的吸收，为此，可以增加凝结水中的含氨量或减少混床内阳树脂的装填量，为此，可以将阳、阴树脂的比例改为12，这样可以缩短混床氢型阶1段的运行时间和减少吸收钠离子的数量。 4.前置氢离子交换器加混床系统中，混床树脂的比例 在凝结水处理系统内设置了前置氢型阳床时，前置阳床起到了对进入混床水的预除氨作用，大大降低了氢型混床内阳树脂的离子负荷。混床内阳树脂的作用不再是去除凝结水中的阳离子，而是防止阴树脂再生过程中吸附的钠离子被水流带出，以确保出水水质。此时，阳、阴树脂的比例应以保证混床的出水水质为目的。 混床内的阳、阴树脂比例可以采用1:3到1:4
6、。 在混床采用铵型混床运行时，不能设置前置氢型阳床。 二、影响树脂比例的因素 影响混床内两种树脂比例的因素，包括： 1.明确混床的运行方式，即混床是采用氢型混床，还是铵型混床，二者由于树脂的装填量和比例不同，不可替代。 2.混床的进水水质，即凝结水的水质。目前，我国热力发电厂（包括：火力发电厂和核电站）的水质标准，火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量GB/T 12145-1999中对凝结水的水质有严格的规定，现摘录如下：氢电导率0.3 uS/cm，相当于Cl-约21 ug/L，即0.59mol/L。这就规定了混床进水的含盐量，并与凝汽器的冷却水水质无关。 3.凝结水的含氨量 GB/T 12145
7、-1999中规定了锅炉给水的pH值：无铜系统，pH值应达到9.09.5；有铜系统应达到8.89.3。按照这一标准，凝结水中的含氨量将达到0.75（pH值=9.3）2.0（pH值=9.5）mg/L NH3，相当于44.1117.7mol/L。此含量是强酸阴离子含量的74199倍。 从电厂凝结水水质的实际情况可以看出，对氢型混床，不论采取任何可行的阳、阴树脂比例都是阳树脂先于阴树脂失效。只是为了防止凝结水中少量的强酸阴离子被出水带往锅炉，必须保持混床内有一定数量的阴树脂，而不是从平衡地吸收阳、阴离子来考虑两种树脂的装填比例。 根据国内外实际使用情况，对混床内两种树脂的比例，建议：对氢型混床内的树脂
8、比例采用阳阴21；对铵型混床内的树脂比例采用阳阴12。 三、几点看法 阳阴11的缺点 采用阳阴11的比例，既不能达到延长氢型混床运行周期的目的，也不利于铵型混床的转型，因此，是不可取的。兼顾氢型混床和铵型混床两种运行方式的设想是难以实现的。 两种树脂的比例与凝汽器的冷却水水质无直接关系 不论是淡水冷却还是海水冷却，漏入的都是盐类，只是含量不同而已，在能够保持凝结水氢电导率低于0.3 uS/cm的情况下，冷却水的水质对凝结水处理混床没有直接的影响。 两种树脂的比例与混床的运行方式有直接关系 阳、阴树脂的比例应根据混床的运行方式确定。 参考文献 1 陈永健：混床中阳阴树脂比例的选择，电力技术通讯，1978年，第2期； 2 蒋如丰：凝结水精处理高速混床的运行特性及计算方法的探讨，第五届全国电厂化学学术讨论会论文集1991.10. 2
