软化水目前一般采用钠离子交换法,而钠离子交换法只能除去水中的硬度离子(Ca2+、Mg2+等),不能除去水中的碱度离子(如HCO3-等)。碱度离子进入锅炉后,会在高温下发生分解和水解反应,致使炉水中游离OH-碱度增加,蒸汽中CO2浓度增加:
这样会产生如下危害:①增高炉水的相对碱度,从而造成炉水系统的碱腐蚀;②污染蒸汽;③增大排污率;④由于大量CO2进入蒸气系统,造成蒸汽和冷凝水系统的酸腐蚀。
所以对于碱度较高的原水,就要进行降低碱度的软化处理,这种处理就称之为脱碱软化。
脱碱软化常用的方法就是H-Na离子交换法。按H离子交换床和Na离子交换床的连接方式,采用H-Na串联离子交换系统。
本工程采用H-Na串联离子交换系统,原水经氢离子交换后,其出水进入除碳器脱除CO2,经除碳后的水再经钠离子交换后,达到除软化除碱的效果。
H-Na串联离子交换系统的特点:
① H-Na串联离子交换系统用于水的脱碱软化处理时,适用于水中硬度的水处理,其出水总含盐量也部分降低。
② 当进水水质组分发生变化或混合比例失调时,除碳器出水可能输出酸性水,但由于酸性水全部经过Na离子交换处理,因此就系统而言,H-Na串联离子交换系统运行较为可靠。
③应考虑H离子交换器出口至除碳器出口这段系统的防腐蚀。
1、锰砂除铁装置
井水中的铁是一种比较难以去除的金属离子,本工艺采用曝气+锰砂过滤进行去除,天然锰砂除铁其工作原理为:
天然锰砂是二价铁氧化成三价铁的良好催化剂。当PH值大于5.5时能加速二价铁氧化成三价铁的过程。
4MnO2 + 3O2 → 2Mn2O7
Mn2O7 +6Fe2+ + 3H2O → 2MnO2 + 6Fe3+ + 6OH-
生成的三价铁,水解后呈胶体状氢氧化铁分离出来。当PH值为6.5 ~ 7.0时,胶体状氢氧化铁形成褐色的絮状物而沉淀,经过锰砂滤池将铁除去。
Fe3+ + 3OH → Fe(OH)3
在二价铁氧化为三价铁过程中,水中必须保持足够溶解氧,所以在锰砂过滤器前设置了曝气装置,将原水充分曝气。
2、石英砂过滤器
为了保护钠离子交换器的树脂,延长树脂使用寿命,在钠离子交换器前设置石英砂过滤器。
石英砂过滤器内装填石英砂及无烟煤,能有效去除水中的悬浮物及机械杂质,防止自来水管锈蚀和自来水由于季节性水质变化而影响出水水质。
石英砂过滤器反洗周期按出水浊度是否小于2度来确定,反洗强度16L/m2.s。
3、氢离子交换器
氢离子交换器可以去除水中的碳酸盐硬度同时去除水中的碱度。
氢离子交换器采用一套JMD2-1200型全自动软水器,单套正常出力: 20-25/H,系统采用全自动控制。
本系统采用JMD2-1200型全自动软水器进行软化处理。该装置是由二个φ1200的离子交换罐并联而成,二个软水罐一用一备,以流量控制终点。整个系统采用洁明公司最新开发的JMC型微电脑实现全自动控制。通过对JMC型微电脑的设置确保系统不出现两台设备同时再生的现象。单罐设备出力20-25吨/小时,完全确保系统的需水量。软化系统全自动运行,每个软化罐的运行状态依次为:运行、 (反洗)、吸酸、置换、正洗、运行等几个工艺过程。
系统全自动运行,其控制采用北京洁明公司最新研制的 JMC流量型微电脑控制器、JMA多阀控制器控制。系统再生操作是通过流量传感器给出脉冲信号, JMC流量型微电脑控制器再根据该信号累计计量,从而控制各相应设备的JMA多阀控制器,再由分配器控制各个液动隔膜阀自动完成该设备的再生与运行工艺。每个交换罐的运行状态依次为:运行、 反洗、吸酸、置换、正洗、运行等几个工艺过程。
氢离子交换器再生液采用3-4%盐酸溶液再生。
4、脱碱器
原水经氢离子交换后,进入脱碱器脱碱,经除碳后的水再经钠离子交换后,达到除软化的效果。
本公司生产的除碱器为圆柱形设备,材质为PVC,结构形式筒体为三节,上节内装布水装置及排风口,排风口上设有收水装置,布水装置母支管形式,总管材质为PVC,支管为PVC, 中节内装有填料,填料为φ50多面空心球,下节内装有进风装置及出水装置,中节和下节之间装有花板,人孔采用门型结构,配套风机为BF4-72 NO3.6A玻璃钢风机,风机进风口设有滤尘器,风机和滤尘器备支撑架,可独立安装在中间水箱或水池上,风机和塔体联接采用软管联接,以减少塔体的振动和降低风机的噪声。
5、钠离子交换器
钠离子交换器可以去除水中的钙、镁离子,使水得到软化。钠离子交换器也采用一套JMD2-1200型全自动软水器,单套正常出力: 20-25/H,系统采用全自动控制。
钠离子交换器再生液采用5%盐溶液再生。