交換器再生條件的控制和計(jì)算

1、交換器再生條件的控制和計(jì)算交換器再生條件的控制和計(jì)算交換器再生條件的控制和計(jì)算一、交換器的再生條件控制的原理和計(jì)算利用離子交換工藝進(jìn)行水處理中，樹脂的再生過程是除鹽過程的逆反應(yīng)，其離子反應(yīng)方程式如下：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的平衡，要使樹脂上的化學(xué)反應(yīng)更好的向再生方向進(jìn)行，主要的措施有：1）提高氫離子的濃度，2）降低鈉離子的濃度。要提高氫離子的摩爾濃度就是應(yīng)該提高再生液的濃度，要降低鈉離子的濃度就是應(yīng)該及時(shí)的除去再生下來的鈉離子，也就是說要及

2、時(shí)的除去再生廢液。另外，根據(jù)等摩爾量交換的原則，要保證交換器內(nèi)的有足夠數(shù)量的樹脂能得到再生，就必需耗用足夠的再生劑量。所以要使交換器能獲得滿意的再生效果，在再生過程中必需控制的條件主要有：1）再生劑總用量；2）再生液的濃度；3）再生液的流速。它們對再生過程的作用分述如下：1、再生劑總用量A）作用和原理在樹脂再生時(shí)，根據(jù)離子交換按等摩爾量進(jìn)行的原則，需要樹脂恢復(fù)多少工交容量理論上講則必須耗用等摩爾量的再生劑，但由于離子平衡及操作中的一些原

3、因，實(shí)際再生中需要用的再生劑量應(yīng)該高于理論用量。再生時(shí)再生劑的實(shí)際用量與理論用量之比值即稱為比耗。在評價(jià)再生效果時(shí)，最佳的再生效果應(yīng)該是交換器有較高的工交容量的發(fā)揮而同時(shí)有較低的再生劑比耗。在不同的再生工藝中，要達(dá)到一定的再生效果，實(shí)際所用的再生劑量需要超過理論用量的比例是不同的，例如在順流再生中，實(shí)際用量需要為理論用量的2～3.5倍，而在逆流再生中，實(shí)際用量則需為理論用量的0.5～1倍。再生時(shí)總用酸量的多少會直接影響到交換器的周期運(yùn)行

4、工交容量和酸耗。這是因?yàn)椋?）再生時(shí)用酸量的多少會直接影響到樹脂的再生后的工交容量的恢復(fù)。再生劑用量與再生后樹脂工交容量的恢復(fù)可見圖一曲線。從圖中曲線可以看到當(dāng)再生劑用量由0.12噸米3增加至0.17噸米3時(shí)，再生后樹脂的工交容量可以由950摩爾米3提高到1230摩爾米3，相當(dāng)于增加了周期制水量30%。而酸耗則由37.9提高到41.5，僅提高了9%。2）用酸量的多少會直接影響交換器的再生效果。這是因?yàn)閷粨Q器來講，較低的再生劑用量會使交

5、換器的上層樹脂中的一部分樹脂得不到足夠的再生，相當(dāng)于上層樹脂層的總工交容量有一部分沒有得到恢復(fù)，使下一運(yùn)行周期的實(shí)際工交容量降低，周期制水量減少。當(dāng)適當(dāng)增加再生劑用量時(shí)，會減少這部分未能得到充分再生的樹脂量，因而交換器的總工交容量會增高。當(dāng)然，再生劑用量對交換器的再生效果的影響只能在一定的范圍內(nèi)獲得滿意的收益，這是因?yàn)樵诔^這個(gè)范圍后，從圖看到再生劑用量對樹脂工交容量的提高的影響愈來愈??；而且同時(shí)，因?yàn)樵偕鷦┯昧吭黾拥绞菇粨Q器的上層樹脂

6、的再生度可以得到滿足時(shí)，再任意提高再生劑用量，過量的再生劑的大量排出不僅增加了酸耗，而且還會造成對環(huán)境的污染。B）統(tǒng)計(jì)和計(jì)算在計(jì)算交換器樹脂的再生劑比耗時(shí)，并不是單純的用每次再生中再生劑的用量來評價(jià)的。而是以“恢復(fù)一摩爾樹脂的工交容量所消耗的再生劑量”來決定的。即應(yīng)根據(jù)再生后的運(yùn)行周期中樹脂發(fā)揮的工交容再生中再生液通過樹脂層的流速在一定程度上會影響到交換器的再生效果。在再生過程中為了要使離子交換反應(yīng)向有利于再生的方向進(jìn)行，從離子平衡角度

7、來講，必需隨時(shí)將再生廢液排出，否則，停留在交換器內(nèi)的再生產(chǎn)物會影響反應(yīng)的進(jìn)行，使樹脂得不到徹底的再生。通常要求再生液的流速應(yīng)不低于2米小時(shí)。但當(dāng)再生液流速過高時(shí)，則會造成樹脂層的擾動(dòng)，尤其在逆流再生時(shí)，樹脂層的擾動(dòng)會使樹脂層產(chǎn)生亂層而直接影響到再生的正常進(jìn)行；另外，再生液流速過高必然會使再生劑的流速也相應(yīng)的加高，而再生劑的總量是一定的，過快的再生劑流速會縮短再生劑與樹脂的接觸時(shí)間，當(dāng)超過一定限度后，也會直接影響到再生效果。所以，通常情況

8、下，再生液的流速應(yīng)控制在2～5米小時(shí)范圍內(nèi)。在此范圍內(nèi)選定流速較低時(shí)，對再生過程有利，但會延長再生時(shí)間。所以當(dāng)再生劑用量較低時(shí)選擇較低的再生液流速應(yīng)該有利于再生效果的提高。B）調(diào)整和控制再生液流速的控制主要是控制噴射器工作水的流量，但是，再生液實(shí)際上是由噴射器工作水和吸入的濃度為30%的工業(yè)再生劑共同組成，所以一般按工作水流量來控制的再生液流速時(shí)，實(shí)際的再生流速還會高些，但造成的誤差不會影響到再生的效果。C）統(tǒng)計(jì)和計(jì)算再生液流速的計(jì)算方

9、法為：再生液流速=再生液流量交換器截面積為了簡化計(jì)算方法，通常采用的方法為：再生液流速=噴射器工作水流量交換器截面積二、對實(shí)際再生效果考察中的幾個(gè)問題1，再生條件的評價(jià)在交換器的運(yùn)行操作規(guī)程制定時(shí)，對交換器的再生條件的設(shè)定大都是根據(jù)對交換器性能的理論認(rèn)定進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在制定這些條件時(shí)主要應(yīng)保證交換器再生后的出水水質(zhì)，同時(shí)兼顧到交換器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能。因?yàn)樵趯?shí)際運(yùn)行中涉及到交換器運(yùn)行的影響因素很多，所以對制定的再生條件可以在運(yùn)行中進(jìn)行優(yōu)化，但

10、在優(yōu)化過程中每改變其中一個(gè)再生條件時(shí)，都要穩(wěn)定其余條件不變進(jìn)行三個(gè)以上周期的運(yùn)行，待運(yùn)行結(jié)果穩(wěn)定后，然后根據(jù)條件改變后的運(yùn)行周期的總結(jié)果來綜合的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，以便得出相應(yīng)的結(jié)論。2，樹脂的工交容量的殘留交換器運(yùn)行的失效是因?yàn)闃渲瑢觾?nèi)的交換層開始接觸樹脂層底，這時(shí)出水中就會攜帶有泄漏的離子，但是此時(shí)樹脂層的交換區(qū)內(nèi)的樹脂尚未完全失效，當(dāng)交換器再生時(shí)，這部分樹脂并不會消耗再生劑量，再生后樹脂層內(nèi)的交換容量會有所提高，在下一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)樹脂

11、的平均工交容量也會由此得到提高。所以在判斷交換器運(yùn)行終點(diǎn)時(shí)如果有偏差，交換器的各個(gè)周期的運(yùn)行結(jié)果就會出現(xiàn)不穩(wěn)定。但這對在一段時(shí)期內(nèi)交換器總的結(jié)果的統(tǒng)計(jì)并不會有較大的誤差。3，當(dāng)有多套陽床并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，如果按陰床出水的電導(dǎo)率來判斷陽床的失效終點(diǎn)時(shí)，因?yàn)榇藭r(shí)實(shí)際判斷的是多臺陽床的混合出水，因此，由此來判斷某一臺陽床的運(yùn)行終點(diǎn)則必然會有一定的誤差，造成陽床個(gè)別運(yùn)行周期的運(yùn)行結(jié)果出現(xiàn)偏差，所以在考察陽床的單個(gè)周期運(yùn)行效果出現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)該考慮由