CN115646557B - 一种凝结水精处理树脂阴再生塔及再生系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于凝结水精处理技术领域，具体涉及一种凝结水精处理树脂阴再生塔及再生系统；阴再生塔塔身的上部为膨大的漏斗状结构，塔身的下部为上下两段渐缩的锥体结构；位于下部的锥体结构内壁均匀布置有若干层水帽，所述若干层水帽的孔径沿塔底向上逐渐增大；位于下部的锥体结构连接有树脂输送管；再生系统，包括阴再生塔、阳再生塔和高速混床；所述阴再生塔底部与阳再生塔的树脂进料口相连接，同时与高速混床相连接；高速混床通过混脂出料管与阴再生塔相连接，阳再生塔的树脂出料口通过管路与高速混床相连接；本发明保证阳树脂的平稳下降，减少了再生过程中阴树脂混入阳树脂中的概率，避免了交叉污染，保证了精处理的出水水质。

Description

一种凝结水精处理树脂阴再生塔及再生系统

技术领域

本发明属于凝结水精处理技术领域，具体涉及一种凝结水精处理树脂阴再生塔及再生系统。

背景技术

凝结水精处理技术是保证火电厂汽水系统安全稳定运行的重要技术，目前，对凝结水进行处理的装置为内部填充阴阳树脂的高速混床。由于火电厂在运行过程中的水量很大，故此当高速混床内阴阳树脂失效后要及时再生。对高速混床内的混合树脂进行分离是实现有效再生的第一步。凝结水精处理技术最初是借鉴锅炉补给水混床，因此最初采用体内再生工艺。虽然体内再生工艺不需要另外设置再生装置，但是由于诸多缺点早已被淘汰，目前应用比较广泛的体外再生分离技术主要为高塔法和锥底法。高塔法的再生系统包括树脂分离塔，阴再生塔，阳再生塔和混脂储存塔等，混脂储存塔可以不设置。为了提高分离效率，减少阴阳树脂交界面中混合树脂的数量，高塔法将分离塔的直径缩小，同时增高分离塔的高度，保证树脂有足够的膨胀率。并在顶部设计为漏斗形，利用树脂在不同上升流速水流中能够稳定的沉降，提高了树脂的分离效率。分离塔没有设置中部排水，使得反洗水流平稳。反洗流量可以调节，所以可以根据不同颗粒阴阳树脂的沉降速度确定不同的反洗流量，在保证阴阳树脂良好分层效率同时能够很好的保护树脂。留在分离塔内的混脂层大约1m厚，有效避免了再生过程中的交叉污染。

锥底法和高塔法不同，锥底法的树脂分离和阴树脂再生是在同一个容器内，即分离/阴再生塔，而分离/阴再生塔的顶部也没有漏斗型树脂收集区，而是和阳再生塔相同的形状，底部四分之一的长度为椎体形状，其夹角约为20°~30°。当混床内树脂失效后，将失效树脂输送到分离/阴再生塔中，经过空气擦洗和水洗将树脂表面杂质洗掉，使得阴阳树脂颜色区别明显，之后从底部进水开始反洗分离，先用大流量将树脂托起，然后慢慢降低流速，使树脂下降，这时阳树脂因为自身比重大，所以沉降速度快，则会沉降在分离塔底部，而阴树脂沉降速度慢，会沉降在阳树脂层上面，从而实现阴阳树脂的分离。

在结构层面，目前，高塔法和锥底法都能够实现有效的分离，但是在具体操作过程过程中还是会有很大的不足，对于高塔法来说，由于分离塔的阴树脂出口设置在塔身侧面，这就会增加混合树脂的数量，输送完阴树脂后，在输送阳树脂时，当树脂层下落到塔身底部三分之一处时容易在树脂层面形成漏斗状，造成树脂不能够平稳下落，容易在阳树脂中混进阴树脂，增加交叉污染概率。锥底法在输送阳树脂时不会出现漏斗状现象，但是锥底结构采用石英砂，鹅卵石和粘结剂粘连形成，制作过程难度和后期维护难度大。第二，没有考虑细碎脂去除装置，细碎树脂在运行中如果进入热力系统中会造成热力系统腐蚀甚至停机等后果，另外，锥底法的阴阳树脂层分界面的混合树脂量很少，对操作要求很高，如果操作不当影响树脂分离率进而造成交叉污染，影响树脂的有效再生和后续精处理出水水质。另外，无论是高塔法和锥底法，再生系统出了阴阳再生塔还要单独设置储存混脂的混脂罐或者分离塔，增加管路和阀门和操作难度。

在运行层面，无论是高塔法还是锥底法，在输送阳树脂的时候都对操作人员有着很高的要求，一旦操作不当都有可能造成阳树脂内混合阴树脂造成交叉污染。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种凝结水精处理树脂阴再生塔及再生系统。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种凝结水精处理树脂阴再生塔，阴再生塔塔身的上部为膨大的漏斗状结构，所述阴再生塔塔身的下部为上下两段渐缩的锥体结构；位于下部的锥体结构内壁均匀布置有若干层水帽，所述若干层水帽的孔径沿塔底向上逐渐增大；位于下部的锥体结构连接有树脂输送管，所述树脂输送管位于若干层水帽的下部；所述水帽均与底部进水管路相连接，所述阴再生塔底部连接有底部进气管路和底部排水管路。

优选的，所述阴再生塔塔身的上部连接有上部进水管和上部排水管，阴再生塔塔身的中部连接有中部排水管。

更优的，所述阴再生塔塔身与上部排水管、中部排水管、底部排水管路的连接处均设置有梯形绕丝水帽。

优选的，所述阴再生塔塔身顶部连接有顶部排气管路。

优选的，所述底部进水管路与底部进气管路相连接，所述底部进水管路与底部进气管路均设置有控制阀；所述底部进气管路连接有CO₂储气罐。

一种凝结水精处理树脂再生系统，包括所述的凝结水精处理树脂阴再生塔；还包括阳再生塔和高速混床；所述阴再生塔底部设置的树脂输送管通过树脂进料管与阳再生塔的树脂进料口相连接；所述树脂输送管通过混脂进料管与高速混床相连接；所述树脂进料管与混脂进料管分别设置有控制阀；高速混床通过混脂出料管与阴再生塔相连接，所述阳再生塔的树脂出料口通过管路与高速混床相连接。

优选的，还包括树脂捕捉器，所述阴再生塔、阳再生塔和高速混床产生的废水均通过管路连接至树脂捕捉器。

优选的，所述阳再生塔为圆柱体结构，所述阳再生塔顶部布置有梯形绕丝水帽，所述阳再生塔下部布置有双速水帽，所述阳再生塔中部连接有进酸管。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

1、相对于高塔法，本发明所述的再生系统通过阴再生塔对阴阳树脂进行分离，由于阴再生塔锥形底部内壁上不同大小的水帽结构，可以保证阳树脂的平稳下降，解决了高塔法在输送阳树脂时树脂不能够平稳下落的问题，减少了阴树脂混入阳树脂中发生交叉污染的概率，提高了再生效率，保证了精处理的出水水质。

2、相对于锥底法，破碎树脂可以通过反洗被清洗掉，解决了锥底法不能够清理破碎树脂的缺点，降低了破碎树脂在精处理运行过程中进入热力系统的概率，保证了机组运行的安全性。同时阴再生塔顶部膨大的结构增加了树脂反洗空间，提高了阴阳树脂的分离率。

3、本发明所述的阴再生塔可以储存更多的树脂，相对于锥底法来说，混脂层的量增加，进一步降低了交叉污染的概率，保证了再生效率和精处理出水水质。

4、本发明可以同时保证足够的混脂量和树脂的平稳下降，所以相较高塔法和锥底法，本发明装置的树脂分离操作难度降低，并且分离效率提高。

5、本发明所述的再生系统不单独设置分离塔和混脂罐，再生过程中，混脂层暂时储存在空的高速混床内，而不是在混脂罐或者分离塔内储存，使整个系统更为简洁高效且节省了占地面积。同时阴再生塔整体为圆柱体结构，其结构更加简单。

附图说明

图1为本发明所述阴再生塔的结构示意图。

图2为本发明所述阴再生塔底部出水口的俯视图。

图3为本发明所述树脂再生系统的连接示意图。

图4为本发明所述树脂再生系统的阀门布置示意图。

图5为本发明所述树脂再生系统的工作流程图。

图中，1-阳再生塔、2-阴再生塔、3-CO₂储气罐、4-高速混床、5-树脂捕捉器、6-加热器；

21-漏斗状结构、22-锥体结构、23-水帽、24-树脂输送管、25-底部进水管路、26-底部进气管路、27-底部排水管路、28-上部进水管、29-上部排水管、210-中部排水管、211-顶部排气管路、241-树脂进料管、242-混脂进料管、41-混脂出料管。

图5中的阀门参照表1：

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

实施例1

参照图1和图2，本实施例提出一种凝结水精处理树脂阴再生塔，阴再生塔2塔身的上部为膨大的漏斗状结构21，阴再生塔2塔身的下部为上下两段渐缩的锥体结构22，类似“铅笔头”结构；顶部膨大的漏斗状结构，这种结构能够使反洗水流在漏斗结构处比下部圆柱体部分慢，在增加了树脂反洗空间的同时，更好的控制阴阳树脂分离，使阳树脂缓慢下降而阴树脂上升。

位于下部的锥体结构22内壁均匀布置有若干层水帽23，水帽23采用梯形绕丝水帽；若干层水帽23的孔径沿塔底向上逐渐增大；参照图2，从阴再生塔2上部俯视，最外侧的水帽23直径最大，最内侧的水帽23直径最小，这样能够保证在反洗分层时沿着塔身内壁向上的水流最大，而中间的水流最小，这样做的目的是让反洗水流将两侧的树脂挤到中间，同时保证中间的树脂不会被过大水流托起，保证两侧树脂与中间树脂的下降速度相同，使得树脂平稳下降。如图1所示，当阴再生塔2底部将阳树脂输送到阳再生塔1的时候，实线为水流方向，虚线为树脂的流动方向，从图1中可以看出水流沿着锥底表面流动，两侧的树脂被水流挤压到中间，所以树脂层能够平稳下降，不会出现乱层和漏斗现象。

位于下部的锥体结构22连接有树脂输送管24，树脂输送管24位于若干层水帽23的下部，这样在树脂漏出同时能够使杂质，油脂和碎屑树脂等通过，有利于树脂的清洁。树脂输送管24在下部的锥体结构22的底部中心，从底部延伸出塔体后向上弯折，输送阳树脂时，树脂从锥底流出到塔身外侧后向上流动，然后输送到阳再生塔中，这也一定程度上控制了阳树脂在塔内下降速度不会过快，有利于树脂的平稳下降。

若干层水帽23均与底部进水管路25相连接，阴再生塔2底部连接有底部进气管路26和底部排水管路27。底部进水管路25与底部进气管路26相连接，所述底部进水管路25与底部进气管路26均设置有控制阀；底部进气管路26连接有CO₂储气罐3。这样的目的是，在从阴再生塔2向阳再生塔1输送阳树脂时，将CO₂出口阀打开，使CO₂进入反洗水中，在输送阳树脂时可以根据电导的变化判断分离终点。当CO₂进入水中时，水中电导大约为20μs，在输送阳树脂将要结束时，会有少量阴树脂接触，将碳酸根离子吸收，水中电导快速下降，此时即为阳树脂输送终点。此时，阳再生塔进脂阀关闭，混脂罐进脂阀打开将混合树脂输送到混脂管内。根据流速计算混脂输送的时间，当分离塔内树脂面下降大约1m时结束。此时树脂分离结束。

阴再生塔2塔身的上部连接有上部进水管28和上部排水管29，阴再生塔2塔身的中部连接有中部排水管210。阴再生塔2塔身与上部排水管29、中部排水管210、底部排水管路27的连接处均设置有梯形绕丝水帽。阴再生塔2塔身顶部连接有顶部排气管路211。

实施例2

参照图1-图4，本实施例提出一种凝结水精处理树脂再生系统，包括实施例1所述的凝结水精处理树脂阴再生塔；还包括阳再生塔1和高速混床4；阴再生塔2底部设置的树脂输送管24通过树脂进料管241与阳再生塔1的树脂进料口相连接；树脂输送管24通过混脂进料管242与高速混床4相连接；树脂进料管241与混脂进料管242分别设置有控制阀；高速混床4通过混脂出料管41与阴再生塔2相连接，阳再生塔1的树脂出料口通过管路与高速混床4相连接。阴再生塔2、阳再生塔1和高速混床4产生的废水均通过管路连接至树脂捕捉器5，防止再生过程中有树脂泄露导致树脂数量减少，影响高速混床的运行时间及出水水质。

具体的，阳再生塔1为圆柱体结构，阳再生塔1顶部布置有梯形绕丝水帽，阳再生塔1下部布置有双速水帽，阳再生塔1中部连接有进酸管。树脂分离后，阳再生塔1可以单独进行反洗，将破碎树脂通过反洗去除掉，避免碎屑树脂再生后进入热力系统，当输送完阳树脂后，将混脂层暂时输送到空的高速混床4内，待再生结束后输送回阴再生塔2中参与下一次再生。

再生系统的各个管路均设置有控制阀，通过各个控制阀对各个管路进行控制。具体的阀门设置参照图4。再生系统的工作过程参照图5，具体为：

1、当高速混床4内的混合树脂失效后，通过高速混床4连接的树脂进出口管道输送到阴再生塔2中。

2、在阴再生塔2内对刚失效的树脂进行空气擦洗，以清洗掉树脂表面的污染物同时使抱团的阴阳树脂打开，打开阴再生塔2的顶部排气阀和上部进水阀，启动再生冲洗水泵，对其进行满水操作，当顶部排气管出水后一次关闭再生冲洗水泵，上部进水阀。之后打开底部排水阀，将水放到树脂表面以上20cm至30cm处，关闭底部排水阀。打开罗茨风机排气阀，启动罗茨风机，打开底部进气阀，最后关闭罗茨风机排气阀。对树脂进行空气擦洗，该过程大约进行10分钟，可根据具体工况进行调整。完成后先打开罗茨风机排气阀，之后依次关闭底部进气阀，关停罗茨风机，最后关闭罗茨风机排气阀。

3、对树脂进行反洗，将空气擦洗过程中脱落的杂质清洗掉。打开阴再生塔2的反洗进水阀，中部排水阀和上部排水阀，启动再生冲洗水泵开始反洗，反洗至排水清澈。依次关闭再生冲洗水泵，反洗进水阀，中部排水阀和上部排水阀。以上（2）（3）步骤可以循环，直至出水清澈并且阴阳树脂颜色分明。

4、对树脂进行反洗分层，经过空气擦洗后的阴阳树脂颜色可以通过肉眼分辨，打开上部排水阀，反洗进水调节阀，之后启动反洗冲洗水泵，先将树脂捧到塔身顶部漏斗处，保持一段时间后，将反洗进水调节阀逐渐调小，减小反洗水流量使阳树脂能够慢慢下降，阴树脂依然能够被水流托起，从而实现阴阳树脂分离。观察窥视镜，肉眼可以看到阴阳树脂明显分界线时，逐渐将反洗进水调整阀开度调小，使阴阳树脂都能够缓慢下降，当反洗进水调节阀开度小于10%时，关停再生冲洗水泵，关闭反洗进水调节阀和上部排水阀。此过程不仅能够使阴阳树脂分离并且能够使碎屑树脂通过上部排水阀排出。

5、输送阳树脂：打开阳再生塔1的树脂输入阀，阴再生塔2的树脂输出阀，阳树脂输送阀，反洗进水阀，上部进水阀和底部CO₂进气阀。启动再生冲洗水泵，开始输送，当阳树脂中混有阴树脂时，电导会急剧下降，阳树脂输送阀和底部CO₂进气阀自动关闭，同时混脂输出阀打开，将混合树脂输送到空的高速混床4内。此时要观察阴再生塔2内树脂分界面，当阳树脂全部输送出去后，等阴树脂界面下降大约0.5m时停止输送，依次关闭树脂输出阀，再生冲洗水泵，混脂输出阀，反洗进水阀，上部进水阀。

6、对阴阳树脂进行再生，分别打开阴阳再生塔的下部排水阀和进碱进酸阀，根据工况，可以实现将加热器中水加热，可以通过调节P4、P5阀门开度调节再生液的温度。再生结束后关闭进酸进碱阀，分别开启阴阳再生塔的上部进水阀，开启再生冲洗水泵，开始正洗，正洗至各自出水PH为6.5至7。

7、将阴树脂输送到阳再生塔1内，当正洗结束后，打开阳再生塔树脂输入阀，阴再生塔树脂输出阀和阳树脂输送阀，阴再生塔顶部进气阀，关闭阴再生塔下部排水阀和阴再生塔上部进水阀和阳再生塔上部进水阀。利用气压将再生好的阴树脂输送到阳再生塔1内。观察阴树脂输送到阴再生塔底部时，开启阴再生塔上部进水阀并开启再生冲洗水泵将挂在塔内壁的树脂冲洗，同时将底部残留的树脂进行冲洗，此步骤可以循环，直至阴树脂输送完全。关停再生冲洗水泵，并关闭所有阀门，开启阴再生塔顶部排气阀进行泄压，泄压完成后关闭。

8、将高速混床4内的混合树脂重新输送到阴再生塔2中，同时对阳再生塔1内树脂进行混脂，首先对阳再生塔内进行满水，方法和阴再生塔满水相同，满水后同样通过下部排水至树脂面上部20cm至30cm处。打开顶部排气阀和底部进气阀对树脂进行搅动，实现混脂，此过程大约需要20min。结束后关闭进气阀和排气阀。

将混合好的树脂进行正洗，正洗至出水电导合格。之后将再生好的树脂输送到高速混床内备用。本实施例没有在再生系统内设置单独存放混合树脂的容器，而是在再生过程中将混合树脂暂时储存在空的高速混床内，减少了由于设置混脂罐所必备的管道和阀门，节省了空间和成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (8)

1.一种凝结水精处理树脂阴再生塔，其特征在于，阴再生塔（2）塔身的上部为膨大的漏斗状结构（21），所述阴再生塔（2）塔身的下部为上下两段渐缩的锥体结构（22）；位于下部的锥体结构（22）内壁均匀布置有若干层水帽（23），所述若干层水帽（23）的孔径沿塔底向上逐渐增大；位于下部的锥体结构（22）连接有树脂输送管（24），所述树脂输送管（24）位于若干层水帽（23）的下部；所述若干层水帽（23）均与底部进水管路（25）相连接，所述阴再生塔（2）底部连接有底部进气管路（26）和底部排水管路（27）。

2.根据权利要求1所述的一种凝结水精处理树脂阴再生塔，其特征在于，所述阴再生塔（2）塔身的上部连接有上部进水管（28）和上部排水管（29），阴再生塔（2）塔身的中部连接有中部排水管（210）。

3.根据权利要求2所述的一种凝结水精处理树脂阴再生塔，其特征在于，所述阴再生塔（2）塔身与上部排水管（29）、中部排水管（210）、底部排水管路（27）的连接处均设置有梯形绕丝水帽。

4.根据权利要求1所述的一种凝结水精处理树脂阴再生塔，其特征在于，所述阴再生塔（2）塔身顶部连接有顶部排气管路（211）。

5.根据权利要求1所述的一种凝结水精处理树脂阴再生塔，其特征在于，所述底部进水管路（25）与底部进气管路（26）相连接，所述底部进水管路（25）与底部进气管路（26）均设置有控制阀；所述底部进气管路（26）连接有CO₂储气罐（3）。

6.一种凝结水精处理树脂再生系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任意一项所述的凝结水精处理树脂阴再生塔；还包括阳再生塔（1）和高速混床（4）；所述阴再生塔（2）底部设置的树脂输送管（24）通过树脂进料管（241）与阳再生塔（1）的树脂进料口相连接；所述树脂输送管（24）通过混脂进料管（242）与高速混床（4）相连接；所述树脂进料管（241）与混脂进料管（242）分别设置有控制阀；高速混床（4）通过混脂出料管（41）与阴再生塔（2）相连接，所述阳再生塔（1）的树脂出料口通过管路与高速混床（4）相连接。

7.根据权利要求6所述的一种凝结水精处理树脂再生系统，其特征在于，还包括树脂捕捉器（5），所述阴再生塔（2）、阳再生塔（1）和高速混床（4）产生的废水均通过管路连接至树脂捕捉器（5）。

8.根据权利要求6所述的一种凝结水精处理树脂再生系统，其特征在于，所述阳再生塔（1）为圆柱体结构，所述阳再生塔（1）顶部布置有梯形绕丝水帽，所述阳再生塔（1）下部布置有双速水帽，所述阳再生塔（1）中部连接有进酸管。

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