CN208964596U - 一种混合离子交换器再生回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种混合离子交换器再生回收装置，所述装置的中间水箱(2)连接反洗门(102)，反排门(108)连接中间水箱(2)；酸储罐(3)连接酸计量箱(4)，酸计量箱(4)连接酸喷射器(5)，树脂清洗罐(9)连接酸喷射器5，酸喷射器(5)连接进酸门(103)；碱储罐(6)连接碱计量箱(7)，碱计量箱(7)连接碱喷射器(8)，树脂清洗罐(9)连接碱喷射器(8)，碱喷射器(8)连接进碱门(106)；中排门(107)连接再生废液储罐(10)；压缩空气储罐(11)连接进气门(104)；树脂清洗罐(9)连接进水门(101)；所述反排门(108)和中间水箱(2)之间的管路上顺序设置电导率表(C)、回收水自动排放阀(12)和外排管路(13)。
Description
技术领域
本发明属于电厂水处理技术领域，特别涉及一种混合离子交换器再生回收装置。
背景技术
电力工业是国民经济重要的基础工业，是国家经济发展战略中的重要产业。我国的电力工业发展迅速，以火力发电为主，约占全国电厂的70％。水在火力发电厂的生产过程中，主要发挥能量传递和介质冷却的作用，因此水处理工艺环节对发电机组的正常运行至关重要。其中，火电机组的锅炉对给水水质要求很高，为了防止水中的杂质进入锅炉后发生沉淀和结垢，原水需要通过两级水处理除盐环节，一级水处理主要采用超滤和反渗透技术，二级水处理主要采用离子交换和EDI技术。
混合离子交换器是利用离子交换技术所设计的设备，在火力发电厂二级水处理除盐系统中被广泛使用。混合离子交换器的工作原理是混床离子交换除盐。运行前，将阴离子交换树脂(OH-型)和阳离子交换树脂(H+型)放在同一交换器中，并且混合均匀，此时的混床可以看作由许多阴、阳离子交换树脂交错排列而组成的多级式复床。运行时，需要处理的原水通过混床，原水中阳离子交换和阴离子交换多次交错进行。由于阴、阳离子交换树脂充分混合，水中的阴阳离子交换反应几乎是同时进行的，因此，经阳离子交换所产生的H+和经阴离子交换所产生的OH-不会累积起来，而是马上互相中和生成H2O。混合离子交换器使交换反应进行得非常彻底，出水水质很好。
专利CN201510821230.9公开了一种热电厂水处理交换装置，包括罐体、再生液入口、再生液出口、支管、母管、固定杆、过滤网、分隔板、减速板和连接杆，所述罐体下端设有再生液入口，所述罐体上端设有再生液出口，所述罐体内设有支管和母管，所述支管下端中部连接母管，所述支管下端两侧对称设有固定杆，所述支管下方设有过滤网，所述过滤网两侧均设有树脂，所述过滤网下端固定有多个分隔板，所述分隔板均匀设置，所述再生液入口内侧设有减速板，所述减速板下端通过连接杆连接所述罐体内底部。本发明解决了离子交换设备再生液流速不均匀、阻力大，离子交换树脂易破碎的问题。
专利CN201620661431.7提供了一种火电厂水处理离子交换装置，包括交换器，所述交换器包括顶部的进水口和底部的出水口，所述交换器内部由上至下依次设置有弱型树脂层、多孔阳板、白球层和强型树脂层，所述强型树脂层内设有树脂清洗器；所述树脂清洗器包括树脂滤板和树脂出口。该专利的离子交换树脂采用双层床设置，运行或反洗时会出现上、下层流速不均、流动工况不易控制的问题。
专利CN201120156655.X公开了一种用于电厂水处理的逆流再生离子交换器，包括离子交换器的封闭壳体，在离子交换器的封闭壳体的底部设置的再生液入口，在离子交换器的封闭壳体设置的树脂，在离子交换器的封闭壳体内设置的中排装置，所述的中排装置包括中排支管和中排母管，中排支管固定设置在中排支管固定杠上，中排母管设置在中排支管的下面。本实用新型提高了逆流再生离子交换设备运行的可靠性，延长了设备检修时间，提高了设备利用率。
然而，无论采用何种床层和管路设计，二级水处理除盐系统中的离子交换树脂均包括除盐和再生环节，在再生环节中需要大量的水对树脂床层进行冲洗，而目前这部分水基本上直接外排，造成了水资源的巨大浪费，运行成本较高，无法满足现代电厂绿色环保的要求。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种混合离子交换器再生回收装置，所述装置通过对混床离子交换系统的改进，合理回收设备用水，并进行再利用，节约了大量用水，形成了可观的经济效益，所述装置满足二级水处理除盐工艺要求，改进后的混床离子交换系统运行工况不发生变化，除盐效果保持与原系统设置一致，所述装置结构简单，操作方便。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是提供一种混合离子交换器再生回收装置，所述装置的混合离子交换器1壁面的一侧自上至下设置有进水门101、反洗门102、进酸门103、进气门104，所述混合离子交换器1壁面的另一侧自上至下设置有进碱门106、中排门107、反排门108、正排门109，所述混合离子交换器的顶部设置排气门105、底部设置下排门110，所述混合离子交换器还设有视镜；中间水箱2的出口通过管道连接所述反洗门102，所述反排门108连接中间水箱2的进口；酸储罐3的出酸口连接酸计量箱4的进酸口，酸计量箱4的出酸口连接酸喷射器5的进酸口，树脂清洗罐9的一个出水口连接酸喷射器5的进水口，酸喷射器5的出酸口连接进酸门103；碱储罐6的出碱口连接碱计量箱7的进碱口，碱计量箱7的出碱口连接碱喷射器8的进碱口，树脂清洗罐9的一个出水口连接碱喷射器8的进水口，碱喷射器8的出碱口连接进碱门106；中排门107通过管道连接再生废液储罐10；压缩空气储罐11的空气出口连接进气门104；树脂清洗罐9的另一个出水口连接进水门101；所述装置还包括电导率表C、回收水自动排放阀12和外排管路13，所述电导率表C、回收水自动排放阀12和外排管路13顺序设置在所述反排门108和中间水箱2之间的管路上；电导率表C对反洗水出水的水质进行实时监测，并通过回收水自动排放阀12控制合格的反洗水出水进入中间水箱2或者不合格的反洗水出水进入外排管路13。
所述中间水箱2的出口通过管道连接所述反洗门102，所述反洗门102位于所述混合离子交换器1中部壁面，所述中间水箱2的反洗水通过所述反洗门102进入所述混合离子交换器1，对阴、阳离子交换树脂进行冲洗，使阴离子交换树脂处于上层，阳离子交换树脂处于下层。
所述反排门108通过管道连接所述中间水箱2的进口，所述反排门108位于所述反洗门102对侧，所述管道中间依次设置电导率表C、回收水自动排放阀12和外排管路13，所述反洗水冲洗离子交换树脂后，通过所述反排门108排出所述混合离子交换器1，流经所述电导率表C被监测电导率，若电导率合格(<50us/cm)，所述回收水自动排放阀12关闭，所述反洗水即可进入所述中间水箱2，若电导率不合格(≥50us/cm)，所述回收水自动排放阀12开启，所述反洗水流入所述外排管路13。
所述酸储罐3通过管路依次连接酸计量箱4、酸喷射器5、进酸门103，所述碱储罐6通过管路依次连接碱计量箱7、碱喷射器8、进碱门106，所述进酸门103设置在所述反洗门102下面，所述进碱门106设置在所述反排门108的上面，使得酸液对处于所述混合离子交换器1下部的阳离子交换树脂进行再生，碱液对处于所述混合离子交换器1上部的阴离子交换树脂进行再生，然后从所述中排门107排出。
所述中排门107位于所述进碱门106和反排门108中间，并通过管路连接所述再生废液储罐10，用于储存再生后的酸、碱废液。
所述混合离子交换器1的底部设置下排门110，可以进行逆流冲洗，置换混合离子交换器1中的酸、碱液，至中排门107出水为中性。
所述树脂清洗罐9设置有三个出口，所述出口分别通过管道连接所述酸喷射器5、碱喷射器8和进水门101，所述树脂清洗罐中的清洗水分别进入所述酸喷射器5和碱喷射器8，与来自所述酸计量箱4的酸液和来自碱计量箱7的碱液混合，配合所述酸计量箱、碱计量箱调节酸液、碱液的浓度。
所述酸液的浓度为1.5-3％，所述碱液的浓度为4％。
所述酸喷射器5、碱喷射器8分别调节酸液、碱液的流量，所述流量为17m3/h。
所述进气门104位于所述进酸门103下面，并与所述压缩空气储罐11连接，使得压缩空气通过所述进气门104进入所述混合离子交换器1，使阴、阳离子交换树脂在气流的作用下充分混合，多余空气通过所述排气门105排出所述混合离子交换器。
所述进水门101位于所述反洗门102的上面，并通过管道连接所述树脂清洗罐9的一个出口，用于所述清洗水正洗再生后的离子交换树脂，通过调节所述进水门101的开度能够控制所述清洗水的流量。
所述正排门109位于所述反排门108下面，用于排放所述清洗水。
由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型提供的方案对所述反洗水进行回收利用，节约用水，由于所述混合离子交换器进行二级水处理除盐后，所余留水的水质较好，此时的水是经过预处理和一级水处理的，所以所余留水的电导率一般情况下<50us/cm，符合反洗水要求，可以回收再利用。
2、本实用新型提供的方案在监测所述反洗水的水质方面做了特别设计，通过设置所述电导率表C监控反洗水电导率，当电导率合格时，回收反洗水，当电导率不合格时，通过设置所述回收水自动排放阀12，将反洗水排出系统，实现了对反洗水的动态监控，保证所述混合离子交换器的用水质量。
3、本实用新型提供的方案，按反洗分层时间为15min，反洗流速为20m3/h，所述混合离子交换器直径为2500mm计算，则单次再生节约水量为25t，按反渗透产水单价5元/吨计算，则单次再生将节约水费125元，按两天再生一次计算，单台混合离子交换器每年节约水费2.3万元，形成了可观的经济效益。
4、本实用新型提供的混合离子交换器再生回收装置结构简单，操作方便，改进后系统运行工况不发生变化，除盐效果保持与原系统一致，满足二级水处理除盐工艺要求。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图。
附图中，1-混合离子交换器，101-进水门，102-反洗门，103-进酸门，104-进气门，105-排气门，106-进碱门，107-中排门，108-反排门，109-正排门，110-下排门，111-视镜，2-中间水箱，3-酸储罐，4-酸计量箱，5-酸喷射器，6-碱储罐，7-碱计量箱，8-碱喷射器，9-树脂清洗罐，10-再生废液储罐，11-压缩空气储罐，12-回收水自动排放阀，13-外排管路，C-电导率表。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清除、完整地描述。
混合离子交换器中的离子交换树脂交换容量饱和后，即需再生处理。再生处理可大致分为以下步骤：(1)引入反洗水将混合离子交换器内的阴离子交换树脂与阳离子交换树脂分层；(2)引入酸液和碱液，对树脂进行再生；(3)再生完毕后，用压缩气体使阴、阳离子交换树脂重新充分混合；(4)正向清洗离子交换树脂。
本实用新型提供了一种混合离子交换器再生回收装置如图1所示。
(1)分层：反洗水由中间水箱2通过反洗门102进入混合离子交换器1，对阴、阳离子交换树脂进行冲洗，使阴离子交换树脂处于上层，阳离子交换树脂处于下层，同时打开反排门108，使多余的反洗水排出并流回中间水箱2；通过控制反洗门102的开度控制反洗水的流量由小到大，待离子交换树脂上升到视镜111的100mm时，控制流量维持离子交换树脂膨胀高度不变；
监控电导率表C，当反洗水的电导率<50us/cm时，关闭回收水自动排放阀12，反洗水即可进入中间水箱2，若电导率≥50us/cm时，开启回收水自动排放阀12，反洗水流入外排管路13。
反洗水冲洗至反排门108出水清澈，约冲洗15min，即可关闭反洗门102，待树脂自然沉降明显分层后，放水至水面高出树脂100mm，然后关闭反排门108。
(2)再生：酸液由酸储罐3流经酸计量箱4和酸喷射器5，同时树脂清洗罐9中的清洗水进入酸喷射器5，并在酸喷射器5中与酸液混合，通过酸喷射器5调节混合酸液流量为17m3/h，通过酸计量箱4调节酸液浓度为1.5-3％，混合酸液通过进酸门103进入混合离子交换器1；
碱液由碱储罐6流经碱计量箱7和碱喷射器8，同时树脂清洗罐9中的清洗水进入碱喷射器8，并在碱喷射器8中与碱液混合，通过碱喷射器8调节混合碱液流量为17m3/h，通过碱计量箱7调节碱液浓度为4％，混合碱液通过进碱门106进入混合离子交换器1；
酸液对处于混合离子交换器1下部的阳离子交换树脂进行再生，碱液对处于混合离子交换器1上部的阴离子交换树脂进行再生，同时打开中排门107，将再生后的酸、碱废液排入再生废液储罐10；
再生完成后，关闭进酸门103、进碱门106，停止进酸进碱，同时打开下排门110进行逆流冲洗，置换混合离子交换器1中的酸、碱液，至中排门107出水为中性，维持水面高出树脂100mm，关闭下排门110和中排门107。
(3)混合：压缩空气由压缩空气储罐11通过进气门104进入混合离子交换器1，打开排气门105，使阴、阳离子交换树脂在气流的作用下充分混合。
(4)放水：树脂混合均匀后，打开排气门105和正排门109，使树脂快速下降，避免分层。
(5)正洗：树脂清洗罐9中的清洗水通过进水门101进入混合离子交换器1，调节进水门101的开度控制流量，对树脂进行正洗，清洗水从正排门109排出，检测出水水质，水质合格后(电导率≤0.2us/cm，SiO2含量≤20ug/L)，关闭混合离子交换器1所有进出口，等待使用。
Claims (3)
1.一种混合离子交换器再生回收装置，所述装置的混合离子交换器(1)壁面的一侧自上至下设置有进水门(101)、反洗门(102)、进酸门(103)、进气门(104)，所述混合离子交换器(1)壁面的另一侧自上至下设置有进碱门(106)、中排门(107)、反排门(108)、正排门(109)，所述混合离子交换器的顶部设置排气门(105)、底部设置下排门(110)，所述混合离子交换器还设有视镜；中间水箱(2)的出口通过管道连接所述反洗门(102)，所述反排门(108)连接中间水箱(2)的进口；酸储罐(3)的出酸口连接酸计量箱(4)的进酸口，酸计量箱(4)的出酸口连接酸喷射器(5)的进酸口，树脂清洗罐(9)的一个出水口连接酸喷射器(5)的进水口，酸喷射器(5)的出酸口连接进酸门(103)；碱储罐(6)的出碱口连接碱计量箱(7)的进碱口，碱计量箱(7)的出碱口连接碱喷射器(8)的进碱口，树脂清洗罐(9)的一个出水口连接碱喷射器(8)的进水口，碱喷射器(8)的出碱口连接进碱门(106)；中排门(107)通过管道连接再生废液储罐(10)；压缩空气储罐(11)的空气出口连接进气门(104)；树脂清洗罐(9)的另一个出水口连接进水门(101)。
2.根据权利要求1所述的一种混合离子交换器再生回收装置，其特征在于，所述装置还包括电导率表(C)、回收水自动排放阀(12)和外排管路(13)，所述电导率表(C)、回收水自动排放阀(12)和外排管路(13)顺序设置在所述反排门(108)和中间水箱(2)之间的管路上；电导率表(C)对反洗水出水的水质进行实时监测，并通过回收水自动排放阀(12)控制合格的反洗水出水进入中间水箱(2)或者不合格的反洗水出水进入外排管路(13)。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种混合离子交换器再生回收装置，其特征在于，所述中间水箱(2)的出口通过管道连接所述反洗门(102)，所述反排门(108)通过管道连接所述中间水箱(2)的进口，使中间水箱(2)的反洗水通过所述反洗门(102)进入所述混合离子交换器(1)，对阴、阳离子交换树脂进行冲洗，使阴离子交换树脂处于上层，阳离子交换树脂处于下层，冲洗后的合格的反洗水回到中间水箱(2)。
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