簡介
逆流再生時,鹽液是從交換器下部進入,上部排出。其流向和水軟化運行時的流向相反。因此,鹽液在流動過程中,交換器底部的交換劑總是和新鮮的鹽液接觸,能夠得到較高的再生程度;而含反離子較多的再生液與上部失效程度較大的交換劑接觸,由於離子平衡關係,仍能起還原作用,鹽液就能被充分利用。但總的說來,上部的交換劑再生程度總比下部的低,這種分布情況正好與順流再生時相反,這對交換反應很有利。因為在軟化運行時,水中鈣、鎂離子含量隨著水流向下越來越少,而越向下的交換劑的再生程度卻越高,使交換反應持續進行,所以能使交換器的出水水質比較好。至於再生程度最差的上層交換劑,由於它首先與原水相接觸,此時水中反離子(Na )濃度較小,還是能進行離子交換,使這部分交換劑也得以充分利用。
在逆流再生時,由於再生液是從交換器下部進入的,因此,當再生液流速較高時,就會和反洗時一樣使交換劑層產生擾動現象。這樣,交換劑層上下層次就被打亂,通常稱為亂層。如果發生了亂層現象,交換劑層中的交換劑不再保持有規則的層次,就失去了逆流再生的優點。
逆流再生交換器
為了防止亂層現象,逆流再生交換器在結構和運行上都有一些相應的措施。在結構上,在交換劑層的表面部分設有分布均勻的中間排水裝置(圖1(1-空氣管;2-進水管;3-中間排水(排再生液)裝置;4-出水管;5-進再生液管:6-正洗出水管;7-壓層樹脂)),使向上流動的再生液或沖洗水能均勻地從排水裝置中排走,而不使交換劑層擾動。另外,在位於中間排水裝置之上,與交換劑層面相接處,添加一層厚約150~200mm的壓實層。壓實層採用比樹脂輕的聚苯乙烯白球(25~30目)或直接用離子交換樹脂作為壓實層。應該指出,作為壓實層的離子交換樹脂始終是處於失效狀態的,因此,在運行時需防止這部分樹脂進入交換層下部,否則會使交換器出水水質降低。實際上,壓實層形成的壓力很小,在再生液流速較高時就不能防止亂層。
在運行中,一般小型鍋爐常採用低流速的逆流再生方法來防止亂層。交換劑為磺化煤時,再生或逆洗流速采有3~6m/h,樹脂為1.6~2m/h。
當再生液採用較高的流速時,則應從交換器上部送入壓縮空氣(稱頂壓),穿過壓實層隨同再生液一起,由中間排水裝置排出。這樣,由於交換器上部的壓力加大,下部的水流不會竄流到上部,就可以防止交換劑亂層。但要添加空壓機設備。
逆流再生離子交換器的操作步驟
(1)小反洗在交換器失效並停止運行後,首先將反洗水從中間排水裝置引進,並從交換器頂部排出,以衝去運行時積聚在壓實層表面及中間排水裝置以上的污物。小反洗水速在12m/h以下。
(2)排水小反洗結束,待壓實層的顆粒下降後,開啟空氣閥和再生液出口閥,放掉中間排水裝置上部的水。
(3)頂壓如採用壓縮空氣頂壓時,可從交換器頂部送入壓縮空氣,氣壓維持在0.03~0.05MPa的範圍內,以防止亂層。
(4)進再生液在頂壓情況下,可將再生液以3~6m/h的流速從交換器下部送入,隨同適量的空氣從中間排水裝置排出。無頂壓時,就採用低流速送入再生液。
(5)逆流沖洗當再生液進完後,在有頂壓的情況下,將逆洗水從交換器下部送入,進行逆流沖洗;逆流水的流速仍保持3~6m/h;並應採用質量較好的水,不然會影響底部交換劑的再生程度。逆流沖洗的時間一般為30~40min。無頂壓時,沖洗速度與低流速再生時的流速相同。
(6)小反洗停止逆流沖洗和頂壓,放盡交換器內的剩餘空氣,然後如(1)的操作程式進行小反洗,將壓實層部分的剩餘再生液洗盡。
(7)正洗最後,用水由上而下進行正洗,正洗流速為15~20m/h,直至出水符合給水標準,即可投入運行。
一般逆流再生離子交換器在運行20個或更多周期後,進行一次大反洗,反洗流速為18~20m/h,時間約為15~20min,以除去交換劑層中的污物和破碎的交換劑顆粒。大反洗是從底部進水,廢水由交換器頂部排水門放掉。由於大反洗鬆動了整個交換劑層,所以大反洗後第一次再生時,再生劑耗量應加大0.5~1倍以上。