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純水制備中三價鐵超標(biāo)原因及處理

點擊次數(shù):2873  更新時間:2011-01-19
中國神馬集團公司動力廠化學(xué)水裝置負責(zé)全公司脫鹽水、純水的供應(yīng),其水質(zhì)指標(biāo)特別是純水的質(zhì)量指標(biāo)直接關(guān)系著我公司的終產(chǎn)品——尼龍66鹽溶液的品質(zhì)。根據(jù)規(guī)定,純水中Fe3+、的質(zhì)量濃度不能大于30μg/L,而我廠化學(xué)水裝置自1999年開車以來純水Fe3+指標(biāo)就時有超標(biāo),但合格率基本能控制在70%-80%,所以沒有引起我們的重視,到2001年6月份后則超標(biāo)頻繁且數(shù)值較大(有時高達70μg/L),合格率平均僅為25%左右,極大地影響了后系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量。

 

1 原因分析及處理

 

  為了準(zhǔn)確地查找原因,我們按照圖1所示的流程進行了Fe3+全分析,初步確定為如下幾個原因:

 

1.1 設(shè)計選材不當(dāng)

  原水經(jīng)過陽床處理后即為軟水,隨后至脫碳塔除掉水中的二氧化碳,經(jīng)查閱初步設(shè)計,脫碳塔內(nèi)的蓖子板(即填料下端承重部件)設(shè)計為碳鋼材質(zhì),而軟水pH值在2.8-3.0之間,對碳鋼有*的腐蝕性,遂對脫碳塔進出水進行Fe3+分析,分析結(jié)果見表1。

從表1中看出,軟水經(jīng)過脫碳塔后,系統(tǒng)中Fe3+含量升高較多,確定脫碳塔鐵泄漏嚴重,并導(dǎo)致陰樹脂鐵污染,以致于陰樹脂不但不能吸附水中的Fe3+,還有可能不斷地釋放,增大了混床的運行壓力,同時我們也明白了開車初期Fe3+指標(biāo)合格率尚能維持在70%-80%可能是因為陰樹脂吸附了大量的鐵離子。所以,我們認為脫碳塔鐵部件腐蝕應(yīng)該是純水Fe3+超標(biāo)的主要原因。

  將脫碳塔內(nèi)的蓖子板更換為不銹鋼材質(zhì),消除了脫碳塔漏鐵現(xiàn)象。

 

表1 脫碳塔進出口Fe3+分析

 

水樣編號

進口ρ(Fe3+)/(mg.L-1)

出口ρ(Fe3+)/(mg.L-1)

 

1

0.06

0.21

 

2

0.05

0.16

 

3

0.10

0.23

 

 

1.2 施工質(zhì)量不好

  對陰陽床的進出口管道泄漏及檢修情況進行統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)2臺陽床出口管及4臺陽床的進酸管線發(fā)生過泄漏,4臺陰床進口管彎頭均發(fā)生泄漏,對停運的混床的出口管道進行電火花檢測,發(fā)現(xiàn)有較大面積的襯膠破損。由此判斷在各襯膠管道發(fā)生泄漏前較長一段時間內(nèi)一直在發(fā)生鐵泄漏,直到出現(xiàn)穿孔。

  針對以上現(xiàn)象,我們分析認為,襯膠管道在如此短的時間內(nèi)發(fā)生較大面積的破損,應(yīng)該是施工質(zhì)量問題,通過進一步的確認發(fā)現(xiàn),大多數(shù)的泄漏均發(fā)生在彎頭的連接法蘭處,從換下的彎頭看,法蘭處的襯膠在安裝時就已破損。

  將4臺陰床的一段進水管及2個彎頭、2臺陽床的出水管彎頭、混床的出口管線和純水箱全部更換為不銹鋼材質(zhì),將酸再生襯膠管線全部更換為玻璃鋼管,解決了襯膠管道鐵泄漏問題。

1.3 再生用堿不合格

  根據(jù)原設(shè)計,我公司一直使用的是附近廠家生產(chǎn)的隔膜堿,但內(nèi)含雜質(zhì)較多,且有可能Fe3+含量超標(biāo),為此對其進行了取樣分析,從分析結(jié)果看,其鐵的質(zhì)量分數(shù)在0.0012%-0.0015%之間,而標(biāo)準(zhǔn)為≯0.0005%。

  另外,用交換柱做試驗,分別用隔膜堿和離子膜堿再生混床樹脂,試驗結(jié)果見表2。

 

表2 兩種堿再生時混床進出水中Fe3+ mg.L-1

 

水樣編號

隔膜堿再生ρ(Fe3+)

離子膜堿再生ρ(Fe3+)

 

進水

出水

進水

出水

 

1

0.10

0.051

0.10

0.039

 

2

0.09

0.042

0.09

0.033

 

3

0.07

0.039

0.07

0.028

 

 

  由表2看出,用離子膜堿再生的混床樹脂出水Fe3+含量較隔膜堿再生的混床樹脂出水中Fe3+含量低。將再生用堿更換為離子膜堿后,混床出水水質(zhì)有較大提高,F(xiàn)e3+含量明顯下降,同時陰樹脂鐵污染也得到控制。

1.4 陰樹脂的處理

  對陰樹脂污染問題,采用了化學(xué)處理的方法:首先用質(zhì)量分數(shù)為5%-10%的Na2S2O2溶液浸泡24h,然后用質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸溶液浸泡12h,zui后進行信量再生,通過處理,陰樹脂顏色變淺,鐵污染得到緩解。

 

2 實施效果

 

  上述措施實施后,系統(tǒng)鐵泄漏已基本得到了控制,同時混床出水水質(zhì)不斷提高,純水Fe3+指標(biāo)合格率持續(xù)上升,如表3所示。

 

表3 實施前后純水Fe3+指標(biāo)合格率對比

 

時間

ρ(Fe3+)/(μg.L-1)

合格率/%

 

zui大

zui小

平均

 

2001-07

50.63

18.5

35.6

37.5

 

2001-08

45.34

17.6

32.5

50

 

2001-09

38.52

15.2

27.6

80

 

2001-10

30.25

16.32

23.16

90

 

 

3 結(jié)語

 

  通過一系列的檢修。工藝處理和技改,造成純水Fe3+偏高的因素已基本消除。目前,該項指標(biāo)合格率已達90%以上,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,沒有再發(fā)生鐵泄漏現(xiàn)象,為我公司的產(chǎn)品質(zhì)量提供了可靠的保證。

 

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