楊丁營(yíng)

(中平能化集團(tuán)新鄉(xiāng)神馬正華化工有限公司，河南新鄉(xiāng) 453011)

新鄉(xiāng)神馬正華化工有限公司新建5萬(wàn)t/a離子膜法氫氧化鉀項(xiàng)目，是河南省的重點(diǎn)工程。該項(xiàng)目為河南省首家氫氧化鉀生產(chǎn)單位，填補(bǔ)了省內(nèi)空白。

項(xiàng)目原有的軟水工序既不能滿足生產(chǎn)需要，也不能滿足工藝要求，為滿足新項(xiàng)目需求，需建設(shè)一套純水制備裝置，用水量為100 m3/h。純水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求:電導(dǎo)率≤5.0 μS/cm，二氧化硅≤100 μg/L，硬度≈0 μmol/L，鐵≤30 μg/L，銅≤10 μg/L，pH 值6.5～7.5。

根據(jù)新鄉(xiāng)神馬正華化工有限公司的原水水質(zhì)分析(如表1所示)，通過(guò)對(duì)離子交換樹(shù)脂脫鹽、膜法脫鹽和E-Pack綠色脫鹽技術(shù)的比較分析，我公司最終選擇了E-Pack綠色脫鹽技術(shù)。

表1 原水水質(zhì)分析

1 E－Pack系統(tǒng)工藝

1.1 純水出水水質(zhì)

電導(dǎo)率≤5.0 μS/cm，二氧化硅≤100 μg/L，硬度≈0μmol/L，鐵≤30μg/L，銅≤10μg/L，pH值6.5～7.5。

1.2 工藝流程

工藝流程如下:原水箱→纖維納米過(guò)濾器→E-Pack陽(yáng)床→脫碳器→E-Pack陰床→脫鹽水箱→純水泵→各用戶。工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 工藝流程簡(jiǎn)圖

1.3 工藝說(shuō)明

由原水水質(zhì)分析報(bào)告可知:原水中可溶性固體只有392.0 mg/L，總的陽(yáng)離子含量為132.1 mg/L，總的陰離子含量為443.84 mg/L。其中，HCO-3含量為338.0 mg/L，占總陰離子量的70.0%，可以通過(guò)脫碳器將其吹除掉。

采用1臺(tái)纖維納米過(guò)濾器進(jìn)行原水預(yù)處理，設(shè)備直徑2 200 mm，單臺(tái)出力160 m3/h。當(dāng)過(guò)濾器運(yùn)行壓力差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，即需要對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行反洗，反洗時(shí)間一般在15～30 min。通過(guò)反沖洗，將粘附在濾料表面的雜質(zhì)剝離出去，使過(guò)濾器恢復(fù)原有的過(guò)濾性能。

E-Pack脫鹽水系統(tǒng)設(shè)置E-Pack陽(yáng)床、陰床各1臺(tái)，單臺(tái)出力100 m3/h，制水周期24 h。

E-Pack陽(yáng)床直徑2 000 mm，裝填E-Pack專用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。經(jīng)過(guò)纖維納米過(guò)濾器處理過(guò)的原水進(jìn)入E-Pack陽(yáng)床，水中的鈣、鎂、鉀、鈉等陽(yáng)離子被陽(yáng)離子交換樹(shù)脂吸附除去。

脫碳器1臺(tái)，直徑2 000 mm，采用鼓風(fēng)脫氣方式脫除水中游離的CO2。E-Pack陽(yáng)床產(chǎn)水進(jìn)入脫碳器，水自脫碳器頂部進(jìn)入，經(jīng)過(guò)噴淋裝置，流過(guò)比表面積較大的填料層，而空氣自脫碳器下部進(jìn)入，逆向穿過(guò)填料層，水中的游離CO2迅速析出，自頂部排出進(jìn)入空氣中，水經(jīng)脫碳器后進(jìn)入中間水箱，殘余CO2小于5 mg/L，經(jīng)中間水泵提升進(jìn)入E-Pack陰床。

E-Pack陰床直徑2 000 mm，裝填E-Pack專用陰離子交換樹(shù)脂。水中的氯離子、硫酸根、硝酸根、硅酸根和殘余的碳酸氫根被陰離子樹(shù)脂吸附除去。

1.4 主要設(shè)備

主要設(shè)備及水泵主要設(shè)備:E-Pack陽(yáng)床，YTSAC/WAC-2 000，100 m3/h，1 臺(tái);脫碳器，YTTGF-2000，160 m3/h，1 臺(tái);中間水箱，25 m3，1 臺(tái);脫碳風(fēng)機(jī)，4-72-11No.4.5A，7 200 m3/h，1 臺(tái);E-Pack 陰床，YT-SBA/WBA-2000，100 m3/h，1臺(tái);樹(shù)脂清洗塔，YT-QXQ-2000，10 m3，1 臺(tái);樹(shù)脂捕捉器，YT-SBQ-250，100 m3/h，4 臺(tái);酸計(jì)量箱，YT-SJX-1500，2.8 m3，1 臺(tái);酸噴射器，YT-SPQ-2000，50 m3/h，1 臺(tái);堿計(jì)量箱，YT-JJX-1500，2.8 m3，1 臺(tái);堿噴射器，YT-JPQ-2000，50 m3/h，1臺(tái)。水泵:原水水泵，100 m3/h，H=35m，2 臺(tái);中間水泵，100 m3/h，H=35m，2 臺(tái);再生泵，50 m3/h，h=32m，2臺(tái);中和水泵，65 m3/h，H=20m，1臺(tái)。

1.5 主要原材料

脫鹽水系統(tǒng)采用的樹(shù)脂是進(jìn)口的E-Pack陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與E-Pack陰離子交換樹(shù)脂，以及國(guó)產(chǎn)的E-Pack惰性樹(shù)脂。

2 成本及使用情況

2.1 成本分析

主要設(shè)備:纖維納米過(guò)濾器 Φ 2 200(1臺(tái))，E-Pack陽(yáng)床 Φ 2 000(1臺(tái))，脫碳器 Φ 2 000(1臺(tái))，E-Pack陰床Φ 2 000(1臺(tái));制水能力:正常制水能力100 m3/h，最大制水能力130 m3/h，每天最大制水量2 400 m3。出水電導(dǎo)率，一級(jí)脫鹽0.2～5.0 S/cm;再生(沖洗)水耗，3%，0.06元/m3;電耗，0.45 kW·h/m3，0.27元/m3;排污費(fèi)，3%，0.024元/m3;酸耗(31%HCl)，1.2 kg/m3，0.54 元/m3;堿耗(32%NaOH)，0.62 kg/m3，0.31 元/m3;廠房設(shè)備折舊，0.235元/m3;樹(shù)脂，0.031元/m3;噸水運(yùn)行成本，1.47元/m3;年運(yùn)行成本，1.47×100×8 000=117.6萬(wàn)元［說(shuō)明:原水水價(jià)1.0元/m3，再生水價(jià)3.0元/m3，排污費(fèi)0.8元/m3;31%鹽酸450元/t、32%離子膜堿500元/t、電價(jià)0.6元/(kW·h);年運(yùn)行時(shí)間以8 000 h計(jì)］。

2.2 使用情況

E-Pack綠色脫鹽純水制備技術(shù)自2011年3月投入運(yùn)行以來(lái)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足了離子膜氫氧化鉀、聚氯乙烯樹(shù)脂以及高純鹽酸等各生產(chǎn)工序的生產(chǎn)需求。

3 結(jié)束語(yǔ)

E-Pack綠色脫鹽技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，易操作，運(yùn)行成本低，出水水質(zhì)高，在環(huán)保方面可實(shí)現(xiàn)等當(dāng)量再生，再生時(shí)酸堿廢液自中和(pH值8左右)，無(wú)需再加酸堿調(diào)節(jié)，節(jié)省酸堿，符合國(guó)家“節(jié)能、減排、環(huán)?！币蟆?/p>