宋家才
身份证号：5105221991****7297 四川合江 646200
摘要：本文针对某核电厂凝结水精处理系统内混床树脂树脂再生方式进行探讨。重点对混床树脂再生中难点工作树脂分离的各个步序、高塔分离的优点及再生过程中关键点等进行了分析，为提高混床树脂再生度提供可参考方法。
关键词：混床；分离；再生；树脂
引言
核电厂凝结水精处理系统用以出去凝结水中的离子态及悬浮状杂质，确保达到蒸汽发生器规定的给水水质。二回路来的凝结水通过一次通过阳床、混床处理后由凝结水升压泵返回至二回路中。阳床床体内装有强酸性阳离子交换树脂，主要去除凝结水中的氧化铁、铜等管道系统中的腐蚀产物以及凝结水中的阳离子；混床床体内装有凝胶型强酸型阳离子交换树脂和凝胶型强碱性阴离子交换树脂，主要是进一步去除凝结水中的微量盐份以及前置阳床漏过的离子状杂质，以满足蒸汽发生器对水质的要求。混床再生工艺的难点是混床树脂的再生工艺，本文主要对混床树脂的再生方式进行探讨，以深入了解再生方式设置的优点同时对再生过程中的关键点有一个更好的掌握，在再生过程中及时应对出现的问题，快速进行解决。
1混床树脂再生基本流程
1.1混床树脂再生布置形式
由于核电厂中二回路水质要求很高，所以凝结水精处理系统混床再生方式为体外再生，即将混床内失效树脂导运至再生塔部分，经再生后将备用树脂返回至混床中。体外再生可提高树脂的再生效率，再生液不会漏入出水中污染水质；同时体外再生设备相对体内再生设备简单，可提高运行流速，缩短设备的停车时间，提高混床的处理效率。再生部分由分离塔、阴再生塔、阳再生塔以及树脂混合贮存塔。分离塔是将混床过来的失效树脂与留在塔中的混脂一起进行空气擦洗，清除树脂表面吸附的杂质和破碎树脂，再对树脂进行反洗分层，将树脂分为阳、阴两部分树脂层；阴再生塔是将塔内树脂先进行擦洗，随后进碱进行置换再生，将失效阴树脂转型成OH-型，最后进行正洗达标；阳再生塔是将塔内树脂先进行擦洗，随后进酸进行置换再生，将失效阳树脂转型成H+型，最后进行正洗达标；混合贮存塔是将再生好的阴、阳树脂充分混合、正洗，直至出水达标合格，树脂贮存在塔内留做备用。
1.2 高塔分离的技术特点及优点
1、分离塔分离采用高塔分离法来进行的，高塔分离主要利用水利分层原理和阴阳树脂的比重不同以及树脂粒径差异从而使阴树脂和阳树脂达到分层的效果。其主要的分离过程为：
a、空气擦洗：将混床来的失效树脂连同混脂层一起空气擦洗清除树脂表面吸附的杂质和破碎树脂（此步骤视擦洗效果可重复多次以提升后续分离的效果）；
b、一次分离：从底部进水将流量调大至使树脂达到100%膨胀率时稳定一段时间然后逐步按梯度较小反洗进水流量，是树脂开始慢慢沉降，直至降到阴阳树脂静止的分层状态；
c、输出阴树脂：通过小流量反洗进水托住树脂，由重力作用将阴树脂通过中部输出口输送至阴再生塔中。阴树脂输出口底部位置在设计时已固定，从而保证剩余混脂层及阳树脂的量一定；
d、二次分离：阴树脂输出后阴阳树脂界面会由于水力波动出现一定的扰动，通过二次分离进一步减少阳树脂中阴树脂的含量，提高阳树脂的纯度。
e、输出阳树脂：从上部进水将阳树脂从底部树脂输出口输送至阳再生塔中，将树脂与水的界面降到光电开关位置，使光电开关动作时，即关闭输送树脂阀门完成输送，此时分离塔剩余的树脂即为混脂层树脂。
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2、高塔分离法在实际现场调试过程中有如下几个优点：
1）为了保证分离塔内树脂通过空气擦洗及水利作用后使阴树脂和阳树脂完全分层（控制标准：分离后阴树脂和阳树脂的纯度>99.9%）结合树脂本身的特性将树脂膨胀特性将树脂分离塔设置为底部截面积尽量小上部有足够的膨胀空间的一个高塔型储罐。保证阴阳树脂利用反洗流量充分膨胀，使阴、阳树脂完全分层，尽可能的提高阴阳树脂的纯度，为后续树脂再生做好充分准备。
2）通过混脂层使输送至阴、阳再生塔中的阴、阳树脂不相互夹杂树脂。为达到该目的，在树脂分离塔中预先添加1：1的同类型阴、阳树脂组成的混脂层，总高度约为80cm。从而避免在阴阳树脂输出过程中由于水力扰动造成树脂交界面处少量树脂相互交杂而使得输出树脂有夹杂其他树脂的情况发生，使得阴阳树脂再生过程中出现交叉污染的情况。
3）分离过程通过调试得到一个满足树脂100%膨胀时的流量和阀门开度，即在保持调节阀45%开度维持69m3/h流量时能使树脂完全膨胀，稳定后逐步降低调节阀开度使流速降至阳树脂的终端流速，然后再缓慢降低反洗流量至15m3/h，开度24%时阳树脂慢慢沉降，继续缓慢降低反洗流量，直至降至阴、阳树脂完全达到分层的状态。
4）分离过程采用反洗进水顶部排水方式，可将树脂中混杂的小颗粒破碎树脂及擦洗过程中产生的杂质进一步反洗出分离塔，提升树脂分离的效果，从而尽可能的提高树脂的再生度，增加混床树脂的运行周期。
2阴、阳再生塔
阴、阳再生塔再生方式均为顺流再生，即酸碱液均是从树脂塔中上部的进再生液口进入，通过布液装置将再生液均匀分布，使再生液与树脂充分接触进行离子交换后将置换出的阴阳离子从底部水帽处排出至废水池中，该过程中再生液的H+/OH-与树脂颗粒上吸附的阳离子/阴离子进行离子交换，使得吸附有杂质阴阳离子的失效树脂进行离子交换再生后转化为H+/OH-型树脂。
在再生过程中需要保证如下几点以提高树脂的再生度：1）进酸碱再生液液前将树脂表面吸附的杂质清洗干净；2）进入再生塔内的酸碱再生液浓度需控制在4%左右，不能偏离太多；3）阴树脂再生时再生液的温度需维持在40℃左右，保证阴树脂离子交换的活性；4）为了使树脂与再生液有足够的离子交换时间，进再生液的时间需至少维持1h；5）再生过程离子交换结束后还需要进行足够时间的置换以及清洗，将再生液中夹带的Na+和SO42-清洗出去。只有将上述几条注意事项要求的内容做好才能保证树脂再生效果，从而提高混床的运行周期。
3树脂混合贮存塔
混床阴、阳树脂分别在阴、阳再生塔中再生完毕并冲洗合格后转移至树脂混合贮存塔中，树脂在混合贮存塔中利用压缩空气进行擦洗混合，将1：2的阳、阴树脂均匀混合，对混合贮存塔树脂进行冲洗，监测电导直至降为0.2µs/cm以下时树脂再生即为合格，停止冲洗将树脂留在混合贮存塔内以做备用，待需要时将树脂转移至空置的混床内以便于切换失效混床后能马上将备用混床投运，保证二回路水质。
结束语：
凝结水精处理系统设置的目的即是为了除去凝结水中的离子态及悬浮状杂质，保证达到蒸汽发生器规定的给水水质，包括机组启动阶段、正常运行阶段以及凝汽器发生微量泄漏时对凝结水进行水质净化。本文主要对混床树脂再生方式进行了探讨，介绍了混床树脂再生的各个工艺设备及其在再生过程的中作用。详细的说明了混床树脂再生中难点工作树脂分离的各个步序、高塔分离的优点及再生过程中关键点。为更好的提升二回路的水质，必须在再生过程中将每一步的指标都控制在合格线内，只有再生过程控制好，提高树脂的再生度，才能使得混床出水水质优异，提高二回路水质同时增加单床运行周期节约人力、设备成本。
参考文献：
[1] 中国电力工程顾问集团华东电力设计院．凝结水精处理系统设计手册（30-H500201S-A11-02-C版CFC）第11页；
[2] 阎志国，于尊君.高塔分离技术用于凝结水精处理中的流量控制.电力建设 2005（6）：21；
论文作者:宋家才
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第24期
论文发表时间:2018/4/8
标签：树脂论文; 凝结水论文; 水质论文; 杂质论文; 阴阳论文; 过程中论文; 离子交换论文; 《建筑科技》2017年第24期论文;