專利名稱：雙塔式二級除鹽裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水的除鹽處理設備，具體地說是一種雙塔式二級除鹽裝置。
背景技術：
水的除鹽處理方法有多種，離子交換除鹽法是我國常用的一種方法。但由于處理過程中，要消耗大量的酸和堿進行離子交換樹脂的再生，并且再生后產生的再生廢液為高含鹽量的廢水，處理很困難，最終造成對自然水系的污染。
近幾年來，隨著水處理技術的發(fā)展和環(huán)保要求的提高，利用反滲透(RO)法除鹽已開始普遍應用。但是反滲透法的脫鹽率一般為96％～99％，不能滿足一些工業(yè)部門的需要，特別是火力發(fā)電廠鍋爐補充水的需要，因而需后置離子交換除鹽裝置進一步再除鹽。目前后置的離子交換除鹽裝置多為二級混合離子交換器。如圖1所示的二級混合離子交換器系統(tǒng)(以下混合離子交換器簡稱混床)，反滲透除鹽裝置出水由來水進口10進入一級混床1，再經二級混床2，由成品純凈水出水口11引出成品純凈水?；齑?和2運行失效后再生時，由底部反洗水進口18引入反洗水，利用陽、陰離子交換樹脂(以下簡稱樹脂)的比重不同，將其分層，陽樹脂13在下，陰樹脂12在上。由鹽酸貯存及計量系統(tǒng)4引入的酸液，由混床的底部進入，從中排機構14排出，對陽樹脂13進行再生；由燒堿貯存及計量系統(tǒng)3引入的堿液，由混床的上部進入，從中排機構14排出，對陰樹脂12進行再生。當酸、堿液的進量達到設定量后，再由原管路引進純水，將設備內的酸、堿液置換出來，當置換完成后，進行適當排水，由壓縮空氣罐5引入壓縮空氣，從混床底部進入，將陰、陽兩種樹脂攪拌，混合均勻；再從來水進口10進水，正洗排水口19打開，進行正洗，當出水合格后，兩臺混床1和2可串連投入運行?；齑?和2再生后排出的酸、堿廢液進入中和池7，利用加酸機構6和在線PH表9，自動調節(jié)酸的加入量，使PH值合格后，通過廢水攪拌及外輸泵8將廢水排出。
混合離子交換器再生時，陰、陽離子交換樹脂在同一設備內，再生時需要進行分層和混合操作，因此操作復雜，容易造成交叉污染。如操作不慎容易造成再生失敗。同時再生酸和再生堿消耗很高，正常情況下，鹽酸的耗量是理論值的4.4倍，氫氧化鈉的耗量是理論值的12.5倍。這些過剩的酸、堿將隨再生廢液排出，為了使排水保持中性，需要設PH值調整機構，仍需向廢水中投加大量酸液，這樣不僅造成酸、堿耗量大，運行費用提高，更嚴重的是廢水中這些高溶解性的鹽類最終將排入自然界，造成自然水系的污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有除鹽處理設備操作復雜、所需的藥劑耗量高的缺陷，提出一種雙塔式二級除鹽裝置，其操作簡單，安全可靠，藥劑耗量少且建設費低。
本發(fā)明是采用以下的技術方案實現(xiàn)的一種雙塔式二級除鹽裝置，包括兩個離子交換器，其中，分別將兩個離子交換器一分為二，上部設置為裝有陽離子交換樹脂的罐體，即陽離子交換單元，下部設置為裝有陰離子交換樹脂的罐體，即陰離子交換單元，陽離子交換單元和陰離子交換單元分別疊加構成兩個離子交換塔。
在本發(fā)明中，一級陽離子交換單元和二級陰離子交換單元構成一個離子交換塔，二級陽離子交換單元和一級陰離子交換單元構成第二個離子交換塔。
在除鹽過程中，來水進口與一級陽離子交換單元連接，一級陽離子交換單元通過其出水機構和一級陰離子交換單元上部的進水布水機構，與一級陰離子交換單元連接，一級陰離子交換單元通過其下部的出水機構與二級陽離子交換單元連接，二級陽離子交換單元通過其出水機構和二級陰離子交換單元上部的進水布水機構，與二級陰離子交換單元連接，二級陰離子交換單元通過其下部的出水機構與成品純凈水出水口連接。
在陽離子交換樹脂再生過程中，再生酸液貯存及計量系統(tǒng)與二級陽離子交換單元連接，二級陽離子交換單元通過其下部的出水機構與一級陽離子交換單元的下部連接，一級陽離子交換單元通過中排機構與設置在其中部的排液口連接。其中，在二級陽離子交換單元中實施正流再生，在一級陽離子交換單元中實施逆流餓再生。
在陰離子交換樹脂再生過程中，再生堿液貯存及計量系統(tǒng)與二級陰離子交換單元連接，二級陰離子交換單元通過其下部的出水機構與一級陰離子交換單元的下部連接，一級陰離子交換單元通過中排機構與設置在其中部的排液口連接。其中，在二級陰離子交換單元中實施正流再生，在一級陰離子交換單元中實施逆流餓再生。
所述的陽離子交換單元出水機構采用多孔板和水帽及支管式，陰離子交換單元出水機構采用石英砂墊層。其中，陽離子交換單元中裝填的離子交換樹脂為強酸陽型樹脂或者弱酸陽型樹脂或者兩者的兼有。陰離子交換單元中裝填的離子交換樹脂為強堿陰型樹脂或者弱堿陰型樹脂或者兩者的兼有。
所述的離子交換塔也可以單臺構成一級除鹽系統(tǒng)。
本發(fā)明的有益效果是(1)通過該裝置實現(xiàn)的離子交換樹脂的再生，再生后排出的廢液為中性，不需設置廢水調PH值機構；(2)再生過程中所需的再生藥劑量基本為理論值，比混合離子交換器大大降低與現(xiàn)有技術的混合離子交換器相比，其耗酸量僅為混合離子交換器的23％，堿耗僅為混合離子交換器的8％；(3)再生廢液少，外排鹽量少，大大減輕了環(huán)境污染；(4)再生時陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂分別在不同的設備內進行再生，沒有交叉污染，再生效果好，工作交換容量大，操作簡單且安全可靠；(5)建設費用低，與二級混合離子交換器相比，處理同樣水量的裝置，建設費約降低20％左右。
下面是某裝機容量為4×300MW凝汽式機組的中型火力發(fā)電廠，鍋爐補充水的原水含鹽量1000毫克/升，需要將其制備成純凈水，作為鍋爐補充水，補充水量為120t/h，在按照脫鹽率為96％進行反滲透除鹽后，分別后置二級混合離子交換器和雙塔式二級除鹽裝置進行比較。兩種除鹽裝置的產水量均為150t/h，運行周期為30小時，且均要求出水水質為導電率＜0.2ms/cm，二氧化硅＜0.02mg/l。通過實例證明利用二級混合離子交換器所達到的離子交換樹脂的再生比耗為陽離子交換樹脂理論值的4.4倍陰離子交換樹脂理論值的12.5倍利用雙塔式二級除鹽裝置所達到的離子交換樹脂的再生比耗為陽離子交換樹脂1.0即理論值陰離子交換樹脂1.0即理論值此外，上述兩個實例的酸堿耗及再生廢水排放量的對照如下



圖1為目前常用的二級混合離子交換系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式
實施例1如圖2所示，本發(fā)明是由兩個離子交換塔組成一個二級除鹽系統(tǒng)，其中，一級陽離子交換單元1和二級陰離子交換單元2構成第一個離子交換塔；二級陽離子交換單元3與一級陰離子交換單元4構成第二個離子交換塔。陽離子交換單元1和3分別位于離子交換塔的上部，陰離子交換單元2和4分別位于離子交換塔的下部。陽離子交換單元1和3的出水機構12采用陽離子交換單元多孔板18和水帽及支管式，陰離子交換單元2和4的出水機構采用陰離子交換單元底部墊層14，該墊層為石英砂墊層。其中，陽離子交換單元中裝填的離子交換樹脂為強酸陽型樹脂或者弱酸陽型樹脂或者兩者的兼有。陰離子交換單元中裝填的離子交換樹脂為強堿陰型樹脂或者弱堿陰型樹脂或者兩者的兼有。
通過該裝置進行除鹽工作時，整個裝置是這樣工作的反滲透除鹽裝置出水通過來水進口7進入一級陽離子交換單元1，經陽離子交換單元1的出水機構12中的多孔板18、水帽和母支管及一級陰離子交換單元上部的進水布水機構15進入一級陰離子交換單元4，接著由一級陰離子交換單元4底部的陰離子交換單元底部墊層14引出，進入二級陽離子交換單元3，然后經二級陽離子交換單元3的出水機構12中的多孔板18、水帽和母支管及二級陰離子交換單元2上部的進水布水機構15，進入二級陰離子交換單元2，最后由成品純凈水出水口8引出成品純凈水。通過以上步驟完成了除鹽過程。
裝置中的陽離子交換樹脂(以下簡稱陽樹脂)和陰離子交換樹脂(以下簡稱陰樹脂)運行失效后，需要對陽樹脂和陰樹脂進行再生。其中陽樹脂的再生過程為將再生酸液，例如鹽酸溶液，由鹽酸貯存及計量系統(tǒng)5引出，進入二級陽離子交換單元3，由其上部流入，從其下部流出，即正流再生過程，通過二級陽離子交換單元3下部的出水機構12進入一級陽離子交換單元1的下部，經一級陽離子交換單元中的中排機構11，由設置在其中部的排液口16排出廢液，其中在一級陽離子交換單元1中實施逆流餓再生，即當排出的廢液即將出現(xiàn)酸性之前，中止進酸操作，保持排出廢液成中性。再生酸液的進入完成后，再由原管路引進純水，將設備內的酸液置換出來，實現(xiàn)了陽樹脂的再生。
陰樹脂的再生過程為將再生堿液，例如燒堿溶液，由燒堿貯存及計量系統(tǒng)6引出，進入二級陰離子交換單元2，由其上部進入，從其下部流出，即正流再生過程，通過二級陰離子交換單元2下部的底部墊層14進入一級陰離子交換單元4的下部，經一級陰離子交換單元4的中排機構13，由設置在其中部的排液口17排出廢液，其中在一級陰離子交換單元4中實施逆流餓再生，即當排出的廢液即將出現(xiàn)堿性之前，中止進堿操作，保持排出廢液成中性。再生堿液的進入完成后，再由原管路引進純水，將設備內的堿液置換出來。當陽樹脂和陰樹脂完成置換過程后，由來水進口7進水，對裝置進行串連正洗，正洗水由正洗排水口19排出，正洗合格后即可投入正常運行。
本發(fā)明操作簡單，安全可靠，藥劑耗量低，大大減少了建設費，且再生廢液少，外排鹽量少，大大減輕了環(huán)境污染，可作反滲透除鹽裝置的后置進一步再除鹽設備，取代二級混合離子交換器。
實施例2在本發(fā)明中，單臺的離子交換塔可構成一級除鹽系統(tǒng)，其工作原理與實施例1相同。
權利要求
1.一種雙塔式二級除鹽裝置，包括兩個離子交換器，其特征在于分別將兩離子交換器一分為二，上部設置為裝有陽離子交換樹脂的罐體，即陽離子交換單元，下部設置為裝有陰離子交換樹脂的罐體，即陰離子交換單元，陽離子交換單元和陰離子交換單元分別疊加構成兩個離子交換塔。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙塔式二級除鹽裝置，其特征在于所述的離子交換塔可單臺構成一級除鹽系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求1所述的雙塔式二級除鹽裝置，其特征在于一級陽離子交換單元和二級陰離子交換單元構成一個離子交換塔，二級陽離子交換單元和一級陰離子交換單元構成第二個離子交換塔，雙塔構成二級除鹽系統(tǒng)。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙塔式二級除鹽裝置，其特征在于在除鹽過程中，來水進口與一級陽離子交換單元連接，一級陽離子交換單元通過其出水機構和一級陰離子交換單元上部的進水布水機構，與一級陰離子交換單元連接，一級陰離子交換單元通過其下部的出水機構與二級陽離子交換單元連接，二級陽離子交換單元通過其出水機構和二級陰離子交換單元上部的進水布水機構，與二級陰離子交換單元連接，二級陰離子交換單元通過其下部的出水機構與成品純凈水出水口連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的雙塔式二級除鹽裝置，其特征在于在陽離子交換樹脂再生過程中，再生酸液貯存及計量系統(tǒng)與二級陽離子交換單元連接，二級陽離子交換單元通過其下部的出水機構與一級陽離子交換單元的下部連接，一級陽離子交換單元通過中排機構與設置在其中部的排液口連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的雙塔式二級除鹽裝置，其特征在于在陽離子交換樹脂再生過程中，在二級陽離子交換單元中實施正流再生，在一級陽離子交換單元中實施逆流餓再生。
7.根據(jù)權利要求1所述的雙塔式二級除鹽裝置，其特征在于在陰離子交換樹脂再生過程中，再生堿液貯存及計量系統(tǒng)與二級陰離子交換單元連接，二級陰離子交換單元通過其下部的出水機構與一級陰離子交換單元的下部連接，一級陰離子交換單元通過中排機構與設置在其中部的排液口連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的雙塔式二級除鹽裝置，其特征在于在陰離子交換樹脂再生過程中，在二級陰離子交換單元中實施正流再生，在一級陰離子交換單元中實施逆流餓再生。
9.根據(jù)權利要求4、5或6所述的雙塔式二級除鹽裝置，其特征在于所述的陽離子交換單元出水機構采用多孔板和水帽及支管式，陰離子交換單元出水機構采用石英砂墊層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水的除鹽處理設備，具體地說是一種雙塔式二級除鹽裝置。其克服了現(xiàn)有除鹽處理設備操作復雜、所需的藥劑耗量高的缺陷。本發(fā)明包括兩個離子交換器，其中，分別將兩離子交換器一分為二，上部設置為裝有陽離子交換樹脂的罐體，即陽離子交換單元，下部設置為裝有陰離子交換樹脂的罐體，即陰離子交換單元，陽離子交換單元和陰離子交換單元分別疊加構成兩個離子交換塔，一級陽離子交換單元和二級陰離子交換單元構成一個離子交換塔，二級陽離子交換單元和一級陰離子交換單元構成第二個離子交換塔。其操作簡單，安全可靠，藥劑耗量少且建設費用低，且再生效果好，產生的再生廢液少，外排鹽量少，大大減輕了對環(huán)境的污染。
文檔編號C02F1/42GK1962468SQ20061010219
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權日2006年11月24日
發(fā)明者楊金旺, 胡廷謙 申請人:青島國電藍德環(huán)境工程有限公司