專(zhuān)利名稱：一種離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子交換凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)胺煙氣脫硫工藝中的離子交換樹(shù)脂脫鹽系統(tǒng)中的樹(shù)脂在線復(fù)蘇方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵工業(yè)中的燒結(jié)工序會(huì)造成比較嚴(yán)重的大氣污染，因此，需要安裝煙氣脫硫系統(tǒng)以減少SO2的排放，目前，采用較多的為濕法有機(jī)胺脫硫工藝，但是，該吸收SO2的同時(shí)，也吸收了大量的SO3及HCl等酸性氣體，該酸性氣體在脫硫溶液中形成SO42-及Cl—等陰離子，形成的陰離子一方面會(huì)對(duì)脫硫溶液的吸收解析性能產(chǎn)生影響，影響脫硫系統(tǒng)的脫硫的效率；另一方面大量的陰離子存在，特別是Cl—會(huì)加劇脫硫系統(tǒng)的設(shè)備腐蝕，從而加大了脫硫的運(yùn)行成本。因此在有機(jī)胺脫硫工藝中需要安裝脫除熱穩(wěn)定性鹽的設(shè)備，目前，離子交換樹(shù)脂脫鹽系統(tǒng)以其較好的脫出效率及良好的穩(wěn)定性被廣泛應(yīng)用。離子交換樹(shù)脂是一類(lèi)帶有功能基的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，具有可以反復(fù)再生循環(huán)使用的實(shí)用性，但在離子交換過(guò)程中，交換勢(shì)能較高、附著力強(qiáng)的離子或大分子之類(lèi)的物質(zhì)，容易被交換或吸附到樹(shù)脂上，而在再生時(shí)卻難以洗脫下來(lái)，從而阻礙了離子交換反應(yīng)的進(jìn)行或在離子交換反應(yīng)過(guò)程中生成難溶的沉積物，并沉積在樹(shù)脂內(nèi)部阻礙了離子交換的通道，造成離子交換樹(shù)脂的失效。在傳統(tǒng)的水處理工藝過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)待處理水中鐵、鈣、鋁等金屬離子以及懸浮物、硅、油、有機(jī)物污染樹(shù)脂造成樹(shù)脂失效的問(wèn)題。目前，通常是采用離線復(fù)蘇的辦法將污染消除，使樹(shù)脂功能大致恢復(fù)后重新投入使用。但由于有機(jī)胺脫硫溶液中的鐵、鈣、鋁等金屬離子以及懸浮物、硅、油、有機(jī)物含量比傳統(tǒng)意義水處理工藝過(guò)程中的待處理水的同類(lèi)物質(zhì)含量要高很多，容易很快造成樹(shù)脂的污染失效，因此需要頻繁進(jìn)行復(fù)蘇處理。而離線復(fù)蘇的辦法由于其可操作性差，耗時(shí)長(zhǎng)已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的離子交換樹(shù)脂復(fù)蘇在離子交換器外進(jìn)行，在移動(dòng)樹(shù)脂的過(guò)程中容易造成樹(shù)脂的磨損粉化，并且所采用的復(fù)蘇液多為強(qiáng)酸強(qiáng)堿，復(fù)蘇成本較高。因此，解決離子交換樹(shù)脂被污染后的在線復(fù)蘇的問(wèn)題，有著較大的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法。本發(fā)明提供了一種離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，所述離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法在離子交換器內(nèi)進(jìn)行，包括如下步驟用脫鹽水對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，以除去其中的粉塵和懸浮物；對(duì)沖洗后的樹(shù)脂用酸進(jìn)行反洗，以去除被離子交換樹(shù)脂吸附的金屬離子；用質(zhì)量濃度為5 7%的Na2SO4和8 10%的NaOH的混合溶液對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行浸泡，以除去離子交換樹(shù)脂中的有機(jī)物；用NaOH溶液對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生。根據(jù)本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的一個(gè)實(shí)施例，在用脫鹽水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行沖洗的步驟中可包括正洗和反洗，所述正洗和反洗的時(shí)間均為2 4h，脫鹽水經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速均為25 30m/h。根據(jù)本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的一個(gè)實(shí)施例，所述脫鹽水的溫度為40 50°C。根據(jù)本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述用酸進(jìn)行反洗的步驟中，所采用的酸可為脫硫解析塔的酸氣冷凝液，所述酸氣冷凝液的PH值為I 2，反洗時(shí)間為24 36h，所述酸氣冷凝液經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速為2 3m/h。根據(jù)本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的一個(gè)實(shí)施例，所述酸氣冷凝液的溫度為40 50°C。根據(jù)本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的一個(gè)實(shí)施例，所述在線復(fù)蘇方法還可以包括在所述用酸氣冷凝水進(jìn)行反洗步驟之后和/或在所述浸泡步驟之后，用溫度為40 50°C的脫鹽水對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行正洗，正洗時(shí)間為0. 5 lh，所述脫鹽水經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速為30 35m/h。根據(jù)本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述浸泡步驟中，浸泡時(shí)間為24 36h，所述混合液的體積為待復(fù)蘇離子交換樹(shù)脂體積的2 3倍。根據(jù)本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的一個(gè)實(shí)施例，所述Na2SO4溶液由脫硫系統(tǒng)冷凍結(jié)晶排出的固體Na2SO4配制而成。根據(jù)本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述再生步驟中，所述NaOH溶液的質(zhì)量濃度3 5%，通過(guò)所述離子交換樹(shù)脂時(shí)的流速為10 12m/h，其體積為待復(fù)蘇離子交換樹(shù)脂體積的3 4倍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用在線復(fù)蘇的方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇，有效地去除被樹(shù)脂吸附的鐵、鈣、鋁等金屬離子以及懸浮物、有機(jī)物等，復(fù)蘇效果較好、降低了復(fù)蘇液成本并且延長(zhǎng)了離子交換樹(shù)脂的使用周期。


圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的有機(jī)胺煙氣脫硫工藝中的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的所采用的裝置示意圖。1-脫鹽水進(jìn)口、2-換熱器、3-脫鹽水出口、4-脫硫溶液進(jìn)口、5-脫硫溶液出口、6-離子交換器、7-離子交換器上部液體出口、8_離子交換器下部液體出口、9_酸氣冷凝液進(jìn)口、10-冷卻器、11-酸氣冷凝液出口、12-冷卻水進(jìn)口、13-冷卻水出口、14-混液槽、15-堿液槽。
具體實(shí)施例方式下面參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例的描述。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，所述在線復(fù)蘇方法在離子交換器內(nèi)進(jìn)行，包括如下步驟(I)用脫鹽水對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，以除去其中的粉塵和懸浮物。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述脫鹽水的溫度40 50°C，沖洗時(shí)包括正洗和反洗，沖洗時(shí)間均為2 4h，脫鹽水經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速均為25 30m/h。需要說(shuō)明的是，正洗(正向沖洗)是指由上至下對(duì)離子交換器內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，反洗(反向沖洗)是指由下至上對(duì)離子交換器內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行沖洗。脫鹽水是指將所含易于除去的強(qiáng)電解質(zhì)除去或減少到一定程度的水，脫鹽水中的剩余含鹽量應(yīng)在不大于5mg/L，例如脫鹽水中K+、Na+、Ca+、Cl—含量都應(yīng)控制為< lmg/L。(2)對(duì)沖洗后的樹(shù)脂用酸進(jìn)行反洗，以去除被離子交換樹(shù)脂吸附的金屬離子。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所采用的酸為脫硫解析塔的酸氣冷凝液，由于酸氣冷凝液是在一定的溫度及壓力條件下SO2氣體溶解在水中形成的，其主要成分為亞硫酸，現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)其PH值為I 2，此酸度可將吸附在樹(shù)脂上的金屬離子去除，解析塔酸氣冷凝液出口溫度在100°C左右，此溫度直接作用于樹(shù)脂會(huì)使樹(shù)脂失效，因此在作用于樹(shù)脂前應(yīng)將其降溫到40 50°C，由于酸氣冷凝液的酸度較低，反洗的時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)，一般可以為24 36h，酸氣冷凝液經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速為2 3m/h。進(jìn)一步地，在反洗后，用溫度為40 50°C的所述脫鹽水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行正洗，其目的是洗凈離子交換器中含有的酸氣冷凝液，沖洗的時(shí)間為0. 5 lh，脫鹽水經(jīng)過(guò)樹(shù)脂的流速為 30 35m/h。(3)用質(zhì)量濃度為5 7 %的Na2SO4和8 10 %的NaOH的混合溶液對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行浸泡，在此質(zhì)量濃度范圍內(nèi)可更有效地除去離子交換樹(shù)脂中的有機(jī)物。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述批504溶液由脫硫系統(tǒng)冷凍結(jié)晶排出的固體Na2SO4稀釋配制而成，浸泡時(shí)間為24 36h，以使反應(yīng)更徹底，所述浸泡用的混合液的體積為待復(fù)蘇離子交換樹(shù)脂體積的2 3倍。進(jìn)一步地，在浸泡處理后，用溫度為40 50°C的脫鹽水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行正洗，其目的是除去離子交換器內(nèi)存留的Na2SO4和NaOH的混合溶液，沖洗的時(shí)間為0. 5 lh，脫鹽水經(jīng)過(guò)樹(shù)脂的流速為30 35m/h。(4)用NaOH溶液對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，該NaOH溶液的質(zhì)量濃度3 5%，控制在此濃度范圍一方面是為了保證了再生的效果，另一方面可以節(jié)約堿液的用量，通過(guò)所述離子交換樹(shù)脂時(shí)的流速為10 12m/h，其體積為待復(fù)蘇離子交換樹(shù)脂體積的3 4倍。以下，參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的有機(jī)胺煙氣脫硫工藝中的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法的所采用的裝置示意圖。在有機(jī)胺煙氣脫硫工藝中，如圖1所示，首先，脫鹽水從脫鹽水進(jìn)口 I進(jìn)入換熱器2，從脫鹽水出口 3流出，脫硫溶液從脫硫溶液進(jìn)口 4進(jìn)入，從脫硫溶液出口 5流出，在換熱器2中脫鹽水與脫硫溶液進(jìn)行換熱后升溫至40 50°C，然后利用升溫后的脫鹽水對(duì)離子交換器6內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行正洗和反洗，沖洗時(shí)間均為2 4h，脫鹽水經(jīng)過(guò)樹(shù)脂的流速均為25 30m/h，沖洗后的水分別經(jīng)離子交換器上部液體出口 7、離子交換器下部液體出口 8排到脫硫系統(tǒng)洗滌塔。與脫鹽水進(jìn)行換熱處理的是來(lái)自脫硫系統(tǒng)的貧液，脫硫溶液進(jìn)行換熱處理前的溫度一般為60 70°C，經(jīng)過(guò)換熱處理后溫度達(dá)到45 50°C，可直接返回脫硫系統(tǒng)的吸收塔進(jìn)行脫硫。然后，對(duì)沖洗后的樹(shù)脂用酸進(jìn)行反洗，其主要目的是以去除被離子交換樹(shù)脂吸附的鐵、鈣、鋁等金屬離子。沖洗所用的酸來(lái)自脫硫解析塔的酸氣冷凝液，其PH值在I 2之間，溫度為100 110°C，主要成分為亞硫酸。來(lái)自解析塔的酸氣冷凝液從酸氣冷凝液進(jìn)口9進(jìn)入冷卻器10，從酸氣冷凝液出口 11流出，冷卻水從冷卻水進(jìn)口 12進(jìn)入，從冷卻水出口13流出，在冷卻器10中酸氣冷凝液被冷卻降溫至40 50°C，然后用降溫后的酸氣冷凝水對(duì)離子交換器內(nèi)的樹(shù)脂進(jìn)行反洗，反洗的時(shí)間為24 36h，酸氣冷凝水經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速為2 3m/h，酸氣冷凝液沖洗的液體經(jīng)離子交換器上部液體出口 7排到廢水處理系統(tǒng)。在酸氣冷凝液處理后用溫度為40 50°C的脫鹽水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行正洗，沖洗的時(shí)間為0. 5 lh，脫鹽水經(jīng)過(guò)樹(shù)脂的流速為30 35m/h，沖洗后的水經(jīng)離子交換器下部液體出口 8排到脫硫系統(tǒng)洗滌塔。接著，采用質(zhì)量濃度為5 7 %的Na2SO4和8 10 %的NaOH的混合溶液對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行浸泡處理。Na2SO4溶液由來(lái)自脫硫系統(tǒng)冷凍結(jié)晶處排出的固體Na2SO4稀釋配制而成，其與8 10%的NaOH在混液槽14內(nèi)混合均勻后，由上而下進(jìn)過(guò)離子交換器,浸泡時(shí)間為24 36h，該混合液的體積為待復(fù)蘇樹(shù)脂體積的2 3倍。浸泡處理后用溫度為40 50°C的脫鹽水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行正洗，沖洗的時(shí)間為0. 5 Ih,脫鹽水經(jīng)過(guò)樹(shù)脂的流速為30 35m/h，沖洗后的水由離子交換器下部液體出口 8排到洗滌塔。最后，用質(zhì)量濃度3 5%的NaOH溶液作為再生液對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行再生，NaOH溶液通過(guò)堿液槽15由上而下經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂，再生液經(jīng)過(guò)樹(shù)脂的流速為10 12m/h，Na0H溶液的用量為待復(fù)蘇樹(shù)脂體積的3 4倍?？梢钥闯?，本發(fā)明采用在線復(fù)蘇的方法有效地去除被樹(shù)脂吸附的鐵、鈣、鋁等金屬離子以及懸浮物、有機(jī)物等，并且所采用的復(fù)蘇液為脫硫解析塔的酸氣冷凝液、來(lái)自脫硫系統(tǒng)冷凍結(jié)晶處排出的固體Na2SO4稀釋配制而成的Na2SO4溶液與NaOH的混合溶液，降低了復(fù)蘇液成本。在有機(jī)胺煙氣脫硫工藝中，采用本發(fā)明示例性實(shí)施例的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法后，離子交換樹(shù)脂的使用周期將由2月提高到3月。盡管上面已經(jīng)結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，所述在線復(fù)蘇方法在離子交換器內(nèi)進(jìn)行，并包括如下步驟 用脫鹽水對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，以除去其中的粉塵和懸浮物； 對(duì)沖洗后的樹(shù)脂用酸進(jìn)行反洗，以去除被離子交換樹(shù)脂吸附的金屬離子； 用質(zhì)量濃度為5 7%的Na2SO4和質(zhì)量濃度為8 10%的NaOH組成的混合溶液對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行浸泡，以除去離子交換樹(shù)脂中的有機(jī)物； 用NaOH溶液對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，在用脫鹽水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行沖洗的步驟中包括正洗和反洗，所述正洗和反洗的時(shí)間均為2 4h，脫鹽水經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速均為25 30m/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，所述脫鹽水的溫度為40 50°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，在所述用酸進(jìn)行反洗的步驟中，所采用的酸為脫硫解析塔的酸氣冷凝液，所述酸氣冷凝液的PH值為I 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，所述反洗時(shí)間為24 36h，所述酸氣冷凝液經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速為2 3m/h。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，所述酸氣冷凝液的溫度為40 50°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，所述在線復(fù)蘇方法還包括在所述用酸氣冷凝水進(jìn)行反洗步驟之后和/或在所述浸泡步驟之后，用溫度為40 50°C的脫鹽水對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行正洗，正洗時(shí)間為0. 5 lh，所述脫鹽水經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂的流速為30 35m/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，在所述浸泡步驟中，浸泡時(shí)間為24 36h，所述混合液的體積為待復(fù)蘇離子交換樹(shù)脂體積的2 3倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，所述Na2SO4溶液由脫硫系統(tǒng)冷凍結(jié)晶排出的固體Na2SO4配制而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，其特征在于，在所述再生步驟中，所述NaOH溶液的質(zhì)量濃度3 5%，通過(guò)所述離子交換樹(shù)脂時(shí)的流速為10 12m/h，其體積為待復(fù)蘇離子交換樹(shù)脂體積的3 4倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法，所述離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法在離子交換器內(nèi)進(jìn)行，并包括如下步驟用脫鹽水對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，以除去其中的粉塵和懸浮物；對(duì)沖洗后的樹(shù)脂用酸進(jìn)行反洗，以去除被離子交換樹(shù)脂吸附的金屬離子；用質(zhì)量濃度為5～7％的Na2SO4和8～10％的NaOH的混合溶液對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行浸泡，以除去離子交換樹(shù)脂中的有機(jī)物；用NaOH溶液對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生。本發(fā)明的離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)離子交換樹(shù)脂的在線復(fù)蘇，并且復(fù)蘇效果較好、降低了復(fù)蘇液成本、延長(zhǎng)了離子交換樹(shù)脂的使用周期。
文檔編號(hào)B01J49/00GK102989529SQ201210493240
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者王建山, 黎建明, 張初永, 邱正秋, 朱玉萍, 王剛, 張小龍, 葉運(yùn)高, 張亦凡 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司