梅武丰
（海洋石油富岛有限公司，海南 东方572600）
［摘 要］海洋石油富岛有限公司二期化肥厂脱盐水装置混床承担着对一级除盐水、蒸汽冷凝液和透平冷凝液进行精制处理的任务，2019年6月，混床D0506C制水时进、出口压差偏高，检查发现混床布水绕丝管筛孔被红褐色絮状物、细碎树脂堵塞，同时4套混床制水时均出现进、出口压差偏高的问题，反洗时甚至出现流量提升不上去及床体憋压的情况。通过对混床堵塞问题产生的原因进行分析，采取了应对措施和加强了日常操作维护管理后，混床进、出口压差控制在了指标范围内。同时指出，要想从根本上解决混床布水绕丝管筛孔堵塞问题，需择机更换混床树脂并进行相应的除铁技改。
［关键词］除盐水系统；混床；阴、阳树脂；布水绕丝管筛孔堵塞；原因分析；应对措施；操作维护；除铁技改
［中图分类号］TQ085+.412 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2021）01-0066-03
0 引 言
混床，全称混合离子交换器，就是将阴、阳树脂按一定的比例均匀混合装在同一个交换器中，水通过树脂层时同时完成阴、阳离子交换过程的除盐水设备。混床的本体是个圆柱形承压容器，有内部部件和外部管路系统。混床内部部件有上部进水部件、下部集水部件、碱液分配部件、进酸部件及压缩空气进口部件，在阴、阳树脂分界处设有中间排液部件。混床制水的操作非常简单，只需打开上部的进水阀和下部的出水阀，即可完成除盐处理。由于混床阴、阳树脂在同一个交换器内工作，再生前需将2种树脂分离，制水前需将2种树脂重新均匀混合，因此混床一个运行周期包括反洗分层→再生→树脂混合→正洗→制水5个步骤。
1 混床布水绕丝管筛孔堵塞问题
海洋石油富岛有限公司（简称富岛公司）二期化肥厂脱盐水装置混床阴、阳树脂按照1∶1（体积比，下同）的比例进行装填，阳树脂为D003NJ型，阴树脂为D203NJ型。混床运行方式为三开一备，单套设计流量为180 m3/h，主要是对一级除盐水、蒸汽冷凝液和透平冷凝液进行精制处理，所得精制水作为富岛公司二期化肥厂、甲醇厂的锅炉补水，精制水水质指标为电导率≤0.2 μS/cm、SiO2≤20 μg/L、制水批量为50 000 m3。2019年6月，混床D0506C制水时进、出口压差偏高，检查发现混床布水绕丝管筛孔被红褐色絮状物、细碎树脂堵塞，树脂卸出至体外树脂槽后，树脂槽水面漂浮着一层粘有细碎树脂的红褐色絮状物；与此同时，4套混床制水时均出现进、出口压差偏高的问题，反洗时甚至出现流量提升不上去及床体憋压的情况。
2 原因分析
从4套混床的检查情况来看，混床进水布水绕丝管筛孔堵塞是由于红褐色絮状物和细碎树脂共同作用的结果，要想解决绕丝管筛孔堵塞的问题，先得了解红褐色絮状物和细碎树脂究竟是怎么产生的？
2.1 红褐色絮状物的产生
冷凝液中的含铁化合物组成比较复杂，常常是各种含水氧化铁的混合物，受污染的冷凝液的颜色是红褐色，且设备腐蚀越严重，冷凝液的颜色越深。分析认为，进入混床的铁主要来自于富岛公司二期化肥厂合成氨装置和尿素装置的蒸汽冷凝液、透平冷凝液，虽然含铁冷凝液进入混床前经过腈纶棉除铁过滤器处理，但这种除铁过滤器只能除去冷凝液中的悬浮铁，不能去除冷凝液中的Fe2+，而Fe2+进入混床后会氧化成Fe3+继而形成Fe(OH)3絮状沉淀沉积在树脂表面，同时还会吸附水中的其他悬浮杂质；混床制水时这些含铁絮状物会增大水流阻力，造成混床进、出口压差偏高，混床反洗时这些絮状物会从树脂颗粒上洗脱下来，由于水力作用聚集在进水布水部件上，甚至进入绕丝管筛孔内引起堵塞。
2.2 细碎树脂的产生
离子交换树脂在使用过程中，老化、摩擦、挤压、周期性转型使其体积胀缩以及高温、氧化等原因，都有可能造成树脂颗粒破裂。
（1）树脂老化。富岛公司二期化肥厂脱盐水装置混床树脂自2009年4月大修更换至今已有11 a，树脂使用时间长，已步入加速老化期，部分树脂老化后颜色变深、强度下降，无法抵抗频繁膨胀收缩带来的交变应力而破碎。
（2）高温。离子交换树脂热稳定性差，使用时若水温过高，会降低树脂的强度，引起树脂碎裂。例如，富岛公司二期化肥厂脱盐水装置回收的蒸汽冷凝液和透平冷凝液，温度较高，影响混床树脂，特别是耐热性能差的强碱性阴离子交换树脂的使用寿命受到影响。
（3）摩擦、挤压等。生产过程中，离子交换树脂会因反复的机械摩擦（如经常反冲洗、快速水力输送、交换流速过大、空气擦洗等）而破碎。例如：混床树脂再生后需通入压缩空气进行搅拌混合，若操作压力过大，会使树脂受到摩擦、挤压；此外，离子交换树脂有时在高压力、高流速状态下运行，进、出口压差太大，也会使树脂受到挤压而碎裂。
（4）树脂周期性转型。在离子交换器制水和再生的过程中，树脂离子型反复变化会引起树脂颗粒的不断膨胀和收缩，由此导致树脂颗粒机械强度降低，甚至产生裂纹、破裂，这是树脂使用过程中无法避免的问题。
3 混床堵塞问题的应对
3.1 堵塞时的应对措施
目前针对混床进水绕丝管筛孔堵塞问题制定了以下两方面的应对措施：① 反洗分层时，一旦出现反洗流量提不上去和床体憋压的情况，用10～15 m/h的流速正冲15～20 min，然后开启充水阀、排气阀，控制30～40 m3/h的充水量使悬浮在树脂层上部水垫层的细碎树脂、悬浮物通过排气管逐步排出；② 混床进水绕丝管堵塞情况严重时，拆掉进水布水绕丝管，进行小反洗操作（小反洗操作时冲洗水流量视情况而定，流量过小清洗效果差，流量过大会导致树脂被大量带出），直至排放水中不含细碎树脂、悬浮物为止，拆卸下的绕丝管使用压缩空气进行吹扫，以清除筛孔内的细碎树脂、絮状物。
3.2 日常操作维护
更多内容详见《中氮肥》2021年第1期