[发明专利]评价阴离子交换树脂性能的方法和设备及冷凝水除盐装置

说明书

发明领域

本发明涉及一种用来评价阴离子交换树脂性能的方法和设备以及冷凝水除盐设备，具体地说，是涉及一种用来评价阴离子交换树脂的方法和设备，所述阴离子交换树脂是用于矿物燃料发电厂或核电厂的冷凝水除盐装置的离子交换树脂容器之中，或者是用于其它工业应用如生产超纯水的离子交换去离子装置的阴离子树脂柱之中，并涉及包括有性能评价装置的冷凝水除盐装置。在本申请中，冷凝水除盐装置是用于在装配于矿物核电厂中的循环冷凝水管道上，作为离子交换去离子装置(除盐装置)的范例，本发明是针对用于冷凝水除盐装置容器中的阴离子交换树脂来进行描述的。

背景技术

在矿物燃料的核电厂的发电系统中，驱动发电机涡轮之后的蒸汽是采用海水等进行冷却以制得冷凝水。经再加热冷凝水得到用于驱动发电机涡轮的蒸汽从而发电，所述循环是重复进行的。在此循环中进行循环的水，被各种不同的杂质离子、氧化铁细颗粒(积垢)等所污染。由于这个原因，冷凝水必须要高度地进行纯化，以防止锅炉、蒸汽发生器或核反应器发生腐蚀或发生水垢沉积。所以，各种冷凝水纯化装置，例如，固定床型冷凝水除盐装置、粉末离子交换树脂过滤器和中空纤维过滤器，都可使用，或者是结合使用于所述循环冷凝水管道之中。而且，如果是采用海水作为所述循环管道的冷却水，一般地，海水渗漏到所述冷凝水的可能性，是不能忽略的，因此，所述冷凝水除盐装置对于不太可能有海水渗漏的情形，起着非常重要的安全装置作用。

一种典型的混合床型冷凝水除盐装置系统，包括一个包含有多个冷凝水除盐装置容器的水供应装置(下文称作“除盐装置容器”)，和一个用来再生用于所述除盐装置容器中的所述离子交换树脂的再生装置。除盐装置容器通常填充有一种H型或NH₄型的强酸阳离子树脂和一种OH型的强碱阴离子交换树脂的混合物。

在这样的一种冷凝水除盐装置系统中，冷凝水的处理是按照下述方法进行的。多个除盐装置容器是并联地放置在所述冷凝水除盐装置系统之中，冷凝水并联地流过除盐装置柱，通过离子交换除去冷凝水中如Na离子和Cl离子之类的杂质离子，并通过过滤作用或物理吸附作用除去如积垢之类的金属氧化物杂质，以获得纯化的处理水。在这类冷凝水除盐装置系统中配置有多个除盐装置容器，这样可允许该系统即使在离子交换树脂的处理能力长时间降低时，也能够连续地操作。换句话说，当冷凝水的处理是连续地在冷凝水除盐装置系统中进行时，任何一个除盐装置容器都可能遭受到由于积垢的聚集而引起的压力损失，或者可能达到生产能力的终点，或者所述的除盐装置容器的离子交换树脂可能被杂质离子所饱和。其结果是，除盐装置容器将最终会达流过水的终点。在此情形下，已经达到终点的除盐装置容器与所述冷凝水除盐系统是分隔开的，但是，因为在所述冷凝水除盐系统中配置有多个除盐装置容器，冷凝水就可采用其它的除盐装置柱连续地得到处理。

接着将所述除盐装置容器中的离子交换树脂引入到再生步骤。在所述再生步骤中，所述除盐装置容器中的离子交换树脂被转移到位于再生装置中的再生容器中，并进行再生处理。在完成再生处理之后，再生后的离子交换树脂返回到除盐装置容器中。所述再生处理包括一个回洗步骤，在此，如积垢之类附着在离子交换树脂表面之上的金属氧化物杂质经水洗涤并通过空气清洗而除去；一个分离步骤，用来分离为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂；和一个脱附步骤，用来从阳离子交换树脂和阴离子交换树脂中释放出杂质离子，所述脱附步骤是通过使酸再生剂如盐酸或硫酸流过阳离子交换树脂和使碱再生剂如氢氧化钠流过阴离子交换树脂来进行的。至于再生方法，可采用单一容器再生方法和不同容器再生方法，在单一容器再生方法中，根据相对密度不同，所述阴离子交换树脂是分离到上层，而阳离子交换树脂是分离到下层；在不同容器再生方法中，两种离子交换树脂根据相对密度不同而得到分离，每种树脂是在不同的再生柱中进行再生的。在完成再生之后，所述离子交换树脂通常是转移到到一个罐中，并允许等待直到在另一个除盐装置容器中的离子交换树脂达到终点。除去所述已经达到终点的除盐装置容器中的离子交换树脂，以阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的混合床形式，将等待的离子交换树脂转移到所述除盐装置容器中。在此，阳离子和阴离子交换树脂的混合以得到一种混合床，一般是在所述除盐装置容器中采用预备的前混合和后混合进行的。采用一种没有配置备用罐的方法也是可行的，所述来自除盐装置容器的离子交换树脂得到再生并正好返回到最初的除盐装置柱中。