1　概述
     由于高温、高压锅炉的迅速增加,特别是超高压、亚临界锅炉的出现和直流锅炉的采用,对锅炉补给水的要求更加严格,需要将其中几乎所有的盐类除尽。蒸馏和阴、阳离子交换除盐是两种常用的方法,其中由于离子交换除盐技术的迅速发展和日益完善,使得离子交换除盐得到越来越广泛的使用。
     离子交换除盐运行中费用{zd0}的是再生剂酸和碱的消耗,原水中含盐量越大,这种费用也就越大。为此,如何降低再生时所使用再生剂的比耗,是提高离子交换除盐经济性的主要措施。采用碱液加热、增设弱酸、弱碱性离子交换和双层床交换器、采用对流式和设置前置式交换器是提高离子交换除盐经济性的主要措施。
     本文根据阴离子交换树脂再生时的特点,设计了碱加热器,以提高电厂锅炉补给水离子交换除盐效率。

2　碱加热提高除盐效率的原理
     阴树脂再生时,所用再生液的温度和再生时间,对再生程度的影响要比阳树脂大。由图1可以看出,在动态阴离子交换过程中,硅酸氢根HSiO-3在树脂层中的分布情况与其它阴离子有些不同。也就是说硅酸氢根虽然主要是被下层的阴树脂吸附着,但就是在最上层的树脂中也吸有少量硅酸氢根,即硅酸氢根在树脂层中的分布区域很广。同理,再生时,树脂层中硅酸氢根被置换出来的速度也就比较缓慢。从图2的再生时间和洗脱率(洗脱率是指再生和正洗后交换剂上被除去的离子量中交换剂上吸着此离子量的百分率)的关系可以看出,SO2-4和HCO-3(即图上的CO2-3)能很快地从强碱性阴树脂中置换出来,而Cl-要慢一些;至于HSiO-3(即图上的SIO2)则反应迟缓,需要较长的时间才能被置换出来。
     由图3可以看出,提高再生液的温度可以改善对硅酸的再生效果和缩短再生时间。但温度太高易使树脂的交换基团分解、影响其交换容量的使用寿命。
     实践证明,再生和清洗的{zj0}温度对于 型强碱性阴树脂为35～50℃, 型为35±3℃。

图1　动态交换后各种离子在(强碱 型)树脂层中的分布　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
图2　在16℃时再生强碱性阴树脂的情况

图3　在35℃时再生强碱性阴树脂的情况

3　碱液加热系统
     图4、图5分别为电厂常用碱加热系统。图4为蒸汽加热碱液系统,浓碱通过碱计量箱进入碱喷射器,通过除盐水稀释后进入蒸汽加热喷射器。这种系统结构比较简单,成本低,但存在振动大、温度控制不便的缺点。
     图5为表面加热器碱加热系统。除盐水通过表面式加热器,使温度上升到设定的温度,浓碱液经计量箱通过喷射器被热除盐水稀释成热碱液后进入除盐系统。由于表面式加热器具有控制温度简单,使用方便等优点,所以在我院设计的50MW宜兴热电厂三期扩建工程和扬州12MW热电厂化学水处理系统中均采用了此种系统。

图4　蒸汽加热碱液系统
1-浓碱储罐　2-浓碱计量箱3-碱喷射器　4-蒸汽加热喷射器

图5　表面加热器式碱加热系统
1-浓碱计量箱　2-热水加热器　3-碱喷射器

4　结论
     碱加热系统经过几年运行证明,具有运行和操作简便,再生剂比耗下降,维护工作量小,造价低等优点,具有广泛的社会效益和经济效益。