兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂

摘要

本发明涉及一种兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂，由H型率必须≥99.9%的阳离子交换树脂和OH型率必须≥95.0%的阴离子交换树脂组成的混床离子交换树脂与进口凝结水专用树脂R&H252H、900Cl，或DOWEX650C、550A，或LEWATITS100、M800混合运行，其混合运行中超临界机组凝结水精处理混床运行在120m/h以上高流速交换，运行温度可以达到70℃左右。优点：一是通过性能测试和现场应用试验，其结果表明已达到和超过了进口凝结水精处理树脂性能，并能满足现场运行要求；二是不仅可以代替进口产品，而且与国外产品具有良好的兼容性；三是实现了600MW以上超临界发电机组上的凝结水精处理混床树脂的使用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种不但在混床中能独立使用，同时能与国外进口同类产品混用，具有很好的混合兼容性，具有均匀粒径的兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂，主要用于凝结水精处理混床对凝结水中少量腐蚀产物的处理，属凝结水精处理用混床树脂制造领域。

背景技术

进口凝结水专用树脂罗门哈斯R&H 252H、900Cl，或陶氏DOWEX650C、550A，或朗盛LEWATIT S100、M800，罗门哈斯R&H 252H、900Cl是大孔型的树脂，陶氏DOWEX650C、550A及朗盛LEWATIT S100、M800都是凝胶型的树脂，主要用于湿冷机组的高塔分离与再生后高速精处理混床中，树脂在正常操作温度40℃左右运行，有较好的离子交换能力；空冷机组凝结水精处理上使用的是进口粉末离子交换树脂，加拿大佩比索PS2阳离子交换粉末树脂，是一类优级阳离子交换粉末树脂，它由强酸阳离子交换树脂，（8% DVB）树脂制成，该树脂经再生为铵型。粉末树脂颗粒很小（仅约35微米），所以粉末树脂预涂层会具有更大比表面，可增强树脂在使用当中进行离子交换的动力学和过滤能力。树脂在正常操作温度49~78℃下运行，有较好的离子交换能力。如果运行温度高达138℃（280℉）时，粉末树脂也可耐受，但预涂层在失效后将废弃不用。其不足之处：不具有兼容性，无法与其它树脂混合运行，来达到凝结水精处理混床使用要求。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既能在混床中能独立使用，又能与国外进口同类产品混用，并且具有很好的混合兼容性，且具有均匀粒径的兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、采用粒径范围为900μm±100m的ZGC900阳树脂与粒径范围为600μm±100μmZGA600阴树脂组成的在600MW以上超临界发电机组上使用的凝结水精处理混床用离子交换树脂，并与国外产品具有兼容性，具体来说是再生反洗分层时良好的分离特性和再生好后良好的混合特性。2、本申请兼容性超临界机组凝结水精处理用混床专用树脂和国内常用的进口凝结水专用树脂（R&H 252H、900Cl；DOWEX650C、550A；LEWATIT S100、M800）进行了理化性能的对比检测，同时进行了模拟运行、反洗分离小型试验及再生系统中的反洗、混合兼容试验，试验结果表明本申请研发树脂与进口树脂的理化性能非常接近，两者的出水水质和周期制水量无明显差异，同时具有良好的混合兼容性和分离性能，两者能够进行混合运行。特别是在原先使用国外凝结水精处理混床树脂需要添补少部分时更加方便快捷，本申请研发的凝结水精处理用混床树脂既能单独在超临界机组凝结水精处理用混床系统上使用，同时能与国外进口同类产品混用，具有良好的混合兼容性。3、特定的孔径（特定的孔径是25～45 ?）和比表面积（特定的比表面积是5～35 m²/g），以提高交换速度：为了适应超临界机组凝结水精处理混床运行特点：高流速，120m/h以上；高交换速度；高温度，在70℃左右，因为一般的树脂都是在凝结水冷却到40℃左右进行离子交换最佳；超临界机组凝结水精处理混床用离子交换树脂必须具有高交换速度，提高交换速度的途径就是增加特定的孔径和比表面积，防止离子泄漏，达到小于1～10ppb以下。同时再生时，特定的孔径和比表面积有利于提高交换速度，从而提高再生度，防止离子泄漏。4、高强度：超临界机组凝结水精处理混床流速高，压降大，要求树脂的强度要高，同时超临界机组凝结水精处理混床用树脂是体外高塔分离和体外再生，树脂要进行输送出和输回运行塔，机械磨损较大，也要求树脂抗机械磨损，强度要高。目前这一点控制主要通过特定的致孔剂和特定的交联剂（特定致孔剂是混合致孔剂包括正构油与异丁醇；特定交联剂是混合交联剂包括二乙烯苯与辅助交联剂，二乙烯苯含量是80%以上），来达到抗机械磨损和抗酸碱渗透压的物理和化学强度。5、耐高温：一般凝结水的温度都较高，通过离子交换前需要进行热交换器，以降低到可交换的合理温度40℃左右。本产品通过特定的致孔剂和特定的交联剂以及特定的含有卤素（苯环上带有卤素如Br等可以提高树脂的耐温性）的功能基团，来提高耐高温性能，耐受温度可以达到70℃，这样可以节省大量能源。6、树脂具有极高的稳定性：能承受包括机械、渗透、热力、化学、抗氧化以及放射性等因素的影响，保证树脂在凝结水处理使用过程中，树脂骨架不发生断裂，交换容量不发生较大降解，树脂溶出物控制在极低水平。这一点控制主要体现在原材料的净化工艺：防止苯乙烯和二乙烯原材料自聚及微聚现象，采用可控低温专用储存装置，如有原材料自聚及微聚现象，将会影响聚合骨架的稳定性；将生产厂家为便于储存和运输在苯乙烯和二乙烯原材料中添加的阻聚剂进行特殊工艺净化，将阻聚剂去除为零，如有微量阻聚剂存在将会影响苯乙烯和二乙烯的线性聚合度，从而影响骨架的稳定性和后续加工溶出物的产生。7、树脂具有极高的纯度，达到非常高的再生水平：树脂通过纯化处理，只含有极少量的杂质，甚至是痕量的杂质，其中阳离子交换树脂的H型率必须≥ 99.9%，阴离子交换树脂的OH型率必须≥ 95.0%。争光已经掌握和具有该方面的技术，阳阴离子交换树脂在后续的再生转型过程中必须采用含杂质低的分析纯级别的盐酸和氢氧化钠以及特殊的纯化工艺，如阳离子交换树脂必须在反复酸碱预处理后再高温蒸汽中将其渗出物洗出，防止后续使用过程中释放，阴离子交换树脂必须在反复酸碱预处理后再经过中间药剂的处理，将树脂上结合牢固的氯离子再生下来，然后用含杂质低的分析纯级别的氢氧化钠将阴离子交换树脂的OH型率转到 95.0%以上。8、量身定做特性本申请研发的凝结水精处理用混床树脂既能单独在超临界机组凝结水精处理用混床系统上使用，同时能与国外进口同类产品混用，具有良好的混合兼容性，可以根据客户本身设备规格要求进行量身定做，改变阳阴树脂粒度范围，具有粒度可调特性。

9、主要技术参数：

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技术方案：一种兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂，其特征是：由H型率必须≥ 99.9%的阳离子交换树脂和OH型率必须≥ 95.0%的阴离子交换树脂组成的混床离子交换树脂与进口凝结水专用树脂R&H 252H、900Cl，或DOWEX650C、550A，或LEWATIT S100、M800混合运行，其混合运行中超临界机组凝结水精处理混床运行在120m/h以上高流速交换，运行温度可以达到70℃左右。

本发明与背景技术相比，一是通过性能测试和现场应用试验，其结果表明已达到和超过了进口凝结水精处理树脂性能，并能满足现场运行要求；二是不仅可以代替进口产品，而且与国外产品具有良好的兼容性；三是实现了600MW以上超临界发电机组上的凝结水精处理混床树脂的使用，仅此一项，其在年需求量在1000吨以上的凝结水精处理混床树脂，不仅每年可新增销售收入5000万元，而且使水的回收和利用实现了良性循环，同时将会产生深远的社会意义。

附图说明

图1是白球聚合工艺的流程示意图。

图2是阳树脂磺化工艺流程示意图。

图3是阴树脂氯甲基化和胺化工艺流程示意图。

图4是阳树脂纯化精处理示意图。

图5是阴树脂纯化精处理示意图。

具体实施方式

实施例1：一种兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂，其特征是：由H型率必须≥ 99.9%的阳离子交换树脂和OH型率必须≥ 95.0%的阴离子交换树脂合成的粉末离子交换树脂与进口凝结水专用树脂R&H 252H、900Cl，或DOWEX650C、550A，或LEWATIT S100、M800混合运行，其混合运行中超临界机组凝结水精处理混床运行在120m/h以上高流速交换，运行温度可以达到70℃左右。所述兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂以苯乙烯、二乙烯苯为加工原料，其中将兼容性混床离子交换树脂粒度加工成具有特定比重，特定的较窄范围粒度，使粒度均匀、功能基团基本不易降解、高再生度阴离子交换树脂不被空气中的杂质如CO₂污染、不带进新的机械杂质和金属离子。既能单独在超临界机组凝结水精处理用混床系统上使用，同时能与国外进口同类产品混用，具有良好的混合兼容性。所述兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂中粒径范围为900μm±100m的ZGC900阳树脂与粒径范围为600μm±100μmZGA600阴树脂用在600MW以上超临界发电机组上，其离子泄漏，达到小于1～10ppb以下。所述ZGC900是指大孔强酸性阳离子交换树脂，ZGA600是指大孔强碱性阴离子交换树脂。所述兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂与进口凝结水专用树脂混合比可以达到任意比例。所述ZGC900阳树脂和ZGA600阴树脂的主要技术参数如下：

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实施例2：参照附图1-5。一种兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂以苯乙烯、二乙烯苯为加工原料，其中将兼容性混床离子交换树脂粒度加工成具有特定比重，特定的较窄范围粒度，使粒度均匀、功能基团基本不易降解、高再生度阴离子交换树脂不被空气中的杂质如CO₂污染、不带进新的机械杂质和金属离子。既能单独在超临界机组凝结水精处理用混床系统上使用，同时能与国外进口同类产品混用，具有良好的混合兼容性。

所述的兼容性超临界机组凝结水精处理用混床树脂合成工艺，

⑴白球聚合工艺：

阳树脂白球聚合工艺：

说明：白球聚合工艺是油相：水相=1：1.62

油相中：

苯乙烯：二乙烯苯=88%：12%

引发剂BPO：是总的单体重量（St+DVB）0.92%

水相中：

说明：明胶、无机分散剂的添加量以高纯水的百分数来计算；

高纯水：明胶：无机分散剂=100%： 0.31%：5%

将精制的苯乙烯、二乙烯苯液状单体混合均匀后，加入引发剂BPO搅拌并混合均匀；加到已溶解好明胶和无机分散剂的高纯水的水相中升温悬浮聚合成为球状颗粒，固化后经95℃±2℃热水清洗至中性、烘干、筛分后得白球备用；

阴树脂白球聚合工艺：

说明：白球聚合工艺是油相：水相=1：1.5

油相中：

苯乙烯：二乙烯苯=93.1%：6.9%

引发剂BPO：是总的单体重量（St+DVB）0.92%

水相中：

说明：明胶、无机分散剂的添加量以高纯水的百分数来计算；

高纯水：明胶：无机分散剂=100%： 0.31%：4.6%

将精制的苯乙烯、二乙烯苯液状单体混合均匀后，加入引发剂BPO搅拌并混合均匀；加到已溶解好明胶和无机分散剂的高纯水的水相中升温悬浮聚合成为球状颗粒，固化后经95℃±2℃热水清洗至中性、烘干、筛分后得白球备用；

⑵阳树脂磺化工艺流程：

说明：阳树脂磺化工艺是以白球为基准

白球：硫酸（92.5%）=1：5

阳树脂白球为16.67%与经精制纯化后的硫酸为83.33%进行混合溶胀，然后升温反应，并在骨架上导入磺酸基团，再经不同比重的硫酸梯度稀释、水洗、转型得合成阳树脂；

⑶阴树脂氯甲基化和胺化工艺流程：

氯甲基化工艺：

白球：氯甲醚：催化剂=1：3：0.6

阴树脂白球为21.74%、氯甲醚为65.22%、付式催化剂为13.04%经氯甲基化得到氯球；

胺化工艺：

氯球：纯水溶胀剂：有机季胺类=1：1.5：1.6

氯球为24.39%加入纯水溶胀剂为36.59%进行溶胀，再加入有机季胺类为39.02%，进行胺化功能基反应，导入功能基团，水洗、转型成为强碱阴离子交换树脂；

⑷阳树脂纯化精处理：阳树脂经特殊纯化（先用有机溶剂去除残留的单体，再用精制的盐酸和离子膜碱进行预处理，去除溶于酸碱的杂质）和高温处理（用高温高压蒸汽在95℃～98℃的热水环境中进行蒸煮3次，每次2小时，以去除树脂内溶出物），经特殊再处理（用8～10%精制盐酸并加温到60℃±2℃，再生剂用量为8倍树脂体积）后，采用超纯水清洗后即得精制阳树脂；

⑸阴树脂纯化精处理：阴树经特殊纯化（先用有机溶剂去除残留的单体，再用精制的盐酸和离子膜碱进行预处理，去除溶于酸碱的杂质，最后用60℃～70℃的热水进行清洗3次，每次2小时）和经特殊再处理（先转为OH型，再转为碳酸根型，最后转为OH型）后，采用超纯水清洗后即得精制阴树脂。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路 的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。