DL T 673 1999 火力发电厂水处理用001×7强酸性阳离子 交换树脂报废标准

 

中华人民共和国电力行业标准

火力发电厂水处理用001×7强酸性阳离子

    交换树脂报废标准

Standard of scrapping 001× 7 strong cation ion exchang

    resins for water treatment in thermal power plant

DL/T673--1999

1999-08-02批准    1999-10-01实施

    前    言

    本标准是根据中华人民共和国原电力工业部1996年电力行业标准制定、修订计划项日

（技综[1996]40号文）的安排制订的。

    离子交换树脂在电厂水处理中已被j广泛使用。由于离子交换树脂在水处理工艺中的投资大，因此判定树脂的报废，己成为广大水处理用户十分关心的一个问题。本标准的制订对

电厂水处理的安全经济运行有着十分重要的意义。

    本标准首次提出了用含水量、体积交换容量、铁含量、圆球率等四项指标．作为判定

001×7强酸性阳离子交换树脂报废的技术指标并提供报废的经济比较方法，规定了报废规

则和样品性能的测定方法。

    本标准的附录A、附录B、附录C都是标准的附录。

    本标准由中华人民共和国电力行业电厂化学标准化技术委员会提出并归口。

    本标准由国家电力公司热工研究院负责起草。

    本标准主要起草人：王广珠、汪德良、崔焕芳、吴文、邵林。

l  范围

    本标准规定了火力发电厂水处理单床用001×7强酸性阳离子交换树脂报废指标。

    本标准适用于火力发电厂水处理单床用001×7强酸性阳离子交换树脂报废的判断，参

考用于其它床型中的001×7强酸性阳离子交换树脂报废的判断。

2引用标准

    下列标准包含的条文，通过在本标准中的引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，

所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本

的可能性。

    GB5757--86离子交换树脂含水量测定方法

    GB8331--87  离子交换树脂湿视密度测定方法

    DL519--93火力发电厂水处理用离子交换树脂验收标准

3定义

3.1报废scrapping

    在使用过程中，离子交换树脂的大分子链会逐渐氧化断链。当氧化断链达到某一程度时，

部分结构将解体，进入水中，这对电厂的安全生产危害极大。因此必须在临近这一状态时将

这种离子交换树脂报废，或者当继续使用的经济性已经不合理时，也应报废。

3.2  回收年限cost recovery years

    更换新的离子交换树脂的费用与更换后一年内减少的运行费用的比值称为回收年限。

4报废指标

当001×7强酸性阳离子交换树脂的技术指标达到表l、表2的值时应予报废。

表1  水处理单床用001x7强酸性阳离子交换树脂报废技术指标

项    日	报腹技术指标	说    明
含水量    %	≥60	钠型
体积交换容量下降分率	≥0.25	与新树脂相比
g/g（湿树脂）	≥9500	见7.5.2
圆球率    %	≤80	见7.5.3

表2  水处理单床用001x7强酸性阳离子交换树脂报废经济指标

l    项    目	报废经济指标	说    明    l
I    回收年限	≤3	回收年限为3～4时，酌情处理，见7.6.4  l

 

5试验方法

5.1含水量的测定

5.1.1  采样 按附录A（标准的附录）规定的方法进行。

5.1.2样品的制备按附录B（标准的附录）规定的方法进行。

5.1.3  测定  按GB5757--86中3.3～4规定的方法进行。

5.2体积交换容量的测定

5.2.1  采样  按附录A（标准的附录）规定的方法进行。

5.2.2样品的制备按附录B（标准的附录）规定的方法进行。

5.2.3湿视密度的测定按GB8331--87中4.3～5规定的方法进行。

5.2.4干基交换容量的测定具体方法如下：

5.2.4.1  将5.2.2样品按GB5757—86中3.3～4规定的方法除去外部水分。

5.2.4.2用分析天平称取1g～1.2g的5.2.4.1样品2份，分别置于小交换柱中，（见GB5757

--86图2），加入5mL纯水；

5.2.4.3  按DL519---93附录C中C5.2～6规定的方法进行测定。

5.2.5体积交换容量的计算  见下式：

    qv=q(1-x)p    (1)

式中：qv——体积交换容量，mol/L;  ’

    q一干基交换容量．mol/kg(干)；

    x——含水量，%：

    p——湿视密度，kg/L。

5.3  含铁量的测定

5.3.1  采样 按附录A（标准的附录）规定的方法进行；

5.3.2测定按附录C（标准的附录）规定的方法进行。

5.4圆球率的测定

5.4.1  采样 按附录A（标准的附录）规定的方法进行；

5.4.2测定按DL519---93附录F中F4.1、F4.4～F4.6、F5规定的方法进行。

6回收年限计算方法

6.1  工作交换容量下降分率的计算

    用内径25mm的有机玻璃交换柱，按实际运行工况测定离子交换器内的001×7强酸性

阳离子交换树脂的工作交换容量，并计算工作交换容量下降分率。若有困难，可以用下述方

法计算。

6.1.1  用含水量计算工作交换容量下降分率：

    △q=-343.437x +745.877x-592.453x+205.732x-26.505    (2)

式中：△q一用含水量计算得到的工作交换容量下降分率；

       x一离子交换器内001×7强酸性阳离子交换树脂含水量，  取值0.48～0.7。

6.1.2用体积交换容量下降分率计算工作交换容量下降分率：

    △qv=-47.31△q+35.70△q-5.22△q -0.69△q   (3)

式中：△qv一用体积交换容量下降分率计算得到的工作交换容量下降分率；

      △q一离子交换器内001×7强酸性阳离子交换树脂体积交换容量下降分率，等于

新、旧树脂体积交换容量之差与新树脂体积交换容量的比值，取值0～0.5。

6.1.3用树脂含铁量计算工作交换容量下降分率：

                  =   (4)

式中：-一用树脂含铁量计算得到的工作交换容量下降分率；

      一离子交换器内001×7强酸性阳离子交换树脂铁含量，g/g(湿树脂)。

6.1.4比较△qx、△qv和，取其中最大值为△q，用于计算回收年限。

6.2  回收年限的计算

6.2.1  增加再生次数的回收年限的计算  当001×7强酸性阳离子交换树脂工作交换容量下降后，为满足供水要求，系统采用了增加再生次数的措施，为此按下式计算回收年限：

式中：y一回收年限；

      v一交换器装载树脂的体积（钠型）,m；

     —树脂的装载密度（钠型），t/ m，一般取值0.78～0.80；

     一待购树脂的价格（钠型），元／t；

     a一年制水最，m/a；

     b一周期制水量，m/周；

     一离子交换树脂工作交换容量下降分率；

      m—再生一次用酸量（以100%含量计），t；

      s—酸的价格（以100%含量计），元／t；

      —碱的价格（以100%含量计），元／t：

      z一再生废水处理系数，即实际处理的再生废水量与全部的再生废水量之比；

      —碱的摩尔质量，g/mo1；

      一酸的摩尔质量，g/mol。

6.2.2增加周期再生用酸量的回收年限的计算  当001×7强酸性阳离子交换树脂工作交换

容量下降后，为满足供水要求，盐酸对流再生采用了增加周期用酸量的措施，为此按下式计

算回收年限：

                 （6）

式巾：n一设定的年再生次数，次/a；

      f—进水硬度分率，等于进水硬度与进水总阳离子的摩尔比值；

    其他符号同式(5)。

7判断单床用001×7强酸性阳离子交换树脂报废规则

7.1  取样前的分析

    当电厂在运行中出现以下两种状态时，应考虑取样分析：

    a)在进水水质没有明显变化和设备中树脂量没有明娃减少的前提下，若设备存与原来相

同的再生用酸量和相同运行条件下运行，连续3～5个周期的制水时间比调试后设定制水时

间减少10%以上，并且在经过除铁处理后其制水时问仍不能恢复到调试后设定的制水量的

90%以上。

    b）在现场条件下，连续3～5个周期设备最大出力达不到必要时应达到的供水量，或设

备阻力持续增加，设备运行流量已达不到调试后没定流量的70%，在通过大反洗操作后，

流量仍不能恢复到调试后设定流量的80%以上。

7.2取样方法

7.2.1  在分析离子交换器内树脂性能是否下降前，应确定离子交换器的运行操作、再生条件都是正常的，否则，应使它们达到正常状态。

7.2.2为了正确了解离子交换器内树脂性能下降的情况，宜取样测定其理化性能。所取样品

应有代表性。

7.2.3  为取得能代表整个床层的树脂样品，在良好的反洗之后，应从上至下地取得树脂样品。

7.2.4为使样品具有代表性，可在一个断面上均匀间隔地（根据设备大小）取3～6个取样点，将所取样品均匀混合后装入样品瓶，按7.7.1的要求贴上标志。

7.3取样单元

    水处理设备的采样按一台设备为一个取样单元进行，采样方法按附录A（标准的附录）规定的方法进行。

7.4检测项目

    本标准表l中的所有项日都为必检项日。

7.5判断树脂技术报废的规则

7.5.1  如果含水量、体积交换容量其中一项达到表l指标值时，即可判断该树脂报废。

7.5.2现场通过除铁处理后，树脂中铁含量仍大于表1指标值时，即可判断该树脂报废。

7.5.3现场通过反洗后，从上至下逐层取样分析圆球率(每层取样高度10cm～20cm)，若该

层树脂的圆球率达到表l指标值即报废该层及该层以上各层的树脂，直到取样层树脂的圆球

率大于表1指标值为止。

7.6判断树脂经济报废的规则

7.6.1  为使经济比较合理，必须具有离子交换器调试后设定的各种参数。若进水水质、运行工艺有较大的变动，应有变动后的调试结果参数。

7.6.2应尽可能实际测定离子交换器内001×7强酸性阳离子交换树脂的工作交换容量，并

根据凋试后设定的工作交换容量计算工作交换容量下降分率。

7.6.3在经济比较中可根据本年度平均的酸、碱、树脂的价格，并考虑到废水处理方式可能

的变动。

7.6.4若回收年限值处于3～4之间，应根据以后可能发生的水处理系统的改造、新型离子

交换树脂的出现、水处理系统的负荷变动等各种因素酌情处理。

7.7采集样品的标志、贮存

7.7.1  标志  采集的样品应包装在密封的塑料袋或广口瓶中，每一采集样品的包装件上应有清晰、牢固的标志。标志的内容有单位名称、样品名称、树脂牌号、生产厂名、使用期限、

设备名称、设备编号、取样日期、取样人签名。

7.7.2贮存  采集的样品在贮存过程中应避免受冻，注意不使树脂失去内部水分，至少保存

至下一次采样后。

附录A（标准的附录）

    火力发电厂离子交换器中离子交换树脂的采样方法

A1  适用范围

    本方法适用于火力发电厂单床离子交换器中球状离子交换树脂的采样。目的是取到有代

表性的待检离子交换树脂试样。

A2取样仪器

A2.1  取样器：塑料管；尺寸为外径29，总长度约为3000mm．下端坡口45。

A2.2搪瓷盘：500mm×300mm或塑料布700mm×700mm。

A2.3  样品瓶：广口瓶，容量1000mL。

A3取样规则

A3.1  水处理设备以每台设备为一个取样单元，每台设备取样点为3～6点。

A3.2  总取样量不少于500mL。

A4操作步骤

A4.1  按大反洗操作，对需取样的设备进行大反洗。

A4.2反洗结束后排水，当水位达到树脂层下10cm～20cm后停止排水。

A4.3打升顶部人孔盖，将截面的半径三等分，画出1～2个圆。在每个圆上均匀间隔定三

个取样点，共3～6个取样点，每个取样点相隔约60。

A4.4在指定的取样点处将取样器向下插入树脂层底部，  排干设备内的水，在不断转动下

慢慢取出取样管。

A4.5试样的混合：倒出树脂样品，均匀混合后装入样品瓶，按7.7.1的要求贴上标志。

附录B（标准的附录），

    测定001×7强酸性阳离了交换树脂含水量、体积交换容量的样品制备

B1仪器

BI.1有机玻璃交换柱：如图B1所示。

B1.2广口瓶：容量500mL。

a．  反洗用有机玻璃交换柱  b.预处理用有机玻璃交换柱

1——分液漏斗；2——橡皮塞；3——交换柱；4——橡皮垫圈

5——虑板，孔径0.1mm～0.2mm；6——旋塞

 图BI  有机玻璃交换柱

B2试剂和溶液

B2.1  lmol/L NaCI溶液：称取58.5g分析纯NaCI(符合GB 1266要求)溶于少量纯水中，溶

解后稀释至1000mL。

B2.2  5%AgN0溶液：将5g分析纯AgN0 (符合GB670要求)溶于少量纯水中，溶解后稀

释至100mL，摇匀，贮存于棕色滴瓶中。

B2.3  纯水：电导率(25℃)小于3S/cm。

B3测定样品的制备

B3.1用量筒量取约30mL的001×7强酸性阳离子交换树脂样品，置于反洗用有机玻璃交

换柱中，除去树脂层中的气泡，排水至液面高出树脂层2cm。

B3.2用自来水反洗，反洗展开率为50%～100%．至出水澄清为止。

B3.3将树脂样品转移至预处理用有机玻璃交换柱中，除去树脂层中的气泡，排水至液面

高出树脂层2cm。

B3.4在预处理用有机玻璃交换柱上装好分液漏斗，加入600mL l mol/L NaCI溶液，流体

自上而下流过树脂层，流量10mL/min，在操作过程中，应保证树脂层中无气泡。

B3.5用纯水洗涤，流量10mL/min．直至在10mL流出液中加入一滴AgNO漶3溶液不出

现混浊为止。将柱中试样全部转入清洁的广口瓶中待用。

附录C（标准的附录）

    离子交换树脂中含铁量的测定方法

C1适用范围

    本方法适应于水处理用离子交换树脂中含铁量的测定。

C2仪器与设备

C2.1温控电热板。

C2.2温控马弗炉（温升大于900℃）。

C2.3  瓷坩埚：30mL。

C2.4称量瓶：40×20。

C2.5分析天平：感量0.1mg。

C2.6  三角瓶：250mL。

C3  试剂及其配制

C3.1  纯水：(25℃)电导率小于3S/cm。

C3.2分析纯浓硫酸（符合GB625要求）。

C3.3 (1+1)盐酸溶液；量取100mL分析纯盐酸（符合GB622要求），加入100mL纯水，摇匀。

C3.4  0.010mol/LEDTA标准物质：见GBW(E)080323。

C3.5  10%磺基水杨酸指示剂。

C3.6  0.1%邻菲罗啉指示剂。

C3.7  2mol/L盐酸溶液：量取168mL分析纯盐酸（符合GB622要求），加水稀释至1000mL。

C3.8 (1+1)氯氧化氨溶液：量取100mL分析纯氨水（符合GB631要求），加入100mL纯水，

摇匀。

C4树脂的灰化和溶解

C4.1  取附录A中采集的树脂样品按GB5758《离子交换树脂含水量测定方法》规定的条件

除去外部水分，置于称量瓶中，盖紧盖子，备用。

C4.2用增量法在30mL坩埚中称取1.0g树脂样品两份（精确至0.2mg，质量记为w），分别加入lmL浓硫酸，盖上盖。

C4.3将载样坩埚不盖严放入冷态马弗炉内，逐步升温至850℃，在此温度下恒温焙烧2h

直至树脂颗粒完全灰化。

C4.4取出坩埚，待坩埚冷却至室温。

C4.5  向坩埚内加入(1+1)盐酸溶液10mL，放在电热板上在微沸下煮10min，小心将坩埚内

液体转入三角烧瓶中。用纯水洗涤坩埚内壁3～4次，将洗涤液收集于同一三角瓶中。

C4.6重复C4.5步骤两次。

C4.7将装有溶解样品的三角瓶放在电热板上在微沸下浓缩至20mL左右。

C4.8在每个三角瓶中加入80mL纯水。

C5树脂中铁含量的测定

    在C4.8的三角瓶中加入10%的磺基水杨酸指示剂lmL，徐徐滴加(1+1)氢氧化氨溶液．

并充分摇动，中和过景的酸至溶液由紫色变为橙色（pH值约为8）。加2mol/L盐酸1mL(pH

值为1.8～2．O)，加0.1%邻菲罗啉5mL，加热至70℃，趁热用EDTA标准溶液滴定至溶液由

紫红色变为浅黄色（铁含量低为无色）即为终点，滴定完毕温度应在60℃左右．记录所耗EDTA标准溶液体积V(mL)。

C6结果计算及允许差

C6.1试样中铁含量(Fe)按式C1计算：

                    （C1）

式中：  一试样中铁含量(Fe)， g/g(湿)；

    c----EDTA标准溶液浓度．mol/L:

    V一滴定耗EDTA标准溶液体积，mL.

    m一树脂样品量，g（湿）：

    56——铁的分子量。

两次测定结果取算术平均值为测定结果，测定结果保留至小数点后一位。

C6.2允许差

    两次测定结果的相对误差不得大于按式(C2)计算的值：

                 (c2)

式中：  —试样中铁含量(Fe)，两次测定结果的算术平均值；

         r一允许差。

 

634