三种废弃离子交换树脂气力输送特性实验研究

马贵林

（江苏省环境工程技术有限公司，江苏南京 210019）

1 概述

现代火力发电厂一般均采用离子交换树脂（IER）去除水中的可溶解性阴阳离子。IER是一种在交联聚合物结构中含有离子交换基团的功能高分子材料。一般在IER反复使用若干次后，其有效活性极大降低，此时，该树脂需被置换下来，成为废弃离子交换树脂（WIER）。废弃离子树脂的热值通常在10～25MJ/kg，如将废弃树脂送入锅炉炉膛与煤掺烧，不但可以减少固废处理费用、减少污染，还可以创造一定的经济效益。本实验利用球磨机对废弃离子交换树脂的研磨特性进行了研究，为废气离子交换树脂锅炉掺烧制粉系统设计提供参考。

2 实验方法

对电厂水处理车间产生的三种废弃离子交换树脂进行研磨特性的研究，考察废弃离子交换树脂含水率、磨煤机时间及三种树脂与煤配比等因素对其粒径分布的影响规律。本研究中树脂颗粒的粒度分布采用美国BECKMAN COULTER公司生产的LS200激光粒度分析仪 检测。

3 结果分析

3.1 不同配比树脂的粒径分布

考察阴阳离子树脂在不同质量配比下的粒径分布特性。实验过程中球磨机磨制时间为10min，所用的阴阳离子树脂均为干燥的树脂。由图1可以看出，磨制后的阴阳树脂，其单独的粒径分布和不同混合比例的粒径分布均呈现出单峰分布。不同配比的单峰峰值对应的粒径在300～400μm，粒径主要分布在100～600μm。阴离子树脂的峰值较阳离子树脂的峰值要高，且在阴阳离子树脂质量配比为2∶1时，单峰峰值最高。从图1可以看出，随着阴离子树脂混合比例的增加，单峰峰值增大。

图1 阴阳离子树脂不同配比粒径分布

3.2 含水率对树脂粒径分布的影响

考球磨机磨制时间为20min，考察单独阳离子树脂、阴离子树脂、阴阳离子树脂1∶1三种工况下的粒径分布特性。从图2-图4可以看出，阴阳离子树脂的粒径分布均表现出单峰分布，且树脂含水后，其峰值的位置没有发生左右的移动，峰值对应的粒径大小没有发生变化。从图3可以看出，阳离子树脂含水后，其单峰峰值减小，峰值对应的粒径约为700μm，粒径主要分布在500～1 000μm。从图4可以看出，阴离子树脂含水后，其单峰峰值增大，峰值对应的粒径约为300μm，粒径主要分布在100～600μm。从图5可以看出，阴阳离子树脂1∶1混合含水后，其单峰峰值增大，峰值对应的粒径约为275μm，粒径主要分布在150～600μm。

图2 水分对阳离子树脂粒径分布影响

图3 水分对阴离子树脂粒径分布影响

图4 含水对阴阳离子树脂混合的粒径分布影响

3.3 球磨时间对树脂粒径分布的影响

通过调节球磨机磨制时间，研究磨制时间对阴阳树脂粒径分布的影响。从图5和图6可以看出，随着球磨机磨制时间越来越小，阴阳离子树脂的单峰往小粒径方向移动。在研磨时间小的工况下，树脂被磨制成极细的粉末，考虑到实际与煤粉混合燃烧以及磨煤机的能耗，可选用在10min磨制时间的工况下，对树脂进行磨制。

图5 不同磨制时间下阳树脂粒径分布规律

图6 不同磨制时间下阴树脂粒径分布规律

4 结束语

1）单独阴、阳树脂的粒径分布和不同混合比例的粒径分布均呈现出单峰分布。不同配比的单峰峰值对应的粒径在300～400μm，粒径主要分布在100～600μm。阴离子树脂的峰值较阳离子树脂的峰值要高，且在阴阳离子树脂质量配比为2∶1时，单峰峰值最高。

2）随着含水率的增加，树脂峰值的位置没有发生左右移动，其峰值对应的粒径大小没有发生变化。随着球磨机磨制时间越来越小，阴阳离子树脂的单峰往小粒径方向移动。在研磨时间小的工况下，树脂被磨制成极细的粉末，考虑到实际与煤粉混合燃烧以及磨煤机的能耗，可选用在10min磨制时间下，对树脂进行磨制。