四川美丰化工股份有限公司化肥分公司合成氨装置水处理工程
四川美丰化工股份有限公司化肥分公司于2005年8月新投产了一套采用天然气连续催化转化和15Mpa低压氨合成新工艺的装置#其合成氨产量为600t/D。为了保证该装置的给水水质，公司在系统的补给水制水过程中采用了反渗透水处理技术。
反渗透水处理工艺属于压力驱动型膜分离技术，其与传统的水处理方法相比有以下特点：
(1)反渗透是在室温条件下采用无相变的物理方法使水淡化。
(2)水的处理仅靠压力作为推动力其能耗最低。
(3)不用大量的化学药剂和酸-碱再生处理化学废液及废酸-碱的排放量大大减少，环境效益及社会效益好。
(4)设备紧凑#占地面积少#所占空间也小。
(5)自动化程度高#操作简单#劳动强度低操作人员少。
(6)系统的运行费用低，反渗透膜的性能稳定，出水水质好。
(7)运行维护和设备维修工作极少。
1 水质及反渗透系统
原水为取自距离厂区约3km的石亭江地表水#该水经预处理后作为反渗透水处理系统的进水，进水水质指标见表1。
反渗透出水水质要求：Cl-≤3mg/L，SiO2≤10ug/L，pH：8.5-9.0。
反渗透系统设计参数：产水量为210m3/h，反渗透系统脱盐率大于97%，反渗透系统回收率为75%，系统操作方式为自动24h连续运行。
2 工艺流程
该装置的补给水处理采用离子交换软化+反渗工艺流程，该装置的补给水处理采用离子交换软化反渗透混床工艺，其工艺流程见图1。
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该制水工艺的核心是反渗透设备，其中进水水质和温度直接影响反渗透的出水水质和使用寿命，因此，该工艺中加强了给水预处理。预处理部分分别设置多介质过滤器，大孔弱酸阳浮床，活性炭过滤器，保安过滤器，以确保脱盐水系统长周期稳定运行。
由于原水的碱度较高，所以在多介质过滤器后配置大孔弱酸阳离子交换器进行预脱盐，以消除反渗透膜元件的结垢倾向，并可吸附水中部分有机物，使污染指数SDI<4，确保RO长期正常运行。
在多介质过滤器前投加混凝剂和氧化剂，混凝剂使水中悬浮物凝聚成絮体以使其在多介质过滤器中被滤除，用氧化剂氧化去除水中有机物质，本工艺采用的氧化剂为次氯酸钠，同时在多介质过滤器后投加还原剂，以除去水中余氯，防止其对阳浮床树脂和反渗透膜的损伤，在保安过滤器前增设活性炭过滤器，以进一步降低水中的COD，确保RO的稳定正常运行，反渗透装置设计产水量为210m3/h，回收率为75%，系统中设置RO自动水冲洗装置，每次RO使用8h后自动开启浓水阀，用RO出水冲洗反渗透膜，把膜内浓水排出，减少RO浓水端结垢或污染的机率，从而延长反渗透膜的使用寿命，保证反渗透系统的长期稳定运行，为了减少混床负荷，延长制水周期和防止腐蚀，在RO反渗透装置后设置了除CO2器，反渗透系统的浓水回收到反洗水箱，作为多介质过滤器和活性炭过滤器的反洗水源和循环水系统的补充水，可以节约用水，减少废水的排放，同时将合成氨和尿素系统装置产生的工艺冷凝液和蒸汽冷凝液回收，经过5微米微孔过滤器后送入中间水箱与反渗透出水混合，可以减少新鲜用水，节约水资源，减少废水的排放，有利于环保。
3 主要设备
3.1 反渗透装置
根据美国海德能公司反渗透设计导则的要求，选择了210m3/h的配置，膜元件采用美国海德能公司生产的高脱盐低压CPA3复合膜，单管设计出水量为0.9t/d，每组共78根，压力容器采用英国唯赛博公司的产品，每组13根，按8：5配置两段组合排列。
3.2 弱酸阳离子浮床
浮动床离子交换器运行时，水自下而上将树脂层托起，部分离子交换树脂颗粒处于悬浮密实状态，部分处于流化状态，在交换器出口设有树脂捕捉器，防止树脂随水流出，再生剂自上而下进入树脂床，树脂层在密实状态下再生，浮动床充分利用了交换器容积，运行流速高，单位时间出水量大，出水水质好，再生比耗低，本体设备结构简单，自用水率低，当用D113大孔弱酸阳树脂时，工作交换容量大易再生，再生酸比耗为1.1-1.2，再生剂的利用率为70%-90%，该系统选用3台D2500mm弱酸阳离子浮动床，单台设计流量为150t/h，填装A116LD型弱酸大孔阳离子交换树脂。
3.3 混合离子交换器
由于混床中阴阳树脂紧密接触，构成无数个微型复床，反复多次脱盐，因此其出水水质优良而稳定，间断运行对出水水质的影响较小，交换终点明显，利于监督和实现自动控制，设备比复床少，布置集中，占地面积小，该系统配置2台D2800mm混床，每台混床制水能力150-170t/h。
4 结论
用反渗透制备除盐水装置投入运行以来，运行正常，出水水质良好，保障了600t/d合成氨装置自开车以来长周期，稳定，安全运行。但也存在RO系统膜元件需要定期用RO出水低压冲洗，导致水的浪费的问题。此外该装置一次性投资过高，总投资达400多万元，总之，将反渗透除盐水技术应用于大型合成氨生产装置，可以获得良好的经济效益和环境效益，具有良好的推广前景。
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