降低弱酸阳离子交换水酸耗

降低弱酸阳离子交换水酸耗 前 言 莱芜钢铁股份有限公司热电厂化水车间，负责8台中温中压锅炉、高炉炉体冷却系统、烧结机余热锅炉所需除盐水和汽轮机循环冷却水系统弱酸阳离子交换水的生产供应。除盐水生产工艺采用 “一级复床除盐”，即弱酸阳离子交换—强酸阳离子交换—除CO—弱碱2阴离子交换—强碱阴离子交换，产生的废水经中和达标后排放。生产过程中，耗用大量盐酸和氢氧化钠，既增加了成本，排放的大量盐类物质又对环境和水体造成了一定程度的污染。为此，成立QC小组进行攻关。 一、 小组概况 表1 小组概况一览表 制表:王强 时间:小组名称 莱钢股份热电厂化水车间QC小组 成立日期 1988年3月 活动时间 2006年3月-2006年7月 发表次数 18 课题类型 现场型 小组宗旨 精益保供 降本减排 组 长 刘 军 成 员副组长 孟晓娟 概 况 组 员 8人 2006.3 TQC教育 100, 表2 小组成员情况一览表 制表:孟晓娟 时间:2006.3 姓名 性别 年龄 学历 组内职务 职能 刘 军 男 48 本科 组长 组织实施 孟晓娟 女 31 技校 副组长 技术攻关 王强 男 24 本科 组员 技术攻关 张燕 女 26 大专 组员 技术攻关 王会玲 女 37 大专 组员 统计核算 景军 女 37 中专 组员 具体实施 王娟 女 32 技校 组员 具体实施 战萍 女 36 高中 组员 具体实施 彭雁 女 28 技校 组员 具体实施 荆彩虹 女 33 高中 组员 具体实施 活动进程表 制表:王强 时间:2006.3 活动阶活动 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 活动进度 段 2006(3 2006(4 2006(5 2006(6 2006(7 课题选择 现状调查 原因分析 P 确定主因 制定对策 D 对策实施 C 效果检查 A 遗留问题 及以后打 算 二、选题 1、现状调查 根据《离子交换器再生记录》、《除盐水运行日志》、《中和池运行日志》及酸碱出入库统计表，对2005年1月至2006月2月除盐水站各类离子交换器及中和池酸碱用量进行统计，见表4。 表4 2005年1月-2006年2月酸碱用量统计表 制表:孟晓娟 时间:2006.3 品名 数量t 用途 品名 数量t 用途 盐酸 2031 再生弱阳床 氢氧化钠 838 再生弱阴床 盐酸 1771 再生强阳床 氢氧化钠 120 再生强阴床 盐酸 0 中和池 氢氧化钠 917 中和池 合计 3802 合计 1856 注:1.盐酸为31%工业盐酸，氢氧化钠为30%液体工业氢氧化钠;2. 弱阳床、强阳床、弱阴床、强阴床分别指弱酸阳离子交换器、强酸阳离子交换器、弱碱阴离子交换器、强碱阴离子交换器。 由统计数据可见，生产过程中酸碱用量不平衡，盐酸耗用量过高，使用大量氢氧化钠中和酸性再生废液。 2005年1月-2006年2月酸用量(t)统计图1 制图:张燕 时间:2006.3 2005年1月-2006年2月碱用量统计(t)图2 制图:张燕 时 间:2006.3 2、选题理由 除盐水和弱酸阳离子交换水生产过程中，由于酸碱用量不 平衡，造成大量的碱用于中和过剩的酸，不仅增加了成本，理由一 也增加了盐的排放量，加大了对环境和水体的污染。 弱阳 理由二 床具 有易 再弱阳床用于除盐水生产中的预脱盐和循环水补充水的部分 生、理由三 脱盐，对出水水质无严格要求，可根据生产情况确定失效再生 点，并可进行不完全再生。 效率 高、 对再 生液 ] 酸浓 度要 求不 高、 可利降低弱酸阳离子交换水酸耗 确定课题 用部 分强 阳床 再生 废液 进行 再 生、 再生 三、 现状分析 为进一步分析，对各类交换器的产量和酸碱耗进行统计、校核，见表5 表5 2005年1月-2006年2月各类交换器产量、消耗一览表 制表:王强 时间:2006.3 名称 弱阳床 强阳床 弱阴床 强阴床 4产量 10t 294.6 153.3 139.7 139.3 酸(碱)用量t 2031 1771 1142 120 酸(碱)耗g/mol 52 53 45 54 先进消耗指标 40 53 44 54 g/mol 酸(碱)用量t 1562 1771 1117 120 预计可回收利用0 628 酸量t 图3 弱酸阳离子交换水酸耗比较 制图:张燕 时间:2006.3 由表4、表5中统计数据可见，弱酸阳离子交换水酸耗较先进指标有较大差距，弱阳床特点未得到充分利用。 四、课题目标 2006年 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 除盐水产量100万t(1、2月份已完成37万t)，弱阳床出水供循环水110万t(1、2月份已完成12.5万t)。按照先进消耗指标和回收利用部分强阳床再生废液进行测算，确定课题目标为:弱酸阳离子交换水酸耗?36 g/mol 53 g/mol ?36 g/mol 现状值 目标值 五、原因分析 回收时小组成员在利用“头脑风暴法”查找弱酸阳离子交换水酸耗高原 树脂易 乱层 因的基础上，进行归纳分析，绘制系统图如下: 反洗不 彻底 责任心 不强 弱 培训时间短 业务技能较差 弱阳新进人员多 酸床具 有易 % 人员 阳再 生、未严格执行 操作规程 操作规程下载怎么下载操作规程眼科护理技术滚筒筛操作规程中医护理技术操作规程 离再生 效率 子高、 对再设备 酸计量箱刻度不准确准强阳床再生废进酸量不准确 交生液 确 液未能回收利 酸浓 用 换度要 求不强阳床再生废液回收管再生 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 不合理 原料 生水水质差树脂工作交换容量小 水高、 高度不合理 可利 工艺 酸用部 分强失效点规定过严 耗阳床 再生 再生进酸量大 高 废液 进行 再 生、 再生 废液 中过 剩酸 六、要因确认 我们对影响弱酸阳离子交换水酸耗高的7个末端因素逐一进行了论证。 论证一:培训时间短 水处理班现有职工17人， 2005年后上岗的职工10人,占总人数的58%，由于培训时间短，新职工业务技能相对较差，但通过强化双基培训，在2月,7日车间组织的业务技能考核中, 有16人在良好以上，15人能独立、准确的进行各种操作，且每值有1,2名老职工带班工作。 结论:此因素为非要因 论证二:未严格执行操作规程 弱阳床在进行大反洗时，如果值班人员不在现场监视，易跑树脂或树脂清洗不彻底，影响再生效果，根据车间随机抽查及班组跟踪调查，未发现违规操作现象。 结论:此因素为非要因 论证三:进酸量不准确 通过现场验证，酸计量箱刻度清晰、误差在范围内，盐酸月度累计用量与月末盘点量误差在2t以内。 结论:此因素为非要因 论证四:强阳床再生废液回收管高度不合理 经现场测量，强阳床再生废液回收管高度为3.3m，与中排母管相同，废液回收时易造成强阳床(无顶压逆流再生交换器)树脂乱层，影响再生效果，再生废液无法进行回收。 结论:强阳床再生废液回收管高度不合理为要因 论证五:生水水质差 生水是清泥沟、潘西、东泉等几处水源地混合水，查阅生水水质化验记录:总硬度10.2mmol/L, 5.7mmol/L、氯离子含量103mg/L,51mg/L、碱度3.4 mmol/L,5.3 mmol/L、浊度,2FTU，在弱阳床用水要求范围内。 结论:此因素为非要因 论证六:再生进酸量大 3岗位工艺技术规程规定，弱阳床再生进盐酸量3.3m(理论交换量的1.2倍)、再生液浓度2.0—3.0,、流量15—20 t/h，虽再生效果较好，但每次再生约有0.8t酸(折合工业盐酸)，随再生废液排放掉。经查阅文献资料，弱阳床再生进酸量控制在1.05,1.1倍即可获得满意的再生效果，如采用不完全再生方式，只要进酸量控制得当，既可获得较高的周期出水量，又能做的基本无废酸排放。 结论:再生进酸量大为要因 论证七:失效点规定过严 为保证弱酸阳离子交换水水质，岗位工艺技术规程规定，弱阳床出水出现碱度为失效点。通过工艺分析，在除盐水生产过程中，弱酸阳离子交换的作用是除去水中的部分阳离子，提高强阳床出水质量、 增加周期出水量，弱酸阳离子交换水碱度较小时，对除盐水的质量没有影响;汽轮机循环冷却水补充水部分使用弱酸阳离子交换水、部分使用工业新水，对弱酸阳离子交换水水质无具体要求。失效点规定过严，使弱阳床中树脂的交换能力未得到有效利用，增加了再生次数。 结论:失效点规定过严为要因 表6 要因表 制表:孟晓娟 时间:2006.4 要因一 强阳床再生废液回收管高度不合理 要因二 再生进酸量大 要因三 失效点规定过严 八、制定对策 针对确定的3条要因，研究制定了对策，见表9。 表7 对策表 制表:王强 时间:2006.4 序要因 对策 目标 措施 完成时间 负责人 号 1.确定合理的回回收利用收管高度，对管强阳床再生再生废酸刘军 降低回收路进行改造 2006.4.1—1 废液回收管液，回收张燕 管高度 2.通过试验确定2006.5.10 高度不合理 利用率?王强 再生废液回收操85% 作工艺 确定最佳进行弱阳床试2006.4.15再生进酸 再生废液孟晓娟 2 再生进酸 验，确定最佳再—量大 pH?3 量 生进酸量 2006.7.30 1.当弱阳床出水 达到周期出水量 降低弱酸70,，由向强阳2006.4.10失效点规确定合理刘军 3 阳离子交床倒为向循环水—失效点 王强 换水酸耗 补水。 2006.5.20 定过严 2.通过试验确定 合理失效点。 九、对策实施 实施一:针对“强阳床再生废液回收管高度不合理”采取了以下措施 1.经刘军计算当强阳床再生废液回收管高度小于强阳床中排母管1.5m时可有效避免废液回收时树脂乱层，确定将架空布置的再生液回收管改为沿地面布置，并将废酸液回收罐(半地下布置)入口位置由顶部改为中部。 2.由张燕负责组织检修班按照 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 对回收管路实施改造，此项工作于2006年4月30日完成。 3.由王强负责组织水处理运行人员王娟、荆彩虹、彭雁、战萍进行确定再生废液回收操作工艺试验， 2006年4月1日至2006年4月29日对10台次强阳床自进酸起到逆洗结束1分钟取样1次分析再生废液酸浓度。根据再生废液酸浓度变化情况确定再生废液回收操作工艺为:当进酸至40-45分钟时，开稀酸回收门，关稀酸排放门，回收酸液进稀酸罐。进酸完毕，关酸计量箱出口门，喷射器保持进酸时 流量，进行逆洗。逆洗至30-35分钟时，关稀酸回收门，开再生废液 排放门，排入中和池。 效果检查: 4月30日开始实施强阳床再生废酸液回收，经统计每次 强阳床再生废酸回收量在10t-12t，酸浓度1.5,-2%，折合工业盐酸 约0.64t，回收率85%-90%，效果良好达到了措施目标。 实施二:针对“再生进酸量大”采取了以下措施 由孟晓娟任组长，带领景军、王娟、荆彩虹、彭雁、战萍等进行 弱阳床再生进酸量试验。 表8 弱阳床再生进酸量试验统计表 时间(d) 5.1 5.2 5.4 5.5 5.7 5.9 5.11 5.13 5.15 5.16 再生液流量(t/h) 17 17 17 17 17 16 16 16 16 16 周期出水量(t/d) 4822 4930 4731 4418 4613 4900 4729 4807 4722 4630 进酸量(m3) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.1 3.3 3.2 3.1 3.4 酸耗(g/mol) 53.6 52.4 54.6 58.0 56.1 54.5 60.0 57.4 56.6 63.3 时间(d) 5.17 5.19 5.20 5.22 5.24 5.25 5.26 5.27 5.28 5.29 再生液流量(t/h) 15 15 15 15 15 14 14 14 14 14 ) 周期出水量(t/d6175 6272 6028 6037 5901 4854 4996 5016 4993 4629 进酸量(m3) 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 酸耗(g/mol) 33.5 33.0 34.3 34.2 35.0 40.8 39.7 39.5 39.7 42.3 注:弱阳床出水出现碱度为失效点。 根据试验结果，弱阳床进工业盐酸量由3.3m3降为2.4 m3，再生液流速15t/h;弱阳床进工业盐 酸计算公式:盐酸(m3),2.4,废酸体积(m3)×废酸浓度(,)×密度(t/m3)×2.8 效果检查:措施实施后弱酸阳离子交换水出现碱度时，平均酸耗44g/mol(含废酸)，再生废液 pH3.5,5，达到措施目标。 实施三:针对“失效点规定过严”采取了以下措施: 1.由刘军负责于4月15日向水处理班下发执行“当弱阳床出水达到周期出水量70,，由向强阳床供水倒为向循环水补水。”的规定。 2.由王强负责带领小组中运行人员进行弱阳床出水碱度与周期出水量关系试验，运行人员每0.5小时监测一次弱阳床出水酸碱度，当弱阳床出水酸碱度?0 mmol/L时，每10分钟监测一次碱度，并记录周期出水量，试验于5月18日完成。根据试验结果，弱阳床出水碱度在1mmol/L较0 mmol/L时，周期出水量增加20,左右，继续运行碱度增加速度加快。为此，决定将弱阳床出水碱度1mmol/L为失效点。 效果检查:措施实施后弱阳床周期出水量平均增加19.7,，弱酸阳离子交换水酸耗降至37g/mol。 十、效果检查 1.课题目标完成情况 对策实施阶段于2006年5月20日结束。我们分别对2006年5月15日至9月15日期间弱阳床进工业盐酸量、废酸回收利用量、弱酸阳离子交换水酸耗和中和池酸碱用量等进行统计，见表9、表10。 表9 酸碱用量及酸耗统计表 制表:张燕 时间:2006.6 时间 06.5.15- 06.6.15 06.6.15- 06.7.15 06.7.15- 06.8.15 06.8.15- 06.9.15 平均值 弱阳床耗酸量t 104 106 103 104 104 废酸回收利用量t 52 53 51 52 52 弱酸阳离子交换水酸耗g/mol 31 32 32 33 32 中和池酸碱用量t 23 22 21 22 22 弱酸阳离子交换水酸耗柱状图4 制表:王强 时间:2006.6 表10 2006年7月-2006年10月酸碱用量统计表 制表:孟晓娟 时间:2006.7 品名 数量t 用途 品名 数量t 用途 盐酸 418 再生弱阳床 氢氧化钠 279 再生弱阴床 盐酸 590 再生强阳床 氢氧化钠 40 再生强阴床 盐酸 0 中和池15, 氢氧化钠 88 中和池 合计 1008 合计 407 通过此次活动，降低了弱酸阳离子交换水酸耗(新工业工业盐酸)由活动前的52g/mol降为 32g/mol，完成了课题目标。 2.经济效益 年直接经济效益=每年节约再生弱阳床用酸费用+每年节约中和池加碱费用-强阳床再生废液回收 管改造费用= 380240元+312960-1600元=691600元 年节约再生弱阳床用酸费用=(2031-1255)吨×490吨/元=380240元 年节约中和池加碱费用=(活动前加碱量-活动后加碱量)×碱价格=(917 -265)吨×480吨/元 =312960元 强阳床再生废液回收管改造费用=材料费=1600元 以上效益经财务部门认可 3.环境效益 通过降低弱酸阳离子交换水酸耗，减少了盐类排放对周围环境的污染，为实现热电厂“精益 保供，能动莱钢”的愿景目标做出了贡献，为莱钢实现千万吨钢提供了优质稳定的动力供应。 十一、巩固措施 序号 项目 巩固措施 标准化 1. 强阳床再生废液回收管高度不合理 强阳床再生废液回收方法 纳入新修订的岗位操作规程(4.2.3.3)及班组标准化考核标准 2. 再生进酸 量大 最佳再生参数:进酸量2.4进酸流量15t/h 纳入新修订的岗位操作规程(4.3.2) 3. 失效点规定过严 1. 当弱阳床出水达到周期出水量70,，由向强阳床供水倒为向循环水补水。 2.弱阳床出水碱度1mmol/L为失效点。 纳入班组标准化考核标准 十二、遗留问题及今后打算 本次活动取得了一定成果，但是除盐水生产耗用大量的酸、碱。降低成本、保护环境是我们 长期目标，在下一次循环活动中我们将围绕改进除盐水生产工艺，进一步降低除盐水酸、碱耗。