阳离子交换树脂对煤层气产出水除盐的研究

张继卫，范奇，李俊旗，常海洲

(上海理工大学 理学院，上海 200093)

煤层气是指主要吸附在煤基质颗粒表面部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，其主要成分为甲烷。处理煤层气产出水主要包含以下几种方式：FTE(冻结-解冻-蒸发)、反渗透、离子交换、电渗析、蒸馏法等[1-3]。

离子交换法是指离子交换剂上的离子和水中离子进行交换的一种特殊的吸附现象。其具有去除率高、污染物可回收、可再生等优势[4-8]。常应用于硬水软化、脱盐、制备高纯水等方面[9-11]，对重金属离子也有去除的效果[12]。树脂比表面积比较大、机械强度良好，有利于充分吸附和分离水中有机质[13-14]。本文对3种型号树脂进行筛选，选择001×7型树脂对高浓度模拟NaCl溶液进行一系列吸附除盐研究。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

氯化钠、阳离子交换树脂001×7、阳离子交换树脂D113均为分析纯；阳离子交换树脂D001(BR);水样为新疆某煤层气矿产出水。

Aglient 5110等离子体发射光谱仪；LHZW001蠕动泵;ER-30F加热板。

1.2 矿化度的测量

矿化度(M)是水化学成分测定的重要指标，用于评估水中总的含盐量，本实验通过重量法测定矿化度。 矿化度的计算公式为：

M=(W-W0-WN)/V

式中W——蒸发皿及残渣的总质量，g;

W0——蒸发皿的质量，g;

WN——Na2CO3的质量，g；加入碳酸钠的目的是为提高烘干温度便于快速称重；

V——水样的体积，L。

1.3 模拟液的配制

首先需要确定煤层气水的矿化度，并依此进行模拟液的配制，以便于系统性的进行后续的吸附交换研究。之所以配制模拟液，是因为对煤层气原水的处理比较繁琐且耗时，为提高效率，故决定配制模拟液。……