Обработка воды методами ионного обмена. Конструкция ионитных фильтров. Подготовка реагентов.

Обессоливающая установка производительностью 300 т/час предназначена для восполнения потерь в системе ТЭЦ, потерь конденсата, производственного пара и обеспечения потребности металлургического завода в химобессоленной воде, в том числе на нужды ТЭЦ 250 т/час, на нужды завода – 50 т/час.

Исходной водой для установки ХВО является вода питьевого водопровода г.Самары, в состав которой входят вода из реки Волги и вода артезианских скважин.

Усредненные проектные показатели качества исходной воды:

- Жесткость общая – 5,54 мг-экв/кг;

- Щелочность общая – 2,38 мг-экв/кг;

- Жесткость карбонатная – 2,38 мг-экв/кг;

- Кальций – 84,9 мг/кг;

- Магний – 15,38 мг/кг;

- Хлориды – 40,54 мг/кг, 1,14 мг-экв/кг;

- Сульфаты – 157,2 мг/кг, 3,2 мг-экв/кг;

- Свободная углекислота – 10,99 мг/кг;

- Взвешенные вещества – 3,91 мг/кг;

- Сухой остаток – 523 мг/кг;

- Сухой остаток после прокаливания – 333 мг/кг;

- Стабильность – 1,002 мг/кг;

- Окисляемость – 5,93 мг/кг О₂;

- рН – 7,3.

Исходной водой обессоливающей установки является декарбонизированная вода после установки подпитки тепловых сетей (ПТС), которая подается в бак исходной воды (БИВ) емкостью 400м³. Из бака вода прокачивается насосами на ступенчато-противоточные водород-катионитовые фильтры – 5 пар, а затем подается в декарбонизаторы, производительностью 210 м³/час каждый и собирается в трех баках декарбонизированной воды (БДВ), емкостью по 300 м³ каждый. Из баков 3-мя насосами вода последовательно прокачивается через ОН-анионитовые фильтры первой ступени – 5шт., водород-катионитовые фильтры второй ступени – 3шт. и ОН-анионитовые фильтры второй ступени – 4шт. Обессоленная вода собирается в трех баках, емкостью 500м³ каждый, откуда насосами подается в главный корпус.

В схеме фильтрации имеются некоторые особенности:

Ступень ступенчато-противоточных водород-катионитовых фильтров (Нсп) разделена коллекторами на два полностью автономных блока по 2 и 3 пары фильтров. Блочная компоновка этих ступеней выполнена с целью возможности ремонта оборудования и арматуры без прекращения выработки фильтрата.

В декарбонизатор (Д)-13 фильтрат поступает от фильтров Нсп первого блока (фильтры 1,2) в Д-14 – от фильтров второго блока (фильтры 3,4,5). Обвязка остальных ступеней выполнена по схеме «гребенка».

С целью сокращения затрат на реагенты и воду на собственные нужды установки, имеются: бак сбора щелочных вод (БЩВ) для регенерации А₁, и бак сбора отмывочных (щелочных) вод (БОВА) для взрыхления А₁ и А₂ – для сбора и повторного использования отмывочных вод анионитовых фильтров.

В БЩВ собирается щелочная вода после отмывки А₁ и А₂ с целью повторного использования для регенерации и отмывки А₁ и А₂.

В БОВА собирается отмывочная вода после А₁ и А₂ для взрыхления фильтров А₁ и А₂.

Избыточные регенерационные щелочные стоки сбрасываются в бак сбора щелочных вод УОДВ.

Все кислые регенерационные стоки сбрасываются в бак сбора кислых вод (БКВ), с последующей утилизацией их на Н-катионитных фильтрах ПТС.

Первая ступень Н-катионирования выполнена по ступенчато-противоточной схеме, сущность которой заключается в следующем:

Объем катионита, рассчитанный на загрузку одного фильтра, делится на две части. Первая из них, в количестве 65-75% от общего объема, загружается в один фильтр – первый по ходу воды фильтр Нсп пары (Нсп1), а остаток – во второй по ходу исходной воды фильтр Нсп пары (Нсп2). Оба фильтра соединяются последовательно и одновременно регенерируются. Фильтры предназначены для удаления из воды катионов кальция, магния и натрия.

Пропуск исходной воды производится последовательно – сверху вниз; в начале через фильтр с большим объемом фильтрующего материала Нсп1, а затем – с меньшим объемом фильтрующего материала – Нсп2. Взрыхление осуществляется самостоятельно в каждом фильтре пары. Регенерационный раствор и отмывочная вода пропускаются последовательно.

Фильтры представляют собой цилиндрические резервуары с приваренными к ним сферическими днищами. Внутренняя поверхность фильтров обклеена резиной.

Диаметр фильтров Нсп1 и НСП2 – 3400 мм, площадь сечения – 9,1м². Высота фильтрующего слоя Нсп1 – 2м, Нсп2 – 1,2м.

Загружаются обе ступени ионообменной смолой марки КУ-2.

Объем катионита в фильтрах: Нсп1 – 18,2 м³, в Нсп2 – 10,9 м³.

Внутри фильтра выложено дренажное устройство, служащее для равномерного отвода воды по всему сечению фильтра.

Фильтр снабжен трубопроводами с мембранно-исполнительными клапанами (МИК) для выполнения операций взрыхления, регенерации, отмывки фильтров и обработки воды. У фильтров имеются верхний и нижний люки для монтажа внутренних устройств, ремонта и ревизии состояния фильтра в условиях эксплуатации; воздушник, а также штуцер для гидравлической выгрузки фильтрующего материала.

Для предотвращения выноса фильтрующего материала с фильтратом через щели дренажных трубок, на нижнюю систему загружен подстилочный материал – слой антрацита фракции 0,8-5 мм. Высота слоя – 100-150 мм.

Работа Н-катионитовых фильтров состоит в проведении четырех последовательных операций, составляющих полный цикл фильтра:

1. взрыхление;

2. регенерация;

3. отмывка;

4. фильтрация (Н-катионирование).

ОН-анионитовые фильтры 1-ой ступени предназначены для удаления анионов сильных кислот из Н-катионированной воды.

Габариты и устройство (внутреннее) фильтра аналогичны Нсп фильтру. Загружен анионитом АН-31, Варион АД. Высота слоя – 1,8м. Фильтр работает по прямоточной схеме – фильтрация исходной воды и регенерация идут в одном направлении – сверху вниз.

Н-катионитовые фильтры 2-ой ступени предназначены для поглощения всех катионов, как проскочивших через первую ступень катионирования, так и попавших в воду из анионитовых фильтров, и последующей замены их катионом водорода, имеющемся в Н-катионите.

Фильтр прямоточный, устройство аналогично фильтру Нсп, загружен катионитом КУ-2, высота слоя – 1,5 м, диаметр фильтра – 3 м.

Анионитовые фильтры 2-ой ступени предназначены для поглощения кремнекислоты и остатков свободной углекислоты и Н-катионированной воды, а также анионов, проскочивших предыдущие ступени с заменой их анионами гидроксильной группы.

Устройство фильтра аналогично устройству Нсп фильтра, работает по принципу прямотока. Фильтры диаметром 3м загружены анионитом АВ-17, высота слоя 1м.

Узел дозирования и приготовления кислоты и щелочи включает в себя:

- бак-мерник серной кислоты объемом 4м³ – 2шт.

- бак-мерник крепкой щелочи объемом 10м³ – 2шт.

- насосы-дозаторы кислоты (НД 2500/10) производительностью 2500л/час, напор 10кгс/см² – 2шт.

- насосы-дозаторы щелочи (НД 2500/10) производительностью 2500л/час, напор 10кгс/см² – 2шт.

- узел разбавления кислоты – 1шт.

- узел разбавления щелочи – 1шт.

Дата добавления: 2015-07-16