Способ ступенчато-противоточного ионирования воды

 

СПОСОБ СТУ1ШНЧАТО-ПРОТИВОТОЧНОГО иояировйния вода, включающий пропускание исходной воды сначала , через ирнитный фильтр-первой ступени, затем через ионитный фильтр второй ступени, a регенерационного раствора сначала через ионитный фильтр второй ступени, затем через ионитный фильтр первой ступени, о т л и ч a ю Bt и и-с я тем, что, с целью повышенная степени очистки и удешевления процесса за счет снижения ргк;хода регенерацис1ннрго раствора , исходную воду и р«генерационньт раствор соответственно разделя ют на два потока в соотношении 1,:

. ССеОЭ СОЩТСН)4Х

COU é

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

Ьд Ю МВМ ЙЪФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ к двт юснеа саюдвта ствМ

3(59 С 02 Р 1 42

1 (21) 2965631/23-26 (22) 01.12.80 (46) 15 ° 06..83. Бзол. В 22 (72) Г.К.Фейзнев (71) Азербайдиаиский иииенерностроительный институт (53) 628. 543..2 (0888) (56) l. Обработка воды на тепловых электростанциях. Под-ред. В.A.Ãîлубцова. М., Энергия, 1966, с.273.

2. Внхрев В.Ф. и др. Водоцодготов.ка. М., Энергия, 1973, с.289 (прототип) ° а (54) (57) СПОСОБ СТУПЕНЧАТО-ПРОТИВО. ТОЧНОГО ИОИИРОЭАНИЯ ВОДЫ, вкюиочавций пропускание исходной воды сначала через ионитный фильтр-первой ступени, затем через ионитный фильтр

„.SU... А второй ступени, а регенерационного раствора сначала через ионитный

Фильтр второй ступени, затем через ионитный фильтр первой ступени, о т л и ч а в з(и й,с я тем, что, с целью повышения степени очистки и удешевления процесса эа счет снижения расхода регенерационного раствора, нсходнув воду.н регенерационный раствор соответственно разделяют на два патока s .соотномении

1;г(0,5-2) н полученные потоки сверху вниз и снизу вверх пропускают соответственно через ваиаеуказан-, ные ионитнйе фильтры, а очищеннув воду и отработанный регенерационный раствор отводят из срецнеей части I ноннтоз соответствующих нонмтных фильтров °

1022948

Изобретение относится к. очистке воды и может быть использовано в теплоэнергетическай, химической и нефтехимической промышленности.

Известны способы прямоточного и противоточнога ионирования воды fl).

Недостатком прямоточного ионирования является большой удельный расход регенерационного раствора, а противоточного ионирования - не используется слой ионита, находя- 10 щийся над средней дренажной системой, требуется подача блокирукщего потока воды при регенерации, что увеличивает количество стоков, может произойти забивание целей верх- 15 ней дренажной системы мелочью ионитов и др.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ ступен- 0 чато-противоточного ионирования воды, включакм ий пропускание исходной воды сначала .через ионитный фильтр первой ступени, а затем через ионитный фильтр, второй ступени, а регенерационного раствора сначала через ионитный фильтр второй ступени, а затем через;ионитный Фильтр первой ступени (2 .

Недостатком известного способа является низкая степень очистки воды и большой удельный расход регенерационного раствора-. Это связано с тем, что.обрабатываемая вода после ионитного фильтра первой ступени имеет высокую остаточную жесткость, которая задерживается ионитньм фильтром второй ступени.

Поэтому при регенерации катионита КУ-2, загруженного в ионитный фильтр второй ступени, даже с большим40 избытком серной кислоты невозможно получить обменную емкость свыше 700-750 г-экв/мз, так как регенерацию ведут иэ жесткой формы ионита, а регенерационный раствор пос- 45 ле ионитного Фильтра второй ступени, подаваемый на ионитный фильтр первой ступени, содержит значительное количество ионов жесткости, препятствующих эффективному восстановлению обменной емкости сульфоугля.

Цель изобретения - повышение степени очистки и удешевления процесса за счет снижения расхода регенерационного раствора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ступенчатопротивоточного ионирования воды, заключающемуся в том, что исходную воду и регенерационный раствор соответственно разделяют на два потока в соотношении 1:(0,5-2), поток исходной воды сверху вниз и снизу вверх пропускают сначала через ионитный фильтр первой ступени, затем через ионитный фильтр второй сту- 65 пени, поток регенерационного раствора пропускают сверху вниз и снизу вверх сначала. через ионитный фильтр второй ступени, затем через ионитный фильтр первой ступени, а очищенную воду и отработанный регенерационный раствор отводят из средней части ионитов соответствующих ионитных фильтров.

Технология предложенного способа заключается в следукщем.

Исходную воду разделяют на два потока в соотношении 1:(0 5-2) и полученные потоки сверху вниз и снизу вверх пропускают через ионитный фильтр первой ступени и очищенную воду отводят из средней части ионита, а затем частично очищенную воду сверху вниз пропускают через ионитный фильтр второй ступени. Регенерационный раствор разделяют на два потока в соотношении 1:(0,5-2) и полученные потоки сверху вниз и снизу вверх пропускают через ионитный фильтр второй ступени. Отработанный регенерационный раствор отводят иэ средней части ионнта, а затем . сверху вниз пропускают через первую ступень ионитного фильтра.

Первый по ходу воды ионитный фильтр работает.в режиме задержания ,главным образом ионов жесткости, а второй - только ионов натрия. Остаточная жесткость Фильтрата после обоих ионитиых фильтров практически равна нулю. учитывая, что в содоиэвесткованной воде содержание ионов йатрия превышает содержание ионов жесткости, загрузка ионитных фильтров производится соответственно сульфоуглем и катионитом Ку-2.

Пропускание исходной воды двумя потоками - сверху вниз и снизу вверх в соотношении 1:(0,5-2) через ионитный фильтр первой ступени и отвод частично очищенной воды иэ средней части ионита обеспечивает соприкосновение обработанной воды, покидающей ионитный фильтр первой ступени, с относительно хорошо отрегенерированным слоем ионита, что повышает степень очистки воды после первой ступени ионитного фильтра. Кроме того, двухпоточная подача обработанной воды позволяет при рекомендуемых нормами технологического проектирования скоростях фильтрования увеличить пропускную способность фильтра примерно в два раза. Последнее особенно важно, когда в качестве ионита используется анионит AH-31.

Пропускание регенерационного раствора двумя потоками - сверху вниз и снизу вверх в соотношении 1:(0,5-2) через ионитный фильтр второй ступени и отвод отработанного раствора из

1022948 подают воду, прошедшую предвари-: тельную содонэвестковую обработку с ионным составом, мг-экв/л: Са =.0,6, Mg »= 0,3; Na+ = 2,8; Ce- = 1,0;

804 = 1 5; СО = 0 8; ОН = 0 4.

Первая ступень загружена сульфоуглем, а вторая ступень - катионнтом КУ-2. Диаметры фильтров-составляют 60 мм, а высота загрузки катионита в каждом фильтре 3,6 м. Среднее дренажное устройство на высоте 2 м от нижней дренажной системы.

Исходную воду с указаннык ионныа составом разделяют на два потока в соотношении 1:1 25 и полученные потоки со скоростью 20 м/ч и 25 и/ч соответственно сверху вниз и снизу вверх пропускают через катионитный фильтр первой ступени, а частично очищенную воду отводят из средней части сульфоугля, а затем пропускают сверху вниз через вторую ступень, загруженную катионитом КУ-2. После истощения ступенчато-противоточного фильтра обменные способности:их восстанавливаются путем пропускаиия через них 2%.-ного раствора серной кислоты. При этом раствор сер-. ной кислоты разделяют на два потока в соотношении 1:1,25 и полученные потоки со скоростью 8- и 10:м/ч соответственно сверху и снизу вверх .пропускают через катионитный фильтр второй-ступени. ОтработаннЫй раствор отводят из средней части катионита, а затем пропускают сверху вниз через первую ступень до появления кислоты в отработанном растворе. При стехио-. метрическом расходе кислоты на регенерацию фильтров ступенчато-прдтивоточного ионирования обменная емкость сульфоугля составляет в среднем

500 г-экв/м, а катионита ЕУ-2

1200 r-экв/м3. Содержание солей натрия в очищенной воде составляет 40 мкг-экв/л.

По известному способу при удельном расходе серной кислоты равном

2 г-экв/г-экв, обменная емкость сульфоугля составляет 280 г-эка/мз, а катионита Ку-2 — -650 г-экв/мэ, содержание солей натрия и очищенной воды составляет 60 мкг-awa/ë.

Таким образом, предлагаемый способ ступенчато-противоточного ионирования позволяет в два раза уменьшить расход кислоты, почти в два раза увеличить обменную емкость катионитов и в 1,5 раза повысить степень очистки воды.

Ожидаемый технико-экономический эффект от реализации предлагаемого способа при производительности химводоочистки 500 т/ч составит

250 тыс.руб. в "од, что в масштабе страны 30 млн.руб. в год.

Тираж 941 Подписное жгород ул. Проектная 4

40 средней части ионита обеспечивает глубокую степень регенерации нижних слоев ионита во второй ступени ионитного фильтра, последними соприкасающимися с очищенной водой, что повышает степень очистки воды. Так как нижние слои ионита ионитного фильтра первой и второй ступеней работают по чисто противоточной схеме, появляется возможность уменьшить удельный расход регенерационного раствора. 10

Соотношение распределяемых сверху вниз и снизу вверх потоков исходной . воды и регенерационного раствора

1:(0,5-2) определяется высотами слоев загрузки ионита соответственно 15 над и под средним дренажньм устройством, которые в свою очередь зависят от общей высоты загрузки ионита, определяемой солесодержанием обрабатываемой воды. Это обосновано нЕобходимостью обеспечения более высокой степени очистки воды и надежной работы средних дренажных устройств.

Нижний предел распределяемых потоков 1:0,5 берется при минимально допустимых общих высотах. загрузки слоя ионита.

Верхний предел раснределяемых потоков 1:2 соответствует случаю, максимально допустимых общих высот, загрузки йоиита.

Повышение степени очистки воды и удешевление процесса обусловлено повышением обменной емкости и снижением расхода регенерационного растзора.

Последнее предопределено тем, что 35 перед регенерацией ионитный фильтр .второй ступени находится в натриевой форме, в связи с чем, уже при удель Ном расходе серной кйслоты 1,21,3 r-экв/г-экв, восстановленная обяенная емкость для Ку-2 составляет 70-806 от полной обменной емкости, т.е. 1200- 1500 г-экв/мз.

Повышение обменной. емкости для ионитного фильтра первой ступени обусловлено тем, что в процессе регенерации ионы жесткости удаляются сйачала раствором сульфата натрия, .-выходящим из средней дренажной системы ионитного фильтра второй ступени, затем поступающей оттуда же кислотой, содержащей соли натрия, а процесс обработки ведется до проскока ионов жесткости, т.е. ионит . ный фильтр первой ступени предвари-. тельно частйчно-переводится в натри- 55 евую форму отработанньм раствором иоиитного фильтра второй ступени, после чего стехиометрическим относительно него расходом серной кислоты достигается повышение используемой 60 обменной емкости сульфоугля в два раза., Il р и м е р. На фильтры ступенчато-противоточного ионирования

ВНИИПИ Заказ 4147 14

Филиал ППП "Патент, г. У