Способ подготовки воды для подпитки теплосети

 

Изобретение относится к ионообменной подготовке воды для подпитки тепловых сетей и позволяет повысить степень использования обменной емкости Na-катионитового фильтра и сократить расход воды на собственные нужды. Способ включает подкисление исходной воды, последующее параллельное пропускание части подкисленной воды до содержания концентрации ионов жесткости в основной массе фильтрата 0,1 мг-экв/л, а другой части воды через буферный фильтр. При этом после обработки Na-катионитового фильтра по ионам жесткости буферный фильтр отключают, а отработанный Na-катионитовый фильтр используют в качестве буферного фильтра. После достижения на фильтре перепада давления 0,1 МПа его подают на взрыхление и регенерацию . При нарушении режима работы при подкислении воды взрыхление Na-катионитового фильтра после его использования в качестве буферного осуществляют огмывочной водой от предыдущей регенерации в присутствии 20- 50% исходной воды. 1 з.п.ф-лы. S8

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1629 (SS)S С 02 F 1/42

".;1 " "1, . I " :1." . Ь";.;:.Д, !

:..;=..Ò ОТ ;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСНОЫУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нита при перекислении воды.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4458223/26 (22) 25.05.88 (46) 23.02,91. Бюл. 1"- 7 (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института

ВНИПИэнергопром (72) В.А.Сердюков, A.Ï.ßêîâëåâ и Н.Т.Кучин (53) 663.632.18(088.8) (56) Нормы качества п дпиточной и сетевой воды тепловых сетей. . HP-34-70-051-83, N.:, Союзтехэнерго, 1984, с 6, 9, (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ПОДПИТКИ ТЕПЛОСЕТИ (57) Изобретение относится к ионообменной подготовке воды для подпитки тепловых сетей и позволяет повысить степень использования обменной емкости Na-катионитового фильтра и соЭ

Изобретение относится к области очистки воды для промышленных нужд и .может быть использовано для подготовки воды для подпитки теплосети в теплоэнергетике, химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения — повышение степени использования обменной емкости катионита и уменьшение расхода воды на взрыхление, а также предотвращение снижения обменной емкости катио2 кратить расход воды на собственные нужды. Способ включает подкисление исходной воды, последующее параллельное пропускание части подкисленной воды до содержания концентрации ионов жесткости в основной массе фильтрата

0,1 мг-экв/л, а другой части воды через буферный фильтр, При этом после обработки Na-катионитового фильтра по ионам жесткости буферный фильтр отключают, а отработанный Na-катионитовый фильтр используют в качестве буферного фильтра. После достижения на фильтре перепада давления 0,1 NHa его подают на взрыхление и регенерацию, При нарушении режима работы при подкислении воды взрыхление Na-êaòèîнитового фильтра после его использования в качестве буферного осуществляют отмывочной водой от предыдущей регенерации в присутствии 2050Х исходной воды. 1,з.п.ф-лы.

Технология осуществления способа включается в следующем, В исходную воду добавляют кислоту, снижают карбонатную жесткость до 0,51,0 мг-экв/л и параллельными потоками направляют на Na-KBTHoHHToBbIH u буферный фильтры. Часть подкисленной воды пропускают через буферный фильтр для предотвращения попадания кислого фильтрата в подпиточную воду.

При наличии в подпиточной воде избытка ионов водорода, образующихся

1629253 при диссоциации кислоты, в буферном фильтре происходит обмен их на ионы жесткости. При нормальном качестве подкисленной воды щелочность ее составляет 0,5-0,1 мг-кв/л, вода проходит буферный фильтр транзитом и жесткость ее не изменяется. Так как ионный обмен в буферном фильтре происходит только во время нарушения режима подкисления, фильтроцикл его определяется по условиям слеживаемости фильтрующего материала до перепада на фильтре 0,1 Mila. Процесс регенерации буферного фильтра заключается в восстановлении обменной ем40 кости катионита по ионам жесткости.

Регенерируют буферный фильтр исходной водой. Другую часть подкисленной воды пропускают через рабочий Na-катиони- 20 товый фильтр. Воду пропускают через

Na-катионитовый фильтр в несколько стадий. Сначала воду пропускают со скоростью 20-25 м/ч до достижения концентрации ионов жесткости в ое- 25 новной массе фильтрата до 0,1 мгэкв/л. На этой стадии Na-катионитовый фильтр работает в режиме Na-катионирования. После отработки Na-катио,нитного фильтра по ионам жесткости при достижении их концентрации в фильтрате 0,1 мг-экв/л., буферный фильтр отключают, включают резерв-. ный рабочий фильтр, а отработанный

Na-êàòèoHèòîâüé фильтр используют в качестве буферного. На этой стадии

35 фильтр сначала работает в режиме смешанного Na-катионирования и буферного фильтрования. По мере истощения катионита по ионам жесткости увеличивается степень работы Na-катионитового фильтра в буферном режиме, при этом ионы жесткости, задержанные катионитом, выполняют роль регенеранта буферного фильтра, 45 что исключает потребность в регенерации буферного фильтра. При достижении жесткости фильтрата, равной жесткости исходной воды, совмещенный режим работы Иа-катионитовогo фильтра заканчивается. Скорость фильтрования увеличивают до скорости буферного фильтрования, которая определяется максимальной пропускной способностью фильтра. Осуществление этой .стадии способствует тому, что

55 в ионном обмене участвуют все функциональные группы катионита, что значительно повышает обменную емкость катионита. При работе Na-катионитового фильтра в буферном режиме жесткость фильтрата равна жесткости исходной воды. Продолжительность этой стадии определяется по условиям слеживаемости фильтрующего материала до перепада давления на фильтре

0,1 MIIa. После смешения фильтратов

Na-катионитового фильтра, работающего в буферном режиме, и резервного

Na-катионитового фильтра воду направляют на подпитку теплосети. Соотношение между потоками определяют по требуемой жесткости подпиточной воды, которая зависит от качества исходной воды и температуры нагрева сетевой воды. Отработанный Na-катионитовый фильтр содержит задержанные катиони. том ионы водорода, которые поглощаются при нарушении режима подкисления, и ионы жесткости. Поглощенные ионы водорода с большим трудом вытесняются ионами натрия при регенерации раствором поваренной соли вследствие того, что активность ионов водорода в 17 раз больше активности ионов натрия, поэтому часть ионов Na-катионита остается занята ионами водорода, что приводит к снижению емкости катионита. Такое снижение емкости катионита при перекислении исходной воды в предлагаемом способе исключают путем взрыхления катионита отмывочной водой от предыдущей регенерации, в которую добавляют 20-50Х исходной воды. При этом одновременно с взрыхлением и за время взрыхления происходит замещение ионов водорода на ионы жесткости взрыхляющей воды. При достаточном избытке ионов кальция процесс этот протекает легко, так как активность ионов водорода в 4 раза больше активности ионов кальция. Добавка исходной воды выбрана из условия обеспечения жесткости взрыхляющей воды достаточной для замещения ионов водорода на ионы кальция при любых нарушениях режима подкисления, вплоть до аварийного при рН равном 5, ниже которого срабатывают блокировки по отключению подкисления. При добавке воды менее 207, концентрация ионов кальция не достаточна для замещения ионов водорода. Добавка исходной воды более 50Х приведен к увеличенным расходам воды на собственные нужды. После взрыхления AHJIbTp pe16292

35 генерируют раствором поваренной соли и снова используют в качестве

Na-êàòèîHèòîâ6ãî фильтра..

Пример. Исходную воду с ионным составом, мг-экв/л: Са 2,9, Мя лл, + 5

0„8; Na 0,5, НСО 3,2; 804 0,6; С1

0,4, подкисляют серной кислотой в количестве 2,2 мг-экв/л до остаточной щелочности 1,0 мг-экв/л, декарбонизируют., после чего 37Х потока пропускают через буферное фильтры и 637 потока пропускают через Na-катионитовые фильтры. Фильтры первой ступени диаметром 3,4 и загружают катиони- 15 том КУ -2, высота загрузки 1,9 м.

Удельный расход соли на регенерацию катионита в Na-êaòèîíèòîâîì фильтре

120 г/r-экв. Скорость фильтрования через буферный фильтр 30 м /ч. Про- 20 изводительность буферного фильтра

270 м /ч.

Скорость фильтрования через Naкатионитовый фильтр 25 и/ч. Производительнос ть ег о 225 м /ч. 25

Сначала воду пропускают через Naкатионитовый фильтр до содержания жесткости в фильтрате 1,5 мг-экв/л, что соответствует жесткости в основной.массе фильтрата 0,1 мг-экв/л.

Продолжительность этой стадии сос—

\ тавляет 16,8 ч. Затем буферный фильтр, с которого за это время получили 4536 м води с жесткостью

3,7 мг-экв/л, отключают, а на рабочем Na-катионитовом фильтре увеличают скорость фильтрования до 30 м/ч.

На этой стадии воду пропускают до жесткости в фильтрате 3,7 мг-экв/л.

Продолжительность стадии ?,6 ч. На 4О этой стадии к 3780 мз умягченной воды с жесткостью 0,1 мг-экв/л от первой стадии дополнительно получают

702 М> умягченной воды со средней жесткостью 1,3 мг-экв/л. Обменная 45 емкость катионита составляет 960 г— экв/м . Затем жесткость фильтрата повышается и становится равной исходной: фильтр работает в чистом буферном режиме без предварительной специальной регенерации. Продолжи— тельность этой стадии работы фильтра до перепада давления 0,1 МПа составляет 12,6 ч. При этом получено еще 3402 м воды с жесткостью

3,7 мг-экв/л.

Суммарное количество воды, полученное за время работы буферного и

Na-катионитового фильтра, составляет

53

12420 м со средней жесткостью

2,47 мг-экв/л.

Для перевода Na-катионитового фильтра из буферного режима в режим

Na-катионирования перед регенерацией его взрыхляют отмывочной водой от предьдущей регенерации. После взрыхления фильтр регенерируют раствором поваренной соли. Экономия воды на собственные нужды от взрихления буферного фильтра составляет 15,2 м .

При нарушении работы установки при перекислении воды до рН 5 (для предотвращения снижения обменной емкости катионита) взрыхление Na-катионитового фильтра после его использования в качестве буферного осуществляют отмывочной водой от предьдущей регенерации в присутствии, например, 35Х исходной воды, т.е. 11 мЗ

При этом обменная емкость сохраняется равной 960 мг-экв/м что дает возможность в последующих циклах сохранить прежнюю производительность установки и жесткость воды, равную

2,47 мг-экв/л. При использовании на взрыхление исходной воды в количе— стве менее 20 или более 50Х приводит к снижению емкости катионита соответственно по .760 и 800 г-экв/M>. Экономия воды на собственные нужды от буферного фильтра в этом случае составляет 3,2 м .

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет повысить обменную емкость катионита с 800 до

960 r-экв/м, уменьшить расход воды на собственные нужды до 15,2 мЗ и, тем самым, увеличить производительность работы установки.

Формула и з о б р е т ения

1, Способ подготовки воды для подпитки теплосети, включающий подкисление исходной воды, параллельное пропусканию части подкисленной воды через Na-катионитовый фильтр до его отработки при достижении концентрации ионов жесткости в основной массе фильтра 0,1 мг-экв/л, а другой части воды через буферный фильтр до перепада давления на нем 0,1 МПа, взрыхление и регенерацию фильтров, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения степени использования обменной емкости катионита и

1629253

Составитель В.Вилинская

Редактор С.Пекарь Техред А.Кравчук Корректор N.Кучерявая

Заказ 407 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 уменьшения расхода воды на взрыхление, после отработки Na-катионитового фильтра буферный фильтр отключают, а отработанный Na-катионитовый фильтр используют в качестве буферного фильтра и после достижения на нем перепада давления 0,1 NII осуществляют его взрыхление и pere= нерацию.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения снижения обменной емкости катионита при перекислении воды, взрыхление Na-катионитового фильтра после :его использования в качестве буферного осуществляют отмывочной водой от предыдущей регенерации в присутствии 20-507, исходной воды.