Нововоронежская АЭС-2 с энергоблоками 1 и 2: Пояснительная записка, страница 7

Ионообменная очистка предусматривает удаление растворенных в воде солей в процессе протекания ионообменной химической реакции на поверхности ионообменных смол. На данной стадии пермеат обратного осмоса из баков частично обессоленной воды насосами (рабочим и резервным) подается на «три  цепочки» противоточных фильтров Н-катионирования и ОН‑анионирования (предполагается, что одна из них находится в резерве или на регенерации). Для предотвращения уноса ионообменных смол с потоком очищенной воды на выходе из каждого фильтра установлены фильтры-ловушки зернистых материалов.

Основные рабочие параметры процесса Н-ОН-ионирования (длительность фильтроцикла, качество очистки воды, диаметры и конструкция корпусов аппаратов, объемы и составы отработанных регенерационных растворов и т.д.) определяются типом регенерации смол. Существует два основных типа регенерации ионообменных фильтров: прямоточная (движение регенерирующего раствора через слой ионита осуществляется в том же направлении, что и поток очищаемой воды) и противоточная (движение регенерирующего раствора осуществляется в противоположном очищаемому потоку направлении).

Противоточные фильтры обладают несколько более сложной конструкцией по сравнению с прямоточными, но они обеспечивают лучшую степень очистки, меньшие расход реагентов и регенератов. Принимая этот факт во внимание, в качестве технологии Н-ОН-ионирования была принята технология противоточной регенерации в восходящем потоке регенерационного раствора (по типу upcore). При этом очистка воды производится при подаче очищаемой воды сверху вниз, а регенерационные растворы снизу вверх.

Работа фильтров Н-ОН-ионирования с регенерацией типа upcore состоит из следующих технологических стадий, а именно:

1.  Фильтроцикл: непосредственное пропускание потока обессоливаемой воды последовательно через слой катионита и анионита смол. При этом вода двигается  в направлении сверху вниз. Длительность фильтроцикла зависит от высоты слоя загрузки, диаметров аппаратов, характеристик ионообменных смол и состава исходной воды. В данном случае в качестве катионита предполагается использовать сильнокислотный катионит DOWEX UPCORE Mono C-600 или аналог, а в качестве анионита – сильноосновный анионит  DOWEX UPCORE Mono А-500 или аналог. По данным расчета upcore на специализированной программе Cadix 6.0.1 при диаметре Н-катионитного фильтра равном 1,5 м и диаметре ОН-анионитного фильтра равным 2,0 м, фильтроцикл составляет около 180 ч.

2.  Регенерация: восстановление ионообменных свойств загрузки. Процесс регенерации можно разбить на несколько технологических операций.

2.1. «Зажатие» слоя ионита восходящим потоком воды к слою инертной загрузки. Согласно результатам расчета длительность этой операции составляет 3 минуты. Поток воды для «зажатия» слоя катионита составляет 67,5 м3/ч, а поток воды для «зажатия» анионита – 105 м3/ч.

В процессе проведения данной операции вымывается ионитная мелочь, образующаяся в результате разрушения гранул ионообменных смол, и взвешенные вещества (при наличии их в потоке очищаемой воды), которые были задержаны верхним слоем ионита во время рабочего цикла. Размер зерен инертного материала подбирается таким образом, чтобы задерживать иониты, но пропустить взвешенные вещества и продукты эрозии ионообменных смол.

2.2. Пропускание регенерационного раствора через слой ионита. Указанная операция осуществляется посредством дозирования концентрированного химического реагента (96 %-й серной кислоты или 40 %-го раствора гидроокиси натрия) в восходящий поток обессоленной воды, направляемый в корпус аппарата. При этом расход воды рассчитывается так, чтобы при попадании в корпус фильтра были достигнуты оптимальные для регенерации линейные скорости протока, а порция дозируемого реагента – для получения раствора реагента нужной концентрации.

2.3. Вытеснение продуктов регенерации и отмывка ионитов в восходящем потоке воды.