Инструкция по эксплуатации натрий-катионитных фильтров

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ФИЛЬТРОВ

Эксплуатация натрий-катионитных фильтров ХВО сводится к чередованию следующих операций:

1.  Технологическая обработка воды.

2.  Регенерация катионита.

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ВОДЫ

При пропускании воды через натрий-катионитные фильтры происходит умягчение воды, кроме того уменьшается содержание в ней взвешенных веществ, железа и, частично, масла, а рН и солесодержание увеличиваются.

Процессы натрий-катионирования, связанные с умягчением воды представлены уравнениями:

накипные соли

безнакипные соли

Таким образом, в процессе натрий-катионирования, накипные соли превращаются в безнакипные.

Умягчение воды производят, пропуская воду сверху вниз через слой отрегенерированного катионита.

Фильтрат после фильтров 1 ступени натрий-катионирования имеет глубокое снижение величины жесткости, но срабатывание фильтров, т.о. истощение катионита, происходит резко за короткий период времени, что может привести к проскоку солей жесткости в питательные и подпиточные узлы. Чтобы исключить это, умягченную воду из фильтра 1 ступени направляют в фильтр 2 ступени которые являются барьером на пути проскока катионов Са²⁺ и Mg²⁺ в питательную воду обеспечивают надежность при умягчении воды в период эксплуатации.

Кроме того фильтры 2 ступени дают возможность более полного срабатывания фильтра 1 ступени, что приводит к экономии реагента (поваренной соли) и воды «собственных нужд».

Со временем фильтры срабатываются катионит истощается, т.е. у него уменьшается «запас» обменных катионитов Na⁺ и он теряет способность умягчать воду до необходимых пределов.

Фильтр отключается и выводится на регенерацию.

2. РЕГЕНЕРАЦИЯ

Регенерация состоит из трех этапов:

1) взрыхление;

2) пропуск раствора поваренной соли;

3) отмывка.

2.1. Взрыхление проводится после вывода фильтра из технологической линии для устранения уплотнения слежавшейся массы катионита, с тем чтобы обеспечить свободное поступление регенерационного раствора к зернам катионита и удаление из его объема взвеси, задержанной при фильтровании воды

Уточнение исходных данных и нормативных показателей
по условиям эксплуатации оборудования натрий-катионитной водоподготовки

Температура воды на входе в фильтр должна быть до 40 °С.

Давление воды на входе в фильтр должно быть до 6 кгс/см².

Потери давления в фильтрах могут быть до 1 кгс/см².

Скорость фильтрования

Скорость фильтрования (соответственно и производительность фильтра) должна быть:

в фильтрах 1 ступени:

-  минимальная до 5 м/ч _____ м³/ч;

-  эксплуатационная до 40 м/ч _____ м³/ч;

-  максимальная до 50 м/ч _____ м³/ч;

в фильтрах 2 ступени:

-  минимальная до 5 м/ч _____ м³/ч;

-  эксплуатационная до 40 м/ч _____ м³/ч;

-  максимальная до 50 м/ч _____ м³/ч;

Зная проектную производительность химводоподготовки определяется эксплуатационная скорость фильтра:

где:

W_Э – эксплуатационная скорость фильтрования, м/ч;

S_Na – площадь фильтрования натрий-катионитного фильтра, м²;

Q_Ф – количество работающих фильтров;

Q – проектная производительность химводоподготовки.

Количество регенераций

Количество регенераций рассчитывается по формуле для фильтра первой ступени:

     

где:

n’ – число регенераций фильтра 1-ой ступени в сутки, рег/сут;

Ж_ИВ – общая жесткость исходной воды, мг-экв/кг;

Ж_ОСТ – общая остаточная жесткость после фильтра первой ступени, м³/ч;

Q’ – расход воды, поступающей на фильтр 1-ой ступени на умягчение, мг-экв/кг;

V’ – объем загруженного катионита в фильтр 1-ой ступени, м³;

E_P– рабочая обменная емкость загрузки фильтра 1-ой ступени, г-экв/м³;

Фильтр 2-ой ступени:

     

где:

n’’ – число регенераций фильтра 2-ой ступени в сутки, рег/сут;

Q’’ – расход воды, поступающей на фильтр 2-ой ступени, м³/ч;

Ж_ОСТ – общая остаточная жесткость после фильтра 2-ой ступени, мг-экв/кг;

V_P’’– объем загрузки фильтра 2-ой ступени, м³;

E_P – рабочая обменная емкость загрузки фильтра 2-ой ступени, г-экв/м³.

Рабочая обменная способность катионита в фильтре 1-ой ступени и для нового катионитного материала определяются по справочнику О.В. Лившиц «Справочник по водоподготовке котельных установок», М. Энергия, 1976 (табл. 5-4, 5-5, 5-6, 5-7) или «Информационным материалом», для старых загрузочных материалов рабочая обменная способность определяется лабораторным путем.

Рабочая обменная способность катионита в фильтре 2-ой ступени определяется по «Справочнику химика-энергетика», т. 1, М. Энергия, 1972.

Количество регенераций в фильтрах 1-ой ступени при удовлет­вори­тель­ной работе – до 3 рег/сут; в фильтрах 2-ой ступени до 0,03 рег/сут.

Теоретический расход поваренной соли на регенерацию

Расход соли на одну регенерацию в фильтре 1-ой ступени, кг:

     

где: q’ – удельный расход соли в фильтрах 1-ой ступени (приложение 8) и табл. 5-4 «Справочник по подготовке котельных установок».

В фильтрах 2-ой ступени, кг

где:

q’’ – удельный расход соли в фильтрах 2-ой ступени определяется по  «Спра­воч­нику химика-энергетика».

Концентрат раствора поваренной соли – 6-8 % (для фильтров 2-ой ступени до 10 %).

Расчет бака мерника

Рассчитывается по формуле:

где:

V_М – рабочий объем бака-мерника соли, м³;

g – плотность солевого раствора, г/см³;

r – концентрация солевого раствора, %.

Предложенный бак-мерник объемом V_М=______ м³ удовлетворяет (не удовлетворяет) условиям эксплуатации.

Резервуар склада мокрого хранения соли

Объем двух резервуаров бункера соли рассчитывается по формуле:

где:

V_P – объем двух резервуаров бункера, м³;

m – необходимый запас соли на 10 суток при автозавозе, т;

d – остаток соли на 5 суток при автозавозе, т.

Предложенный объем резервуаров V_P=______ м³ удовлетворяет (не удовлетворяет) условиям эксплуатации.

Бак взрыхляющей воды

Объем бака взрыхляющей воды определяется по формуле:

     

где:

V_ВЗРВ – объем бака взрыхления, м³;

f – интенсивность взрыхления (3-4 л/с м²);

t – продолжительность взрыхления, мин (не менее 15).