книги / Справочник по водоподготовке котельных установок

Рис. 5-8. Схема автоматизации противоточного водород-катионитного фильтра.

/ — 10 — запорные мембранно-исполнительные кла­ паны (МИК); 11 — крепкая серная кислота на при­ готовление регенерационного раствора; 12— тру­ бопровод регенерационного раствора кислоты; при отмывке фильтра — отмывочной воды; 13 — расхо­ домер; 14 — осветленная (исходная) вода; 15 — сме­

приготовления регенерационного раствора и отмыв­ ки фильтра; 19 — противоточный водород-катионит-

сбросных вод; 22 — крепкая серная кислота со скла­ да; 23— мерник крепкой серной кислоты; 24 — под­ дон; 25 — насосы-дозаторы крепкой серной кислоты типа НД (Д и Дч и. Д а).

ции восстановления фильтра в сле­ дующей последовательности:

1) включение «блокирующего по­ тока»— открытие МИК 5, 6 и 3; ,

2)открытие МИК 7 и 9;

3)последовательное подключение насосов-дозаторов Д\ для дозиров­

ки 1%-ного раствора серной кисло­

5) отмывка осуществляется также со скоростью 10 м/ч водород-катио-

нированной водой, поступающей че­ рез МИК 7 и 9 снизу и сбрасывает­ ся через средний дренаж (МИК 5 и б); по окончании отмывки закры­ ваются МИК 7, 9, 3 и 5, «блокиру­

КЭП дает команду: МИК 8 откры­ вается на 2—3 мин для удаления воздуха и тут же закрывается, за­ тем открывается МИК Ю и одно­

По окончании взрыхления верх­ него слоя закрываются МИК 6, 10, отключается насос взрыхляющей промывки и по светзвуковому сигна­ лу окончания процесса восстановле­ ния фильтра кнопкой со щита уп­ равления фильтр включается в ра­ боту— МИК 1 и 2 открываются.

Когда необходимо осуществить взрыхление всего слоя катионита, загруженного в противоточный фильтр, после окончания отмывки и снятия «блокирующего потока» от­ крываются МИК 4 и 10 и включа­ ется насос 17. По окончании взрых­ ляющей промывки закрываются МИК 4 и 10, отключается насос 17 и дается светозвуковой сигнал окон­ чания процесса восстановления фильтра. Фильтр включается в ра­ боту. , , ,

5-7. АНИОНИТНЫЕ ФИЛЬТРЫ В СХЕМАХ ЧАСТИЧНОГО ХИМИЧЕСКОГО

ОБЕССОЛИВАНИЯ

Назначение анионитных фильт­ ров, процесс анионирования и ус­ ловия регенерации анионитных фильтров изложены в ,§ 2-5,г.

Анионитные фильтры в схемах частичного обессоливания (вариан­ ты 1—7, рис. 2-10) предназначают­ ся для удаления анионов сильных

* Рекомендации по выбору щелочи для регенера­ ции NaOH, Na,COs или NaHCOs даны в § 2-5, г.

кислот и загружаются слабооснов­ ным анионитом марки АН-31 и т. п.

Расчет анионитных фильтров про­ изводится на основании следующих исходных данных:

1) производительности фильтров. м3/ч;

2)условий регенерации фильт­ ров, обусловливаемых принятым вариантом обессоливания;

3)качественного состава воды, поступающей на анионитные фильт­

ры; этот состав определяется пре­ дыдущей стадией обработки воды (водород-катионировании) в соот­ ветствии с требуемым остаточным солесодержанием частично обессо­ ленной воды.

Технологические данные для рас­ чета анионитных фильтров приведе­ ны в табл. 5-13.

После выбора варианта схемы обессоливания по § 2-5,г произво­ дится предварительный выбор коли­

ния на анионитных фильтрах, при­ нимаются в предварительных расче­

анионитных фильтров используются стандартные водород-катионитные фильтры), м2; а — количество по­ стоянно работающих фильтров, при­ нимается по табл. 5-13.

Количество анионов сильных кис­

г-экв/м3; с ? ” ~ остаточное содер­

жание анионов сильных кислот (сумма хлоридов и сульфатов в обессоленной воде), определяемое по заданному солесодержанию час­ тично обессоленной воды из урав­ нения (1-17) или (1-18), г-экв/м3.

Число регенераций анионитных фильтров в сутки определяется по формуле:

где <*8 — коэффициент эффективно­ сти регенерации анионита, зависящий от удельного расхода щелочи; при расходе 60 г/г-экв поглощенных

сульфатов и хлоридов <4 = 0,8-М},9; Ее— полная динамическая обменная способность анионита, г-экв/м3; при­ нимается по табл. 5-13; ^ —удельный расход воды на отмывку анионита, м3/м3; принимается по табл. 5-13.

Расход 100%-ного NaOH на одну регенерацию анионитного фильтра, кг, определяется по уравнению:

где ^NaOH — удельный расход NaOH, г/г-экв принимается по табл. 5-13.

Расход технического 42%-ного ед­ кого натра, м3, в сутки, определяет­ ся по формуле

где 42 — содержание NaOH в тех­ ническом продукте, %; р42 — плот­ ность технического 42%-ного раст­ вора едкого натра, используемого в энергетике, т/м3.

Расход воды на регенерацию анионитного фильтра слагается из:

1) расхода воды на взрыхляю­ щую промывку фильтра, м3,

где t и /взр— соответственно интен­ сивность и продолжительность взры­ хления анионита, принимаются по табл. 5-13;

2) расхода воды на приготовле­ ние регенерационного раствора Ще­ лочи, м3,

ра, т/м3; принимается по табл. 15-9; 3) расхода воды на отмывку ани­ онита от продуктов регенерации, м3:

где <7от — удельный расход воды на отмывку анионита, м3/м3; принима­ ется по табл. 5-13.

Расход воды на одну регенерацию анионитного фильтра без использо­ вания отмывочной воды на взрых­ ление составляет:

QC.H — Q B3p 4“ Qp. р 4* QOT» (5-82)

с учетом использования отмывочных вод на взрыхляющую промывку фильтров

Среднечасовой расход воды на собственные нужды анионитных фильтров, м3/ч, определится по фор­ муле:

Межрегенерационный период ра­ боты каждого фильтра, ч, опреде­ лится из уравнения:

где *рег — время регенерации анио­ нитного фильтра, ч,

7per = 7взр 4" 7р.р 4" 7от 1 (5-86)

где СОг — концентрация углекисло­ ты в воде, поступающей в декарбонизатор, кг/м3; Жк — карбонатная жесткость исходной воды, разру­ шаемая в процессе водоподготовки, мг-экв/л; СО"‘в— концентрация

растворенной свободной углекисло­ ты (равновесной) в исходной воде, мг/л.

Концентрацию свободной углекис­ лоты определяют по щелочности (карбонатной жесткости) и pH ис­ ходной воды — по номограмме на рис. 5-9. Номограмма составлена для воды с сухим остатком 200 мг/л при температуре ее 10 и 20°С. При других значениях сухого остатка ис-_ ходной воды концентрацию свобод­ ной углекислоты, мг/л, определяют по формуле:

где СО” 6—концентрация свободной

углекислоты, определенная по но­ мограмме рис. 5-9, мг/л; а — попра­ вочный коэффициент на сухой оста­ ток исходной воды, определенный по таблице:

Необходимую поверхность насад­ ки (поверхность десорбции), м2, обеспечивающую заданный эффект удаления углекислоты, определяют по формуле

подлежащее удалению в декарбонизаторе, кг/ч, определяемое по фор­ муле:

G = Q(C02- C O ^ b). (5-94)

Q — количество воды, поступающей на декарбонизатор, м3/ч; СОг — кон­ центрация углекислоты в воде, по­ ступающей на декарбонизатор, кг/м3; определяют по формуле (5—91); С02' в —концентрация уг­

лекислоты в декарбонизированной воде, принимают 0,005 кг/м3 (5 мг/л);

— коэффициент десорбции угле­ кислоты, м/ч; для дёкарбонизаторов с кольцами Рашига 25X25X3 й плотностью орошения насадки 60 м3/(м2-ч) определяют в зависи­ мости от температуры декарбонизи-

Рис. 5-11. График определения средней дви­ жущей силы десорбции ДсСр в зависимости от концентрации СО, до декарбонизатора.

Концентрация СО, после лекарбонизатора, иг/л: 1-3; 2-5; з —10.

руемой воды по графику на рис. 5-10; Дсср — средняя движущая сила десорбции, кг/м3, определяемая по рис. 5-11 в зависимости от кон­ центрации углекислоты в воде до и после декарбонизации.

Определив поверхность десорбции, т. е. необходимую поверхность на­ садки из колец Рашига, определяют габариты декарбонизатора. Д ля со­ кращения высоты проектируемого декарбонизатора выгодно приме­ нять кольца меньшего диаметра, по­ скольку они имеют большую поверх­ ность единицы объема. На основа­ нии опытных данных рекомендуется • применять насадку из керамических колец Рашига 25X 25X 3 мм, выпус­

колец в 1 м3 при беспорядочной за ­ грузке 53 200 шт/м3; свободный объ­ ем на один кубический метр насад­ ки 0,74 м3/м3; поверхность насадки при беспорядочной загрузке 204 м2/м3, масса колец 532 кг/м3.

Площадь поперечного сечения де­ карбонизатора обусловливается оп­ тимальной плотностью орошения насадки из колец Рашига на едини­

единицу площади поперечного сечения декарбонизатора.

Диаметр декарбонизатора, м, оп-

F — поверхность десорбции, м2, оп­ ределяемая по формуле (5-93) j 204 — поверхность 1 м3 насадки иа колец Рашига 25X 25X 3 мм при бес­ порядочной загрузке, м2/м3.

Необходимый расход воздуха, по­ даваемого в декарбонизатор, опре­ деляется по формуле, м3/ч:

при насадке из колец Рашига, при нимается: при умягчении — 25, npi обессоливании — 40 м3/м3.

Суммарное сопротивление прохо­ ду воздуха через декарбонизатор, мм вод. ст., определяется по фор­ муле

ходу воздуха конструктивных эле­ ментов декарбонизатора, мм вод. ст.

Вентилятор к декарбонизатору должен обеспечивать расход возду­ ха, определенный по формуле (5-99), а напор — несколько выше рассчитанного по формуле (5-100) сопротивления проходу воздуха в декарбонизаторе.

Пример. Рассчитать декарбони­ затор для удаления углекислоты из

торы, определим по формуле (5-91):

= 0,261 кг/м3,

где СОг'в определено по формуле (5-92):

СО"**= СО” 6 а = = 45-0,92 = 41,4 мг/л (г/м3).

Поверхность десорбции определим по формуле (5-93):

где О определено по формуле (5-94):

G = Q (C 0 2- С02*в) =

= 100 (0,261 - 0,005) = 25,6 кг/ч;

6Ж= 0,4 м/ч, определено по рис. 5-10 при температуре f=20°C; Ас0р«» = 0,06 кг/м3, определено по рис. 5-11

при СОа=261 и СО®*8 = 5 мг/л.

Необходимый объем насадки при беспорядочной загрузке колец Рашига определим по формуле (5-98):

Площадь поперечного сечения де­ карбонизатора определим по фор­ муле (5-95):

Диаметр декарбонизатора опреде­ лим по формуле (5-96):

=1,46 м, или 1460 мм.

Высоту слоя насадки из колец Рашига 25X25X3 мм определим по формуле (5-97):

Расход воздуха определим по формуле (5-99):

QB0S = bQ = 25 • 100 = 2500 м3/ч.

Сопротивление проходу воздуха через декарбонизатор определим по формуле (5-100):

Е C= 25А + 40 = 25 • 3,14 + 40 = = 118,5 мм вод. ст.

Вентилятор к данному декарбо­ низатору должен обеспечивать рас­ ход воздуха не менее 2500 м3/ч и развивать напор не менее 119 мм вод. ст.

5-9. НАМЫВНЫЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Конструкция намывного целлю­ лозного фильтра приведена в разд. 7. Намывной фильтр состоит из двух основных частей: нижней и верхней. В нижней части расположены на­ мывные элементы и распределитель-

Продолж ение т абл. 5-15

*Для сульфоугля.

**Для катионита КУ-2.

П р и м е ч а н и е . Периодичность регенерации катионита устанавливается при эксплуатации в за­ висимости от содержания железа в обрабатывае­ мом конденсате. Регенерация производится при установке водород-катионитных фильтров непо­ средственно в самих фильтрах, а из механических фильтров катионит перегружается в специально установленный для регенерации водород-катионит- ный фильтр.

ная система для намыва целлюлозы и подачи загрязненного конденса­ та; в верхней части помещается распределительное устройство для сбора очищенного конденсата и уда­ ления отработанной целлюлозы.

Цикл работы намывного фильтра слагается из следующих операций:

1) приготовления и намыва цел­ люлозной пульпы на фильтрующие элементы аппарата;

2)фильтрования очищаемого кон­ денсата;

3)удаления отработанной цел­

люлозной пульпы с помощью промы­ вочной воды и сжатого воздуха.

Технологические данные для рас­ чета намывного целлюлозного филь­ тра приведены в табл. 5-14.

5-10. КАТИОНИТНЫЕ ФИЛЬТРЫ

ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ КОНДЕНСАТА

Для очистки конденсата от про­ дуктов коррозии устанавливаются механические (одноили двухка­ мерные) или водород-катионитные фильтры второй ступени, загружен­ ные сульфоуглем (при температуре конденсата до 90°С) или катиони­ том КУ-2 (при температуре до 120°С).

При установке механических фильтров для обезжелезивания обя­ зательна установка одного (пусто­ го) водород-катионитного фильтра, в который осуществляется гидропе­ регрузка фильтрующего материала из механических фильтров для ре­ генерации кислотой.

Технологические данные для рас­ чета фильтров для обезжелезивания приведены в табл. 5-15.

6-1. СКЛАД РЕАГЕНТОВ

Хранение реагентов в водоподго­ товительных установках котельных предусматривают в помещении во­ доподготовки или прилежащих к нему сооружениях. Отдельно стоя­ щие склады строят лишь в исклю­ чительных случаях, при наличии

технического обоснования, так как при этом усложняется и удорожает­ ся эксплуатация установки.

Хранение реагентов предусматри­ вают на 30-дневный запас при до­ ставке их по железной дороге и 10дневный при доставке автотранспор­ том. При доставке реагентов желез­ нодорожным транспортом должна