книги / Справочник по водоподготовке котельных установок

2-7. ОБРАБОТКА КОНДЕНСАТОВ

Основной составляющей пита­ тельной воды паровых котлов яв­ ляется конденсат, возвращаемый потребителями пара.

Потребителями пара отопитель­ но-производственных котельных яв­ ляются:

1) подогреватели: t сетевые, горя­ чего водоснабжения, исходной или химически очищенной воды и т. п.;

2)подогреватели мазута;

3)технологические потребители предприятий, для которых соору­ жается котельная.

Загрязнение возвращаемых кон­ денсатов возможно:

1) солями кальция, магния и нат­ рия, мазутом за счет неплотностей подогревателей;

2) продуктами коррозии паро­ конденсатного тракта (особенно изза углекислоты, образующейся в котле при разложении ЫаНСОз и Na2C03);

3) в процессе производства при­ месями, зависящими от характера технологических процессов.

Если конденсат в процессе произ­ водства загрязнен примесями в ко­ личествах, удаление которых требу­ ет больших затрат, чем подготовка соответствующего количества доба­ вочной воды, то использование та­ кого конденсата экономически не целесообразно. В каждом конкрет­ ном случае вопрос очистки конден­ сата должен решаться в соответст­ вии со степенью его загрязнения и требованиями, установленными для данных паровых котлов.

Рис. 2-13. Бак-отстойник конденсата.

вод отстоявшегося конденсата к насосу.

В котельных применяются следу­ ющие методы очистки конденсата: обезмасливание, очистка от мазута, обезжелезивание и умягчение.

а) ОБЕЗМАСЛИВАНИЕ КОНДЕНСАТОВ

Конденсат, загрязненный смазоч­ ными маслами и нефтепродуктами, может содержать этих примесей более 150 мг/л. При содержании масел более 10 мг/л обычно обра­ зуется неустойчивая эмульсия, по­ этому первоначальная стадия очист­ ки конденсата может осуществлять­ ся путем отстоя.

Отстой конденсата осуществляет­ ся в специальных баках-отстойни­ ках, рассчитанных на 1,5—2 ч пре­ бывания в них конденсата (рис. 2-13).

Принципиальная схема очистки конденсата от масла дана на рис. 2-14.

Загрязненный конденсат поступа­ ет в бак-отстойник 1. В первом от­ секе бака, отделенном вертикаль­ ной перегородкой, идущей от крыш­ ки бака, капли масла укрупняются и всплывают на поверхность; при помощи пробоотборного устройства 10 устанавливают уровень скопив­ шегося в этом отсеке масла и пе­ риодически его удаляют.

Из первого отсека бака частично отстоявшийся конденсат поступает во второй отсек, откуда насосом 2 подается на механические фильтры 3. Небольшая вертикальная пере­ городка, идущая от дна бака, за­ держивает в первом отсеке бака-от­ стойника механические примеси, вносимые конденсатом.

Механические фильтры загружа­ ются нефтяным или каменноуголь­ ным коксом, дробленым антраци­ том, термоантрацитом (возможно отработанным активированным уг­ лем); размер зерен фильтрующего материала 1—3 мм. Фильтрование замасленного конденсата через ме­ ханические фильтры производится со скоростью 5—7 м/ч. Отключение фильтров на промывку производит-

ся при достижении сопротивления фильтра примерно до 10 м вод. ст.

Содержание масла после механи­ ческих фильтров составляет при­ мерно 4—6 мг/л. Для улучшения процесса обезмасливания конденса­ та применяют периодическую (при­ мерно 1 раз в сутки) подачу на ме­ ханические фильтры хлопьев гидро­ окиси алюминия, которые на по­ верхности фильтра образуют плен­ ку, хорошо адсорбирующую масло; остаточное содержание масла после механических фильтров составляет примерно 1—2 мг/л.

Приготовление суспензии гидро­ окиси алюминия осуществляется путем смешения 5—7%-ных раство­ ров A12(S04)S и NaOH, дозируемых из мерников 7 и 8 в бак 9. В ре­ зультате реакции

А12 (S04)3 -f 6NaOH -» - 3Na2S04 + 2А1 (ОН)3 1

образуются хлопья гидроокиси алю­ миния. Чтобы не увеличивать солесодержание конденсата, хлопья от­ деляют путем декантации в баке 9 и затем в фильтре 3 отмывают от сульфата натрия. Дозировка ре­ агентов для получения хлопьев А1(ОН)з осуществляется из расчета на 1 м3 очищаемого конденсата:

A12(S04)3 в размере 20—25 г/м3г NaOH в размере 15—18 г/м3.

Для лучшей адсорбции масел хлопьями коагулята pH конденсата должно быть в пределах 6,8—7,3. Хлопья А1(ОН)з образуют пленку на поверхности фильтрующего ма­ териала в механическом фильтре,, которая хорошо адсорбирует мас­ ла; хлопья гидроокиси с поглощен­ ным маслом удаляются при взрых­ ляющей промывке фильтра. Взрых­ ление производится обезмасленнымконденсатом с интенсивностью 10— 12 л/(с-м2) в течение 5—6 мин. Ча­ стота взрыхляющей промывки ме­ ханического фильтра (с пленкой из. гидроокиси алюминия или без нее) осуществляется по нарастанию со­ противления фильтра до допусти­ мых пределов. Периодически фильт­ рующую загрузку механического* фильтра промывают горячим раст­ вором щелочи для более полногоудаления масла и использованной гидроокиси алюминия. После меха­ нических фильтров очищаемый кон­ денсат поступает в фильтры активи­ рованного угля (ФАУ) 4.

Для загрузки ФАУ используется активированный уголь марки БАУ,. КАД и др. с размером зерен 1— 3,5 мм. Высота загрузки для ФАУ,

изготавливаемых ТКЗ, принимает­ ся 2,5 м, при использовании в ка­ честве ФАУ натрий-катионитных фильтров — соответственно 2—2,5 м.

Скорость фильтрования на ФАУ принимается та же, что и на меха­

содержание масла при этом в пер­ вое время снижается до следов, за­ тем по мере истощения угля его со­ держание в фильтрате увеличивает­ ся и становится равным содержа­ нию масла в поступающем на очи­ стку конденсате.

До настоящего времени экономи­ чески целесообразных методов ре­ генерации активированного угля не разработано, поэтому он исполь­ зуется однократно и по истощении заменяется новым материалом.

По данным ВТИ активированный уголь (при слое 1,5 м) способен задержать масла в количестве 25% массы сухого активированного угля, при этом содержание масла в филь­ трате в среднем не превысит 0,5 мг/л. Например, ФАУ Dys=2000 способен выдавать 15 м8/ч обезмас­ ленного конденсата примерно в те­ чение 7 мес.

Взрыхление ФАУ производится обезмасленным конденсатом с ин­ тенсивностью 3—4 л/(с-м2) в те­ чение 5—10 мин; взрыхление ФАУ производится 1 раз в 10—15 сут из бака 6. При установке бака 6 на отметке более 8 м насос 5 для взры­

ВОЗВРАЩАЕМОГО ОТ МАЗУТНОГО ХОЗЯЙСТВА

Пар в мазутном хозяйстве ко­ тельных используется в подогрева­ телях мазута, резервуарах хране­ ния мазута, лотках и нулевых ем­ костях. Общий расход пара в ма­ зутном хозяйстве котельных состав­ ляет обычно от 1 до 20 т/ч.

Затраты на сложную очистку конденсата от мазута с получением нескольких тонн чистого конденса­ та экономически не оправдывались, поэтому конденсат от мазутного хо­ зяйства обычно сбрасывался в дре­ наж. Ливневые стоки с территории мазутного хозяйства обязательно проходили установку для очистки от мазута, туда же сбрасывался обычно и конденсат, предваритель­ но охлажденный (разбавлением) до 40°С.

Повышенные требования, предъ­ являемые к качеству сточных вод (закон об утверждении Основ вод­ ного законодательства Союза ССР и Союзных республик издан Верхов­ ным Советом СССР 10 декабря 1970 г.), заставили принять строгие меры как по ограничению сброса замазученных стоков, так и по пол­ ной и надежной их очистке.

Очистка конденсата по схемам со сбросом задержанного мазута в дренаж не имеет смысла даже при небольшом количестве сбросных вод, так как потребует сложных очистных сооружений. На Конаков­ ской ТЭЦ впервые была осуществ­ лена установка по очистке конден­ сата, возвращаемого от мазутного хозяйства без сброса стоков. Схема очистки конденсата, возвращаемого от мазутного хозяйства без сброса стоков, усовершенствованная для котельных Сантехпроектом, приве­ дена на рис. 2-15.

Возвращаемый от мазутного хо­ зяйства конденсат 1 и 2 охлаж­ дается в теплообменниках 4 до тем­ пературы 95°С и поступает в бакиотстойники 5, конструкция которых приведена на рис. 2-16. Отстоявший­ ся конденсат с содержанием мазута около 10 мг/л перфорированным коллектором со дна бака 5 отво­ дится в расходный бак 6, откуда насосами 8 подается на очистку. Очистка конденсата осуществляется на трех фильтрах (без резервных), работающих последовательно без сброса стоков. Отработанные фильт­ рующие материалы выгружаются

шО£ к “ £

2 *s j

8X©£Ji I 0

•О в, И

!“0>> %g.s

I I я i « Й*

из фильтров вручную и сжигаются.

держивающей основную массу про­ скочившего мазута, устанавливает­ ся механический фильтр 9, загру­ женный коксом или термоантраци­ том — более дешевыми, чем активи­ рованный уголь. Когда фильтр за­ грязняется мазутом и сопротивле­ ние его возрастает более допусти­ мых пределов (А>10 м вод. ст.), верхний слой или весь фильтрую­

вручную и отправляется на сжига­ ние. Во время перегрузки фильтра 9 установка работает по обводной линии, при этом контроль ведется более тщательно, чтобы мазут не попал на фильтры активированного угля (ФАУ) 10, которые работают по скользящему графику: фильтр, загруженный свежим активирован­ ным углем, работает вначале в ка­ честве второй ступени ФАУ. Когда периодический контроль сигнализи­ рует о приближении содержания мазута в фильтре к допускаемой для установленных котлов норме, фильтр переключается на работу , в качестве первой ступени ФАУ» а ФАУ, работавший в качестве пер­ вой ступени, загружается свежим активированным углем и вновь ста­ новится фильтром второй ступени ФАУ.

Описанная схема работы установ­ ки обеспечивает защиту ФАУ от проскоков мазута и дает значитель­ ную экономию в расходе дефицит­ ного и дорогостоящего активиро­ ванного угля, обеспечивая надеж­ ное удаление мазута из конденсата при отсутствии сбросных вод.

Бак-отстойник конденсата (рис. 2-16) работает с постоянным уров­ нем конденсата благодаря верти­ кальной перегородке 7 в кармане 6 для отвода отстоявшегося конден­ сата. Подвод загрязненного конден­ сата в бак и отвод отстоявшегося конденсата осуществляется перфо­ рированными коллекторами 2 и 4. Удаление отстоявшегося мазута

Для очистки конденсата от окис­ лов железа используется следую­ щая аппаратура:

1. Целлюлозные фильтры намыв­ ного типа (так называемые набив­ ные фильтры требуют значительных затрат труда и времени на пере­ грузку целлюлозы и поэтому при­ меняются редко).

2. Механические (одно-, двух- и трехкамерные) или водород-катио- нитные фильтры с использованием в них сульфоугля (при температуре конденсата до 90°С) или катионита КУ-2 (при температуре конденсата до 120°С).

3. Электромагнитные аппараты и намывные ионитные фильтры.

Намывные целлюлозные фильтры изготавливаются Таганрогским ко­ тельным заводом (см. табл. 7-1),

расчетные данные по ним приведе­ ны в § 5-9.

Схема обезжелезивания конденса­ та на целлюлозных фильтрах на­ мывного типа приведена на рис. 2-17.

При обезжелезивании конденсата сульфоуглем или катионитом КУ-2 высота фильтрующего слоя прини­ мается 0,8 м (при использовании двух- и трехкамерных фильтров — 0,8 м в каждой камере). В фильт­ рах обезжелезивания предусматри­ вается периодическая промывка фильтрующего слоя раствором кис­ лоты для отмывки от окислов же­ леза. При установке для обезжеле­ зивания механических фильтров пе­ риодическая гидровыгрузка фильт­ рующего материала производится в специально установленный для это­ го водород-катионитный фильтр с

Рис. 2-19. Схема электромагнитного фильт­ ра, заполненного стальными шариками.

/ — вход конденсата; 2 — выход конденсата; 3 — слив конденсата в дренаж при отмывке фильтра от задержанных продуктов коррозии; 4 — стальные намагничивающиеся шарики; 5 — электромагнит­ ная кйтушка для создания магнитного поля; 6 —

корпус фильтра, изготовленный из немагнитной стали.

подводом к нему для регенерации раствора кислоты и сжатого воз­ духа.

Схема обезжелезивания в водородкатионитном фильтре, загруженном катионитом (сульфоуголь или КУ-2), приведена на рис. 2-18.

Расчетные данные для обезжеле­ зивания на механических или водо- род-катионитных фильтрах приве­ дены в § 5-10. Удаление окислов железа может осуществляться на магнитных фильтрах, устанавливае­ мых перед катионитными; магнит­ ные частицы улавливаются этим фильтром, а частицы, находящиеся в коллоидном состоянии, после прохождения магнитного поля на­

Фильтр диаметром 1 м заполнен на высоту 1000 мм шариками диа­ метром 6 мм из специальной маг­ нитной стали или стали типа армко. Корпус фильтра выполнен из аустенитной (немагнитной) стали. Вокруг корпуса по высоте засыпки

денсате железа 15—20 мкг/л эф­ фект обезжелезивания составляет 90%; при этом вместе с ферромаг­ нитными примесями задерживаются и немагнитные загрязнения (мас­ ла, немагнитные металлы и пр.). Железоемкость фильтра составляет 2 г/кг шариковой загрузки.

снимается магнитное поле (выклю­ чением электрического тока), за­ тем закрывается задвижка 2 и от­ крывается задвижка 3 на 20 сек.

Конденсат, загрязненный солями жесткости, умягчается на натрийкатионитной установке. Натрий-ка- тионитный фильтр принимается по конструкции второй ступени, рас­ четные данные для которого приве­ дены в § 5-3. Загрузка фильтра производится катионитом КУ-2 при температуре обрабатываемого кон­ денсата выше 70°С.