Оборудование ионитной части водоподготовительных установок

Ионообменная технология очистки воды и конденсатов реализуется в насыпных ионитных фильтрах следующих типов:

1) ФИПа I — фильтры ионитные параллельно-точные первой ступени;

2) ФИПа II — фильтры ионитные параллельно-точные второй ступени;

3) ФИПр — фильтры ионитные противоточные; ФИПр-2П — фильтры ионитные двухпоточно-противоточные;

4) ФИСДНр — фильтры ионитные смешанного действия с наружной (выносной) регенерацией;

5) ФИСДВр — фильтры ионитные смешанного действия с внутренней регенерацией;

6) ФР — фильтры-регенераторы для ФИСД с наружной регенерацией.

В условных обозначениях типоразмеров фильтров первое число после буквенных обозначений указывает на диаметр фильтра, м (1,0; 1,4; 2,0; 2,6; 3,0; 3,4), второе — на условное давление, МПа (0,6 или 1,0). Конкретное технологическое предназначение фильтра (катионитный или анионитный) определяется типом загруженного в фильтр ионита. Различия в конструкциях фильтров первого и второго ступеней связаны с расчетными скоростями фильтрования, составляющими соответственно 10—25 и 40—50 м/ч.

Рисунок 4.9 - Конструкция фильтра типа ФИПаI:

1 – корпус; 2, 3 – верхнее и нижнее дренажно-распределительные устройства; 4 – подвод обрабатываемой воды; 5 – подвод регенерационного раствора; 6 – выход фильтра; 7 – спуск регенерационного раствора и отмывочной воды; 8 – подвод воды для взрыхления; 9 – выход взрыхляющей воды.

На рис. 4.9 представлена конструкция фильтра типа ФИПа I. Фильтр состоит из цилиндрического корпуса с эллиптическими верхним и нижним днищами, верхнего и нижнего дренажно-распределительных устройств, трубопроводов с арматурой и контально-измерительных приборов, расположенных по фронту фильтра. Нижнее распределительное устройство, служащее для удержания ионита, отвода фильтрата и распределения взрыхляющей воды, монтируется на бетонной подушке или размещается по типу «копирующие дно». Верхнее распределительное устройство служит для равномерного распределения исходной воды и регенерационных потоков по слою ионита, а также для отвода взрыхляющей воды. Система трубопроводов и арматуры, подключенных к фильтру, обеспечивает проведение всех необходимых технологических операций при его эксплуатации. Нижние распределительные устройства выполняются на основе:

а) щелевых колпачков производственного предприятия «ТЭКО-ФИЛЬТР»;

б) щелевых дренажных устройств желобкового типа, изготавливаемых ТКЗ.

Последнее состоит из коллектора, к которому присоединены сборно-распределительные трубы-отводы с заглушёнными внешними концами, имеющие по всей длине отверстия диаметром 5—8 мм, обеспечивающие дренажу повышенное сопротивление. Отверстия перекрыты по всей длине трубы общим щелевым желобком с шириной щелей 0,25 мм. Распределительные устройства, расположенные в слое ионитов в фильтрах типов ФИПр, ФИПр-2П, ФИСДВр, представляют собой горизонтальный коллектор с отводами, оснащенными фильтровальными колпачками.

В фильтрах смешанного действия невозможно провести регенерацию смешанного слоя ионитов без его предварительного разделения на слой катионита и слой анионита. Это разделение, а следовательно, и регенерацию можно осуществить двумя способами, причем каждый из них предопределяет необходимую конструкцию фильтра. Согласно первому способу с проведением наружной (выносной) регенерации (рис.4.10) ионитовая смешанная шихта потоком воды перегружается из рабочего фильтра типа ФИСДНр в первый фильтр-регенератор, в котором производится разделение смеси на катионит и анионит гидравлическим путем с учетом разности объемных плотностей ионитов. Затем анионит гидроперегрузкой направляется во второй фильтр-регенератор. После раздельной регенерации катионит и анионит транспортируются в рабочий ФСД, перемешиваются сжатым воздухом и дополнительно отмываются до почти нейтральной реакции, что позволяет включить фильтр в работу. При таком способе регенерации рабочий фильтр ФИСДНр может эксплуатироваться при скоростях фильтрования до 100 м/ч в системах очистки турбинных конденсатов. Организация наружной регенерации исключает попадание регенерационных растворов кислоты и щелочи в обработанный конденсат. На каждые две блочные обессоливающие установки (БОУ) предусматривается один узел регенерации ионитов.

Рисунок 4.10 - Принципиальная схема установки фильтров смешанного действия с наружной регенерацией:

I – фильтр смешанного действия; II – первый фильтр-регенератор; III – второй фильтр-регенератор; 1 – подвод турбинного конденсата на обработку; 2 – отвод очищенного конденсата; 3 – подвод регенерационного раствора H₂SО₄; 4 - подвод регенерационного раствора NaOH; 5 – подвод сжатого воздуха; 6 – сброс на нейтрализацию стоков; а – конденсат; б – воздух; в – гидроперезагрузка ионитных материалов; г – дренаж; д – задвижка с приводом; е – клапан шланговый; ж – задвижка или клапан.

В схемах ВПУ, имеющих существенно меньшую производительность по сравнению с БОУ, применяется другой способ — внутренняя регенерация смешанного слоя. Для осуществления этого способа ФСД должен быть оборудован средней дренажной системой. Разделение смеси ионитов осуществляется в самом фильтре, причем после разделения анионит располагается в верхнем слое, а катионит — в нижнем, строго под средней дренажной системой. При регенерации производится подача раствора щелочи сверху, а кислоты снизу с одновременным отводом регенерационных растворов через среднюю дренажную систему. После отмывки слоев ионитов по линиям регенерации производится дополнительная отмывка ионитов, а затем их перемешивание сжатым воздухом. В фильтре ФИСДВр во избежание поломки средней дренажной системы не допускается скорость фильтрования выше 50 м/ч.

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается сущность процесса ионного обмена?

2. Что называют водородным показателем?

3. На чем основана обработка воды методом ионного обмена?

4. В чем заключается сущность процесса катионирования и анионирования?

5. В чем заключается сущность процесса Na-катионирования?

6. Опишите процесс обработки воды методом Н-катионирования?

7. Принципы работы анионитных фильтров.