Замена катионита в фильтрах котельной инструкция

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:

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 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).

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО
ПРИМЕНЕНИЮ ИОНИТОВ НА ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

РД 34.37.526-94

Содержание

Срок действия с 01.07.1995 до
01.07.2005

РАЗРАБОТАНЫ
Всероссийским дважды ордена Трудового
Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом (АООТ
«ВТИ»)

ИСПОЛНИТЕЛИ Т.В.
Алексеева, к.т.н., инженеры Л.В.
Кострова, Г.М. Мусарова, Ю.В. Ермошенко

УТВЕРЖДЕНЫ
Департаментом науки и техники РАО
«ЕЭС России» 30.09.1994 г.

Настоящие
Методические указания устанавливают основные требования по применению ионитов
отечественного и зарубежного производства на установках ионообменного умягчения
и обессоливания воды и должны быть использованы в инструкциях и режимных картах
технологических операций при их эксплуатации.

Положения
настоящего документа подлежат применению расположенными на территории
Российской Федерации предприятиями и объединениями предприятий, в том числе
союзами, ассоциациями, концернами, акционерными обществами, межотраслевыми,
региональными и другими объединениями, имеющими в своем составе (структуре)
тепловые электростанции и котельные, независимо от форм собственности и
подчинения.

С вводом в действие настоящих Методических указаний
утрачивают силу РД 34.10.414-88 «Нормы удельных расходов серной кислоты и
гидроокиси натрия для регенерации ионитных фильтров обессоливающих установок
тепловых электростанций», РД 34.10.415-88 «Методические указания по
расчету потребности в серной кислоте и гидроокиси натрия для регенерации
ионитных фильтров обессоливающих установок тепловых электростанций», РД
34.10.403-89 «Нормы расхода ионитов и фильтрующих материалов на досыпку и
замену при эксплуатации водоподготовительных установок тепловых
электростанций», РД 34.10.404-87 «Нормы удельного расхода поваренной
соли для регенерации натрий-катионитных фильтров водоподготовительных
установок», РД 34.10.405-87 «Методические указания по применению норм
удельного расхода поваренной соли для регенерации натрий-катионитных фильтров
водоподготовительных установок», циркуляр Ц-04-88 (т) «О
технологических показателях импортных ионитов».

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.
Номенклатура ионитов отечественного и зарубежного производства, применяемых на
ионообменных установках для обработки воды, представлена в приложении
1.

Требования
к качеству ионитов серийного производства для водоподготовки, а также условия
их поставки и хранения установлены в межгосударственных стандартах:

ГОСТ
20298. Смолы ионообменные. Катиониты. Технические условия;

ГОСТ
20301. Смолы ионообменные. Аниониты. Технические условия.

1.2.
Нормы показателей качества ионитов серийного и опытно-промышленного
производства, применяемые для водоподготовки, должны быть предварительно
согласованы с ВТИ. Нормы представлены в приложении 2.

Технологические
и физико-химические характеристики отечественных ионитов и зарубежных аналогов
приведены в таблицах 1- 4.

Таблица 1

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБОКСИЛЬНЫХ КАТИОНИТОВ*

Примечания . Товарная форма
карбоксильных катионитов — водородная.

* Карбоксильные катиониты вследствие физико-химической
природы слабодиссоциирующих функциональных групп предназначены для применения в
водород-катионитных фильтрах с «голодной» регенерацией в схемах
подготовки воды теплосети (с целью снижения карбонатной жесткости
обрабатываемой воды; для исходных вод с концентрацией анионов сильных кислот
менее половины общей щелочности) и в схемах обессоливания воды с использованием
ступенчато-противоточной и двухслойной технологии катионирования (в сочетании с
сильнокислотным катионитом; для исходных вод с процентным содержанием общей
щелочности в анионном составе воды не менее 40).

** Динамическая
обменная емкость определялась на воде московского водопровода (жесткость — 3,8
мг-экв/дм³; щелочность — 3,4 мг-экв/дм³) при
стехиометрическом удельном расходе серной кислоты на регенерацию.

Таблица 2

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИЛЬНОКИСЛОТНЫХ КАТИОНИТОВ

Примечание .
Товарная форма отечественных катионитов — водородно-натриевая, зарубежных
катионитов — натриевая.

Таблица 3

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СЛАБООСНОВНЫХ АНИОНИТОВ

Примечания . Товарная
форма слабоосновных анионитов при поставке — гидроксильная (кроме анионита
АН-31 и анионитов типа Леватит МР-64, АР-49).

* Условная оценка
стойкости к отрицательному воздействию природных органических веществ,
содержащихся в природных водах, по пятибалльной системе: 2 — наихудшая оценка;
5 — наилучшая оценка (на основании результатов сравнительного исследования
ВТИ).

** Динамическая
обменная емкость определена по раствору соляной кислоты.

Таблица 4

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СИЛЬНООСНОВНЫХ АНИОНИТОВ

Примечания . Товарная
форма анионитов — хлоридная.

Для всех анионитов
указана динамическая обменная емкость по раствору хлористого натрия; для
сильноосновных анионитов типа 2 и акриловых анионитов
с пометкой* указана динамическая емкость по раствору соляной кислоты.

Эти данные могут быть
использованы для контроля качества ионитов при поставке, при обнаружении
отклонений в процессе эксплуатации, а также при оценке необходимости замены
ионитов.

Сертификационные
испытания и экспертиза качества ионитов на всех этапах использования могут быть
проведены в ВТИ.

2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ИОНИТОВ

2.1.
Эксплуатационные потери ионитов, определяющие срок их службы, обусловленные их
физико-химической природой и условиями эксплуатации, регламентируются нормами расхода
на досыпку и замену, приведенными в приложении
3.

2.2. Требования к качеству
воды, поступающей на водоподготовительную установку с использованием ионитов

2.2.1
Ограничение температуры обрабатываемой воды

Таблица 5

Примечания .

* Аниониты с
полимерной матрицей на основе стирола.

Указанные значения температуры, при которых начинается
активный процесс деградации функциональных групп ионитов, приняты по данным
зарубежных фирм и отечественных исследований при условии отсутствия
отрицательного воздействия других факторов.

2.2.2.
Ограничение качества воды, поступающей на ионообменную установку, по составу и
концентрации примесей, отравляющих иониты.

Таблица 6

2.3. Требования
к режимам проведения
технологических операций

2.3.1. Для эффективного взрыхления ионитов
необходимо обеспечение свободного пространства в фильтре, достаточного для расширения
слоя катионитов на 50-75%, слоя анионитов — на 80-100%. При этом иониты
макропористой структуры требуют большей высоты расширения слоя в сравнении с
ионитами гелевой структуры. В связи с этим начальная скорость потока
взрыхляющей воды не должна превышать 5-7 м/ч.

2.3.2.
Условия регенерации катионитов

Таблица 7

Примечания .

* Для применения
соляной кислоты требуется использование фильтров с внутренними распредустройствами.
изготовленными из специальных коррозионностойких материалов.

** 15-30-60 или 15-30
поэтапное нарастание концентрации регенерационного раствора в пропорции 40. 30.
30% или 50. 50% от общего количества соответственно.

2.3.3. Расход реагентов
катионитов на регенерацию сильнокислотных

Таблица 8

2.3.4. Расход серной
(соляной) кислоты на регенерацию карбоксильных катионитов определяют из расчета
близкого к стехиометрическому (1,05-1,20) г-экв на г-экв.

2.3.5.
Условия регенерации слабоосновных анионитов, используемых на первой ступени анионирования
обессоливающих установок.

Таблица 9

Примечание .
Норма расхода щелочи на регенерацию анионита в расчете на г-экв поглощенных ионов
позволяет оперативно корректировать абсолютный ее расход и избежать типичных
ситуаций, когда «свежий» анионит часто эксплуатируют в более
«голодном» режиме регенерации, а при проявлении последствий
«отравления» (снижения обменной емкости и увеличения расхода воды на
отмывку) поддержание неизменным абсолютного расхода щелочи приводит к
неоправданному повышению удельного се расхода.

2.3.6. Условия регенерации
сильноосновных анионитов.

Расход
гидроокиси натрия на регенерацию (концентрация регенерационного раствора 30-40
г/дм³ скорость его пропуска 4-5 м/ч):

—
при обессоливании воды и поглощении анионов всех кислот:

при
прямоточной регенерации — 80-120 кг/м³

при
противоточной регенерации — 30-50 кг/м³

— при
обессоливании воды и поглощении анионов слабых кислот:

на
второй ступени анионирования — 80-120 кг/м³

на
третьей ступени анионирования — 100-120 кг/м³

при
очистке турбинного конденсата — 150-250 кг/м³

2.3.7.
В зависимости от качества исходной воды, требований к качеству обработанной
воды, типа регенерации и реагента, схемы обработки воды расходы реагентов на
регенерацию ионитов уточняют в процессе пусконаладочных работ.

2.3.8.
Для расчета потребности в реагентах могут быть использованы данные приложений
4 и 5.

2.4. Восстановление
обменных свойств ионитов

Наиболее
универсальным и эффективным средством очистки ионитов от загрязнений в процессе
эксплуатации является метод их обработки щелочным раствором хлористого натрия
(очистка от органических веществ, кремнекислоты, биологических загрязнений).
При этом в сочетании с кислотной обработкой (серной или ингибированной соляной
кислотой) создаются условия для очистки ионитов от катионов жесткости и железа.
Эффективность такой обработки должна быть проверена сначала в лабораторных
условиях. Типовая методика восстановления обменной емкости ионитов приведена в приложении
6.

2.5. Особенности
эксплуатации зарубежных ионитов

2.5.1.
Импортные сильнокислотные катиониты, аналоги катионита КУ-2, поставляются в
натриевой форме. Поэтому при использовании их в водород-катионитных фильтрах
обессоливающих установок для более полного перевода катионита из натриевой
формы в водородную первую регенерацию проводят с расходом серной кислоты
150-200 кг/м³. В случае затруднений при переводе катионита в
водородную форму рекомендуется предварительное истощение катионита на
осветленной воде до проскока катионов жесткости и затем регенерация серной
кислотой.

2.5.2.
Импортные слабоосновные аниониты, предназначенные для применения в анионитных
фильтрах первой ступени, поставляют в набухшем состоянии с влажностью 50-60%. В
отличие от отечественного аналога анионита АН-31, выпускаемого в сухом
состоянии и требующего предварительного замачивания (в растворе гидроокиси
натрия с концентрацией 200 г/дм³ — по рекомендации завода-изготовителя)
импортные аниониты следует загружать в фильтры, заполненные Н-катионированной
или частично-обессоленной водой.

2.5.3. При дефиците в слабоосновных анионитах на
первой ступени анионирования могут быть использованы сильноосновные аниониты
второго типа (например, Варион АД). Характерной их особенностью в сравнении с
сильноосновными анионитами первого типа (АВ-17) является более высокая обменная
емкость по анионам сильных кислот наряду со способностью сорбировать анионы
слабых кислот. При эксплуатации анионитов данного типа в режиме первой ступени
(отключение фильтра на регенерацию при проскоке аниона хлора в фильтрат)
следует иметь в виду неравномерность анионной нагрузки по анионам слабых кислот
на последующую вторую ступень анионирования. Причиной этого является сорбция
анионов кремниевой и угольной кислот анионитом «средней» основности в
начале рабочего цикла и последующее их вытеснение в фильтрат анионами сильных
кислот, в результате чего к моменту появленияния в нем аниона хлора концентрация
первых может превосходить исходную. Применение сильноосновных анионитов второго
типа более целесообразно в схемах обессоливания воды, где сорбция анионов всех
кислот осуществляется на одной ступени анионирования: «упрощенные»
схемы на действующих и схемы с применением технологии противоточного
анионирования на перспективных обессоливающих установках.

2.5.4.
При необходимости использования ионитов зарубежного производства на
отечественных водоподготовительных установках по возможности не следует
допускать смешения ионитов разных марок в одном фильтре.

2.5.5.
При отсутствии отечественного производства фракционированных ионитов,
предназначенных для применения в фильтрах смешанного действия обессоливающих
установок добавочной воды и турбинного конденсата, подбор сильнокислотного
катионита и сильноосновного анионита для шихты ФСД следует предварительно
осуществлять в лабораторных условиях. Методика представлена в приложении
7.

2.6. Консервация
ионитов при длительных остановах обессоливающих установок

Консервацию
ионитов на обессоливающих установках при длительных их остановах осуществляют
последовательным проведением следующих операций:

—
тщательная промывка и регенерация ионитов;

—
перевод в солевую форму, которая является наиболее устойчивой для хранения;

—
отмывка от избытка хлоридов;

—
дренирование воды из фильтров и закрытие арматуры.

Методика
проведения операций представлена в приложении
8 .

3. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИОНИТОВ

3.1. Отбор проб

3.1.1. При загрузке ионита отбирают среднюю
пробу, состоящую из равных отборов от каждой фасовочной единицы ионита. Из
средней пробы после тщательного перемешивания отделяют контрольную пробу
объемом 1 дм³ и
помещают в стеклянную посуду с притертой пробкой, предотвращающей высыхание с
указанием наименования ионита, даты загрузки, номера фильтра.

Проба
может выполнять функцию арбитражной при обнаружении отклонений в качестве
ионита, а также эталонной при определении степени ухудшения качества ионита с
увеличением длительности эксплуатации и при оценке необходимости замены ионита.

Проба
хранится на протяжении всего срока службы ионита.

3.1.2
Пробу ионита, находящегося в эксплуатации, объемом 1 дм³, отбирают
из фильтра на высоте 400-500 мм от верхней границы слоя, после проведения взрыхления.
Пробу хранят в стеклянной посуде с притертой пробкой с указанием наименования
ионита, даты отбора, номера фильтра.

3.2. Контроль качества
ионитов

Подготовку
ионитов к испытаниям ведут в соответствии с ГОСТ 10896.
Нормативные документы на методы контроля качества ионитов приведены в приложении
2.

Основными
показателями, определяющими потребительские свойства ионитов для
водоподготовки, являются гранулометрический состав, динамическая обменная
емкость при заданном расходе реагента на регенерацию, осмотическая стабильность
(см. приложение
2).

Приложение 1

Справочное

НОМЕНКЛАТУРА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ИОНИТОВ,
ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ВОДОПОДГОТОВКИ (НАИМЕНОВАНИЕ СТРАНЫ, ФИРМЫ-ИЗГОТОВИТЕЛЯ, МАРКИ
ИОНИТА)

Таблица П1.1

Примечание : *
— иониты макропористой структуры.

Приложение 2
Справочное

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ИОНИТОВ

Таблица П2.1

Примечание .
Требования к качеству опытно-промышленных партий ионитов типа КМ-2П
(карбоксильного), АН-511 (слабоосновного, стирольного, макропористого)
приведены в соответствии с ТУ 952330, ТУ 05839463-14.

Приложение 3
Обязательное

НОРМЫ РАСХОДА ИОНИТОВ И ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

П3.1.
Нормы расхода ионитов и фильтрующих материалов при эксплуатации
водоподготовительных установок и конденсатоочисток

Таблица ПЗ.1

П3.2. Норма расхода
анионитов, используемых при эксплуатации анионитных фильтров первой ступени

Таблица ПЗ.2

П3.3. Ежегодный расход
анионитов на досыпку и замену определяется суммой показателей п.п.1 и 2 таблицы
П.3.2
для конкретных условий эксплуатации.

Приложение 4
Справочное

УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД СЕРНОЙ КИСЛОТЫ И ГИДРООКИСИ НАТРИЯ
ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ИОНИТНЫХ ФИЛЬТРОВ ОБЕССОЛИВАЮЩИХ УСТАНОВОК ТЕПЛОВЫХ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Величина
удельных расходов серной кислоты и гидроокиси натрия на регенерацию
отечественных ионитов и их зарубежных аналогов рекомендуется для условий
повторного использования регенерационных и отмывочных вод без учета расхода
воды на собственные нужды с коэффициентом запаса 1,1-1,2 по отношению к
фактическому количеству.

П. 4.1.
Удельный расход серной кислоты ( ГОСТ 2184) на
Н-катионирование воды при химическом обессоливании

П. 4.1.1
Удельный расход серной кислоты для регенерации водород-катионитных фильтров
первой ступени

Таблица П4.1

П4.1.2. Удельный расход
серной кислоты для регенерации водород-катионитных фильтров второй ступени
(схема обессоливания с параллельным включением фильтров) принимается равным 150
г/г-экв.

П4.1.3.
Удельный расход серной кислоты для регенерации катионита в водород-катионитных
фильтрах третьей ступени (раздельных или ФСД) принимается 80-100 кг на 1 м³ катионита (3,5 г на м³
обессоленной воды).

П4.2.
Удельный расход гидроокиси натрия ( ГОСТ 2263-79) на
анионирование воды при химическом обессоливании

Таблица П4.2

Примечание : А=[ Cl + SO ₄ + NO ₃ + NO ₂ + HsiO ₃ /76, l + CO ₂ /44], мг-экв/дм³ Расход
гидроокиси натрия для регенерации анионита в анионитных фильтрах третьей
ступени (раздельных или ФСД) принимается равным 120 кг на м³ (3,5 г
на кубометр обессоленной воды).

П4.3.
Расход воды на собственные нужды обессоливающей установки

Таблица П4.3

П4.4. Корректировка расхода
Н-катионированной воды (схемы с параллельным включением фильтров) и частично-обессоленной
воды (схемы с блочным включением фильтров) на собственные нужды установки в
зависимости от длительности эксплуатации слабоосновного анионита АН-31.

Таблица П4.4

П4.5. Расчет расхода
серной кислоты на регенерацию катионитных установок

Расход
серной кислоты с массовой долей 100% (Р_к ) в граммах на Н-катионирование кубического метра воды (г/м³)
определяется по формулам:

П4.5.1.
Для двухступенчатого Н-катионирования воды на обессоливающих установках с
параллельным включением фильтров:

Р_к=[У_к (К-0,3)+150•0,3]•К_с.н,
                                                                                    (П4.1)

где
У_к — удельный расход серной кислоты в г/г-экв, определяемый в
зависимости от качества воды, типа катионирования и применяемых катионитов по
табл. П4.1;

К — суммарная
концентрация всех катионов в осветленной воде, мг-экв/дм³;

0,3
— проскок катионов в фильтрах первой ступени, мг-экв/дм³;

150
— удельный расход серной кислоты для второй ступени катионирования, г/г-экв;

К_с.н — коэффициент, учитывающий расход Н-катионированной воды на
собственные нужды установки, определяемый в зависимости от качества исходной
воды по таблице П4.3, П4.4.

П4.5.2.
Для двухступенчатого Н-катионирования воды на обессоливающих установках с
блочным включением фильтров:

.                                                                                                       (П4.2)

П4.5.3.
Для трехступенчатого Н-катионирования воды

Р_к=Р’_к+3,5,                                                                                                                                     
(П4.3)

где
3,5 — удельный расход серной кислоты для третьей ступени катионирования, г/м³

П4.6.
Расчет расхода гидроокиси натрия на регенерацию анионитных фильтров
обессоливающих установок

Расход
гидроокиси натрия с массовой долой 100% (Р_щ ) в граммах на анионирование кубического метра воды (г/м³)
определяется по формулам:

П4.6.1.
Для упрощенных схем обессоливания

                                                                                                       (П4.4)

где
У_щ — удельный расход гидроокиси натрия на регенерацию анионитных
фильтров в упрощенных схемах обессоливания в г/г-экв, определяемый в
зависимости от качества исходной воды, типа анионирования и применяемых
анионитов по таблице П4.2;

А — суммарная
концентрация анионов в воде, поступающей на анионитные фильтры, мг-экв/дм³:

А =(SO₄+Cl+NO₃+NO₂+SiO₃/38+CO₂/22)
                                                                 (П 4.5)

К_с.н — коэффициент, учитывающий расход частично-обессоленной воды на
собственные нужды установки, определяемый в зависимости от качества воды по
таблице П4.3, П4.4.

П4.6.2.
Для двухступенчатого анионирования воды:

Р’_щ =(У_щ —А )-К_с.н ,                                                                                        (П4.6)

где
У_щ — удельный расход гидроокиси натрия на регенерацию анионитных
фильтров в развернутых двухступенчатых обессоливающих установках в г/г-экв,
определяемый по таблице П4.2.

П4.6.3.
Для трехступенчатого анионирования воды:

Р_щ=Р’_щ+3,5,                                                                                                                 (П4.7)

где
3,5 — удельный расход гидроокиси натрия на регенерацию третьей степени
анионирования, г /м ³ .

Приложение 5
Справочное

УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ПОВАРЕННОЙ СОЛИ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ
НАТРИЙ-КАТИОНИТНЫХ ФИЛЬТРОВ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Величина
удельного расхода поваренной соли для регенерации натрий-катионитных фильтров рекомендуется
при условии повторного использования регенерационных и отмывочных вод без учета
расхода воды на собственные нужды с коэффициентом запаса 1,1 — 1,2 по отношению
к фактическому количеству.

П5.1.
Удельный расход поваренной соли при работе по обычной и
ступенчато-противоточной технологии

Таблица П5.1

П5.2. Удельный расход
поваренной соли при работе противоточного натрий-катионитного фильтра,
натрий-катионитного фильтра второй ступени и фильтра для умягчения конденсатов

Таблица П5.2

П5.3. Методика расчета расхода поваренной соли

Расход
поваренной соли для регенерации Na -катионитных
фильтров на умягчение 1 м³ воды (г/м³) в расчете на 100%
хлористый натрий определяют по формулам:

Для
одноступенчатого Na -катионирования или для Na -катионитных фильтров 1 ступени:

Р₁=У₁ (Ж_о6 —Ж_ост ).                                                                                                       (П5.1)

Для Na -катионитных фильтров 2 ступени:

Р₂=У₂ (Ж_ост—Ж_норм).
                                                                                                   (П5.2)

Для H — Na -катионитных фильтров:

Р₃=180 (Ж_об—Щ+а),                                                                                                    (П5.3)

где У₁,У₂ — удельные расходы поваренной соли (г/г-экв) соответственно,
выбирают по таблице по исходным данным: среднегодовому солесодержанию исходной воды,
используемому катиониту, технологии работы фильтров (для фильтров 1 ступени);

Ж_о6 — среднегодовая
общая жесткость исходной воды перед Na -катионитным
фильтром 1 ступени, мг-экв/дм³ (г-экв/м³);

Ж_ост — средняя за фильтроцикл остаточная жесткость воды, после 1
ступени Na -катионирования, мг-экв/дм³
(г-экв/м³);

Ж_норм — нормируемая жесткость умягченной воды, мг-экв/дм³
(г-экв/м³);

Щ — карбонатная
щелочность исходной воды, мг-экв/дм³ (г-экв/м³);

а — заданная
щелочность фильтрата, мг-экв/дм³ (г-экв/м³).

Приложение 6
Справочное

МЕТОДИКА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОБМЕННОЙ ЕМКОСТИ
СИЛЬНООСНОВНОГО АНИОНИТА

Приложение 7
Справочное

МЕТОДИКА подбора пары катионита (аналога КУ-2) и
анионита (аналога АВ-17) для шихты фсд

Товарный
катионит регенерируют с расходом серной кислоты 100 кг/м³ (импортный
— 150 кг/м³), анионит — с расходом гидроокиси натрия 150кг/м³.

40
см³ каждого компонента загружают в лабораторный фильтр (внутренний
диаметр — 20 мм; высота — 1 м), перемешивают воздухом в течение 5 мин, затем
при скорости восходящего потока конденсата 12,5 м/ч гидравлически разделяют
слои (при расширении объема смеси ионитов в 2 раза) в течение 30 мин.

Для
оценки качества разделения слоев катионита и анионита отбирают 6 проб равного
объема через каждые 40 мм от верхней границы по высоте слоя. После замера
суммарного объема пробы ее помещают в емкость с раствором гидроокиси натрия
(концентрация 160-180 г/дм³).

При
наличии катионита в пробе он оседает на дне емкости, анионит всплывает. Разделение
ионитов считается удовлетворительным, если суммарное остаточное содержание
катионита в анионите или анионита в катионите в пробах не превышает 10% от
общего объема слоя катионита или анионита.

Приложение 8
Справочное

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ КОНСЕРВАЦИИ ИОНИТОВ ПРИ
ДЛИТЕЛЬНЫХ ОСТАНОВАХ ОБЕССОЛИВАЮЩИХ УСТАНОВОК

П8.1.
Предварительное взрыхление, регенерация и отмывка ионитов в соответствии с
режимной картой эксплуатации установки, для слабоосновных анионитов достаточно
проведения операции взрыхления.

П8.2.
Перевод ионитов в солевую форму пропусканием раствора хлористого натрия с
концентрацией 80-100 г/дм³ со скоростью 3-4 м/ч до выравнивания
концентрации катиона натрия на входе и выходе из фильтра (для катеонитов) и
аниона хлора для сильноосновных анионитов, последующая отмывка ионитов от
избытка хлоридов.

Раствор
соли должен быть предварительно умягчен (в ячейках мокрого хранения за
несколько часов до фильтрования раствора) во избежание осаждения гидроокиси
кальция и магния на зернах анионита.

П8.3.
Полное дренирование воды из фильтров и закрытие арматуры.

Приложение 9
Справочное

ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ, НА КОТОРЫЕ ИМЕЮТСЯ
ССЫЛКИ

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:

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 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).

Замена фильтрующей загрузки

В системах очистки воды с использованием напорных фильтров время от времени требуется производить замену фильтрующей загрузки. Связано это с тем, что ресурс фильтрующих материалов, даже несмотря на корректно проводимую периодическую промывку, со временем иссякает. Из-за активного взрыхления, соприкосновения и столкновения частиц загрузки во время обратной промывки частицы фильтрующего материала повреждаются механическим путём, истираются и дробятся, теряя первоначальную целостность. Кроме этого, по истечению времени поры частиц загрузки забиваются тем самым теряя сорбционную способность фильтрующего материала. Как следствие уменьшается фильтроцикл и возрастает периодичность промывок в единицу времени. С увеличением промывок растут затраты воды на собственные нужды, что также экономически становится невыгодно. Однако и увеличение числа промывок порой не позволяет получить от старого фильтрующего материала требуемое качество очистки. Всё это приводит к необходимости замены засыпки.

Таблица 1. Среднестатистические сроки службы разных типов загрузок основываясь на фактических эксплуатационных данных:

* Указанные сроки службы фильтрующих материалов являются примерными, фактический срок службы загрузки определяется
индивидуально исходя из совокупности конкретных показателей.

Технология замены загрузки

Процесс замены фильтрующей загрузки состоит из следующих стадий:

1. Демонтаж управляющего клапана или распределительной системы и оголовка;
2. Выгрузка (гидроперегрузка) отработанной загрузки из корпуса фильтра;
3. Ревизия распределительной системы, очистка при необходимости или замена дефектных частей;
4. Загрузка нового фильтрующего материала;
5. Отмывка и монтаж управляющего клапана;
6. Опрессовка системы;
7. Принудительное проведение промывки, корректировка протока, настроек и проведение анализа очищенной воды.Наша компания комплексно предоставляет услуги по перезагрузке фильтров с сохранением гарантии на качество очищенной воды. Мы всегда готовы проконсультировать Вас в выборе подходящего фильтрующего материала и произвести замену ионообменной смолы, активированных углей или сорбентов в системе очистки воды в загородного дома или промышленного предприятия. Для перезагрузки промышленных систем имеется специализированное оборудование позволяющее выполнить процесс перезагрузки максимально быстро и качественно. При необходимости утилизируем отработанный материал с документальным подтверждением соответствующих санитарных служб.