Технологические схемы ионитных установок

Выбор схем приготовления добавочной и подпиточной вод определяется качеством исходной воды и требуемым качеством обработанной воды, а также условиями экономичности, надежности и минимального сброса примесей, образующихся при эксплуатации ВПУ.

Схемы умягченияиспользуются для подготовки воды для котлов низкого и среднего давлений.

Схема 1. Двухступенчатое Na-катионирование.

Применяется для умягчения природных вод с малой карбонатной жесткостью. Применимость этой схемы ограничивается размером продувки по щелочам. В первой ступени удаляется основное количество ионов Са²⁺иMg²⁺. Оставшиеся ионы жесткости поглощаются в фильтре второй ступени. Используется слабокислотный катионит. ФильтрIступени отключают на регенерацию в тот момент, когда жесткость фильтрата достигнет 50% жесткости исходной воды или Ж_о=0,1 мг-экв/дм³, аIIступень отключают по жесткости Ж_о=0,02 – 0,01 мг-экв/дм³или по времени, не допуская проскока жесткости. Недостаток данной схемы заключается в отсутствии удаления углекислоты, которая переходит в пар.

Схема 2. Na-катионирование со снижением щелочности в декарбонизаторе.

В усовершенствованной схеме воду после Na-катионитного фильтра Iступени подкисляют. При введении кислоты происходит взаимодействие ионовН⁺с бикарбонат-ионамис образованием свободной углекислоты. Для её удаления послеIступени устанавливают декарбонизатор. Аппарат заполняется насадкой в виде колец Рашига или деревянных досок для увеличения поверхности контакта.. Навстречу движению воды, стекающей в виде пленок и капель, подается воздух. Углекислота переходит в воздух за счет разности парциальных давлений углекислоты в воде и в воздухе путем десорбции. Расход воздуха принимается 20 м³на 1 м³воды. Остаточное содержание СО₂находится в пределах 2 – 6 мг/кг

Все схемы Н-Na-катионирования предназначены не только для умягчения воды, но и снижения щелочности и солесодержания воды, а также для удаления образующейся углекислоты.

Схема 3 Параллельное Н-Na-катионирование.

Исходную воду разделяют на два потока, каждый из которых пропускают черезН- илиNa-катионитные фильтры.После фильтров щелочная Nа-катионированная и кислаяН-катионированная вода смешиваются, при этом происходит их частичная нейтрализация с образованием коррозионно-агрессивной углекислоты. Поэтому далее вода поступает в декарбонизатор, а затем на 2 ступеньNa-катионирования, в которой происходит окончательное умягчение. По содержанию анионов и щелочности можно регулировать долю воды, направляемой вNa- илиН-катионитный фильтр.

Очищенная по этой схеме вода имеет остаточную жесткость 0,01 мг-экв/кг, щелочность – 0,3 – 0,4 мг-экв/кг. Схема применяется в тех случаях, когда вода после предочистки имеет Ж_к≥ 0,5Ж_ои сумму анионов сильных кислот меньше 7 мг-экв/кг, а также когда необходимо получить умягченную воду с заданной остаточной щелочностью не выше 0,35 мг-экв/кг.

Основным преимуществом этой схемы является возможность получения воды с минимальной щелочностью, что очень важно в случае питания котлов высокого давления при больших добавках химически очищенной воды.

К недостаткам схемы относится уменьшение рабочей емкости Н-катионитных фильтров, загруженных сульфоуглем, при обработке вод с преобладающей некарбонатной жесткостью, а также снижение эффекта умягчения вод с высоким содержанием натриевых солей.

Схема 4. Na-Cl- ионирование.

Применяется для обработки вод гидрокарбонатного класса для котлов с давлением менее 4 МПа. Можно готовить воду для испарителей поверхностного типа. Основным достоинством схемы является использование для регенерации одного вида реагента, что снижает количество сбрасываемых солей при регенерации.

Вода пропускается в начале через Na-катионитный фильтр, где умягчается, а затем через анионитный фильтр, содержащий сильноосновной анионит вCl-форме. При этом сорбируются все анионы сильных кислот и бикарбонатный ионНСО(кромеСl^-). В схеме не требуется установки декарбонизатора. Регенерация 7-8% растворомNaCl. Сначала раствор пропускают через анионит, а затем через катионит.

Для подготовки химически обессоленной воды производится последовательное комбинирование процессов Н-катионирования иОН-ионирования. По степени удаления ионизированных примесей различаютчастичное, глубокое и полное химическое обессоливание. Эти схемы различаются числом ступеней очистки и качеством обессоленной воды.