2. Определение количества соли на регенерацию

Расход 100%-ной поваренной соли на одну регенерацию фильтра определяется из уравнения:

где g_с - удельный расход соли на регенерацию, г/г-экв обменной спо­собности катионита. Принимается по табл 2.

2. Определение количества технической воды на впу

Расход воды на взрыхление катионита определяется по формуле:

(4.27)

где: b – интенсивность взрыхляющей промывки фильтров, л/(с·м²);

t_взр – продолжительность взрыхляющей промывки (15-20 мин).

Расход воды на приготовление регенерационного раствора:

(4.28)

где: b_р – концентрация регенерационного раствора ( 8 %);

– плотность регенерационного раствора (1,08 кг/м³).

Расход воды на отмывку катионита от продуктов регенерации (расчет производится для фильтров каждой ступени):

(4.29)

Суммарный расход воды за конкретный период для фильтра каждой ступени (за отопительный период, за межотопительный период, расход воды на регенерацию фильтров за отопительный период, расход воды на регенерацию фильтров за межотопительный период, расход воды на регенерацию фильтров в процессе заполнения, суммарный расход воды за гол с учетом режима заполнения):

(4.30)

6. Описание технологического процесса водоподготовки

Рассмотрим последовательность технологического процесса подготовки воды в отопительной котельной с водогрейными котлами.

Необходимо разработать систему водоподготовки, работающей по схеме двухступенчатого Na–катионирования. В качестве основного оборудования принимают к установке три Na– катионитовых фильтра диаметром 1000 мм, с высотой 2500 мм, из которых 2 – рабочих (1 – первой ступени фильтрации и 1 – второй ступени) и 1 – резервный. Резервный фильтр используется также как емкость для гидроперегрузки.

В принимаемой схеме исходная вода подогревается до температуры 25^оС, после чего поступает на Na–катионитные фильтры.

В качестве фильтрующего материала на Na–катионитовые фильтры принимаем синтетическую смолу КУ-2. Отключение фильтров на регенерацию производится при насыщении катионита КУ-2 ионами кальция и магния, определяемый расчетным путем, а также химическим контролем – по увеличению жесткости фильтрата. Регенерация Na–катионитного фильтра производится в следующем порядке:

1) Их промывочного бака с помощью насоса осуществляется взрыхляющая промывка фильтрующего материала потоком воды снизу вверх. При взрыхляющей промывке устраняется слеживание (спрессовывание) фильтрующего материала и удаляются измельченные частицы катионита. Интенсивность промывки различна при различной крупности зерен катионита:

– при крупности зерен катионита 0,3 ÷ 0,8 мм – 3 л/с · м²;

– при крупности зерен катионита 0,5 ÷ 1,1 мм – 4 л/с · м²;

– продолжительность промывки – 15 минут.

2) Регенерация катионита производится раствором поваренной соли концентрацией 5 ÷ 8%. Скорость пропуска регенерационного раствора принимаются 3 ÷ 4 м/ч. Удельный расход соли на регенерацию катионита принимается в зависимости от качества исходной воды в пределах 120 ÷ 200 г/г-экв при крупности зерен катионита 0,3 ÷ 0,8 мм – 3 л/с-экв. Отработанный регенерационный раствор после фильтров сбрасывается в дренаж.

При регенерации ионы натрия регенерационного раствора вытесняют ионы кальция и магния из катионита, восстанавливая его обменную способность.

3) Отмывка катионита от продуктов регенерации и избытка соли производится пропуском отмывочной воды сверху со скоростью 6 ÷ 8 м/ч. Отмывочная вода после фильтра сначала спускается в дренаж, а затем подается в промывочный бак для последующего использования.

Конец отмывки катионита определяется по достижению в фильтрах качества хлоридов, равного их содержанию в исходной воде. Удельный расход воды на отмывку принимается 4 ÷ 5 м³ на 1 м² катионита. На этом регенерация фильтров заканчивается.

4) Умягчение сырой воды происходит при ее пропускании через слой катионита. При этом ионы накипеобразователей (Са и Mg) в сырой воде замещаются ионами натрия содержащимися в катионите. Процесс умягчения продолжается до насыщения катионита ионами Са и Mg, после чего снова проводят регенерацию.

Хранение поваренной соли предусматривается в мокром виде в двухячейковом железобетонном резервуаре с отсеками для концентрированного раствора (26%) соли. Из этих отсеков насыщенный раствор насосом подается в мерник раствора соли.

Из мерника насыщенный раствор подается с помощью эжектора на фильтры для регенерации. В эжекторе происходит приготовление регенерационного раствора (5 ÷ 8 %) концентрации. Умягченная в фильтрах вода поступает в подогреватель, а затем – в деаэратор.

С целью облегчения операции по первичной загрузке катионита в проектируемой схеме предусмотреть передвижной гидротранспортер. Перегрузка катионита производится в резервный фильтр, для чего предусмотрен коллектор гидроперегрузки.

Бак–мерник раствора соли предназначены для хранения крепкого раствора соли (26%) идущего на регенерацию Na–катионитовых фильтров. Геометрическая емкость бака 1 м³, работает без давления, с температурой стенки до 50^оС.

Бачок постоянного уровня в бункере хранения соли предназначен для поддержания постоянного уровня воды в резервуаре мокрого хранения соли. Бачок сконструирован по принципу работы регулятора уровня.

Для осуществления контроля за работой системы химводоочистки необходима химическая лаборатория.

Дежурный персонал химической лаборатории, определяя качество воды, записывает результаты анализов в суточную ведомость анализов воды. Периодичность анализов, отбора проб устанавливают в зависимости от местных условий (типа котельного оборудования, режима работы, качества исходной, сырой и питательной воды и схемы ее обработки). При налаженном режиме работы котельной и соответственно нормальном режиме анализы питательной воды можно проводить два раза за смену, а анализы химочищенной воды – один раз. Проведение анализов целесообразно равномерно распределять в течение всей смены.

Изменение солевого состава воды при умягчении ее в Na–катионитном фильтре показано в нижеследующих уравнениях, в которых буквой «R» обозначен сложный катион, практически не растворяющийся в воде.

где , , — солевые формы кати­онита