|
| |
|
Главная » Публицистика 0 ... 111 112 113 114 115 116 117 ... 159 ют дополнительный Na-катионитный фильтр (так называемый Na-ка-тионитный фильтр второй ступени), Осуществление метода Н-катионирования на практике связано с некоторыми сложностями и с соблюдением особых требований техники безопасности, которые неизбежны при обращении с кислотами и их растворами,- необходимы кислотостойкая изоляция аппаратов, трубопроводов и арматуры или изготовление их из специальных кислотостойких материалов (нержавеющая сталь, биметалл, пластмассы). Катионитовые методы позволяют достигнуть весьма глубокого умягчения воды - до 0,01 мг-экв/л и снижения щелочности до 0,35 мг-экв/л. Технологические характеристики некоторых марок катионитов приведены в табл. V. 12. § 125. УСТАНОВКИ ДЛЯ КАТИОНИТНОГО УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ Схемы Na-катионирования. В технологических схемах установок предусматривается Na-катионирование воды с предварительной обработкой либо без нее в зависимости от качества исходной воды. Предвари-  Рис. V.66 Рис. V.67 тельная обработка воды включает в себя коагулирование, известкование с осветлением в осветлителях и последующее фильтрование на кварцевых скорых фильтрах. На рис. V. 66 представлена наиболее простая технологическая схема установки для умягчения воды методом Na-катионирования без предварительной обработки воды. В напорные фильтры Ф загружен набухший катионообменный материал, например сульфоуголь. Подлежащая обработке вода подается по трубе 1 на фильтры и проходит сверху вниз через слой сульфоугля со скоростью 10-25 м/ч в зависимости от исходной жесткости (15-5 мг-экв/л). Умягченная вода отводится по трубам 2 к потребителю. На время регенерации катионита фильтры поочередно выключают из работы. Регенерационный раствор поваренной соли концентрацией 1,5-8% подается из солерастворителя на фильтр по трубе 3 и сбрасывается в дренаж по трубе 4. Скорость пропускания регенерационного раствора составляет 3-5 м/ч. Процесс регенерации включает в себя следующие операции: 1) взрыхление катионита исходной водой, подаваемой по трубе 5 в фильтр снизу вверх с интенсивностью 3-4 л/(с-м); 2) регенерация катионита; 3) отмывка катионита исходной водой (по трубам /, 4) от продуктов регенерации и неизрасходованного регенерационного раствора со скоростью 10 м/ч. Отмывка Na-катионитного фильтра заканчивается при снижении жесткости фильтрата до 0,1 мг-экв/л, после чего фильтр включается в рабочий цикл. При производительности умягчительных установок более 10 ш1ч принимается «мокрое» хранение соли. Соль сгружают в бункер мокрого хранения, туда же подают воду через бачок с поплавковым клапаном, автоматически поддерживающим постоянный уровень. Концентрированный раствор (26%) отводится из отсека, отделенного от бункера дырчатой деревянной перегородкой, в мерник. Благодаря фильтрованию через твердую соль раствор приобретает прозрачность. Регенерационный раствор необходимой концентрации приготовля» ют в эжекторе. Схемы Н-Na-катионирования. На рис. V.67 показана принципиальная схема параллельного Н-Na-катионирования. Фильтр Фх загружен катионитом в Na-форме, а фильтр Фг - катионитом в Н-форме. Исходная вода / подается по трубам параллельно на Na- и Н-катионитные фильтры. Смешивая в определенной пропорции щелочной 2 и кислый 3 фильтраты, можно получить практически полностью умягченную воду заданной щелочности. В дегазаторе 4 вода продувается воздухом от низконапорного вентилятора 5, освобождается от углекислоты, стекает в бак 6 и центробежным насосом 7 подается потребителю. Для регенерации истощенных Na-катионитных фильтров в баке 8 приготовляется 6-10%-ный раствор NaCl, подаваемый затем насосом 9 по трубе 10 в фильтр. Для регенерации истощенных Н-катионитных фильтров в эжекторе 11 из концентрированной серной кислоты, подаваемой по трубе 12, приготовляется 1-1,5%-ный регенерационный раствор серной кислоты. Отмывочные воды и первый фильтрат сбрасывают в дренаж по трубам 13. Регенерационный раствор серной кислоты подается в фильтр по трубе 14. При совместном Н-Na-катионировании один и тот же фильтр служит для Н- и Na-катионирования. В этом случае регенерация истощенного фильтра осуществляется следующим образом. Вначале на истощенный катионит подается некоторое количество регенерационного раствора поваренной соли 6-10%-ной концентрации, а затем 1 - 1,5%-ный раствор серной кислоты с промежуточной отмывкой катионита между регенерациями. В результате верхние слои катионитовой загрузки будут обладать (преимущественно) обменными ионами водорода, а нижние - обменными ионами натрия. § 126. РАСЧЕТ УСТАНОВОК ДЛЯ КАТИОНИТНОГО УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ при расчете катионитной установки должны быть заданы: количе ство умягчаемой воды, ее солевой состав, требования потребителя к качеству воды и обменная способность намеченного для использования катионита. Определению подлежат: площадь {а следовательно, и число) фильтров, объем катионитового материала и количество воды, идущей на собственные нужды установки. Основной величиной, определяющей нагрузку катионитной установки за один цикл, является количество удаляемых солей жесткости (катионов) в г-экв; £=-. где Q- количество умягчаемой воды в мсутки; Жо-общая жесткость умягчаемой воды в г-экв/м; п- предполагаемое число регенераций в сутки. Если полезная (рабочая) обменная способность катионита будет £"раб (в г-экв/м), то требуемый объем катионита (в м) получим равным: Суммарная площадь фильтров F будет зависеть от принятой высоты слоя катионита Н: f =-=-j Н п£раб Если выразить величину п через полную продолжительность фильтроцикла Т, то получим Из этого выражения видно, что площадь фильтров будет расти с увеличением продолжительности фильтроцикла, а также жесткости исходной воды и уменьшаться с увеличением обменной способности катионита и высоты слоя катионита в фильтре. Скорость фильтрования воды v (в м/ч) через катионитные фильтры зависит от жесткости воды и обменной способности катионита Q ЕрабМ " ~ T,nF ~ ЖоТо где Tq-продолжительность полезной работы фильтра в течение одного цикла в ч. Для возможности использования приведенных выше формул необходимо правильно задаваться величинами £"раб, Я, Жо (общая жесткость умягчаемой воды в мг-экв/л) и Го. Величина рабочей обменной способности катионита £"раб всегда будет ниже его полной обменной способности Е полн» так как некоторая доля ее тратится на неизбежное частичное умягчение воды, подаваемой на отмывку катионита после регенерации. Кроме того, величина раб зависит от полноты использования объема катионита, высоты его слоя и размера зерен, состава и концентрации растворенных в воде солей. При Na-катионировании величина рабочей обменной способности катионита может быть определена по формуле, предложенной В. А. Клячко: где 0,5-коэффициент, учитывающий неполноту умягчения отмывоч-ной воды; (7д- удельный расход отмывочной воды; - коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту регенерации катионита; значение коэффициента ак& можеу быть определено по табл. V.13 в зависимости от удельного расхода поваренной соли на регенерацию катионита Р в г на 1 г-экв рабочей обменной способности; Таблица V.13
f>Na- коэффициент снижения полной обменной способности. Коэффициент pNa может быть определен в зависимости от отношения ClJMo [здесь Cj3 - концентрация натрия в умягчаемой воде 0 ... 111 112 113 114 115 116 117 ... 159 |
