Физико-химические основы производства

При Н⁺ - катионировании обрабатываемой воды обменным катионом является (Н⁺) водород, происходит замена катионов Са²⁺; М§²⁺; Иа" на катион водорода. При этом происходит образование эквивалентного количества свободных минеральных кислот: угольной,соляной,серной.

2НК + Са30₄ - СаК.2 + Н₂80₄ 2НК + Са (НС0₃)₂ = СаК₂ + Н₂С0₃ 2НК + М§С1₂ = М§К₂ + НС1

Эксплуатация Н⁺ - катионитных фильтров сводится к последовательному проведению операций: взрыхление, регенерация, медленная отмывка, быстрая отмывка, рабочий период.

Взрыхление является первой операцией и заключается в  том, что промывочная вода подается снизу вверх через слой катионита  и сбрасывается в дренажный канал. Взрыхление приводит катионит во взвешенное состояние, удаляет уплотнение в его слое, и удаляет загрязнения, принесенные водой. Контроль за выносом фильтрующего материала осуществляется из верхнего дренажа путем отбора проб воды. При обнаружении выноса зерен размером более 0,3 мм необходимо снизить скорость взрыхляющей воды.

Регенерация - это пропуск  регенерационного раствора 1-3% серной кислоты сверху через слой катионита и сбрасывание в дренаж. При регенерации происходит восстановление обменной емкости истощенного катионита.

Регенерацию катионита необходимо вести нарастающей концентрацией 1-2-3 % раствора серной кислоты, регулируемой подачей воды в регенерационный  раствор.

Регенерация с помощью  инжектора:

Открыть задвижку регенерации  на фильтре (поз.34/1-7), задвижку воды на инжекторе, задвижку на линии фильтрованной  воды. Установить расход воды на регенерацию  по показаниям прибора расхода. Открыть нижний дренаж на фильтре полностью.

Открыть вентиль на баке - мернике поз.41/1 полностью, вентиль  на инжекторе регенерационной линии.

Если греется труба, по которой поступает кислота в  инжектор из бака мерника поз.41/1, нужно  закрыть вентиль кислоты на инжекторе, проверить исправность регенерационной задвижки на открытие на фильтре, открыв верхний дренаж фильтра, убедиться в поступлении воды на фильтр через регенерационную задвижку.

Концентрацию регенерационного раствора регулировать задвижкой на баке - мернике кислоты поз.41/1 и  задвижкой воды на регенерацию, увеличивая или уменьшая расход воды или кислоты, контролируя подачу воды на регенерацию  по расходомеру в пределах 50-60 м³/ч.

Химический контроль за процессом  регенерации производится путем  отбора проб до фильтра с записью  в оперативном журнале.

Время пропуска регенерационного раствора на одну регенерацию составляет 1 час.45мин. - 1 час.50 мин.

После окончания пропуска регенерационного раствора продолжать отмывать фильтр по линии регенерации 30 мин с расходом воды 40-50 м³/ч.

Заканчивать отмывку через  входную задвижку с расходом воды 50-60 м³/час - быстрая отмывка. ⁸

Пуск фильтра в работу - заполнить фильтр водой в течении 2-3 мин произвести отмывку фильтра  в дренаж, проверить на жесткость  и кислотность (по Сборнику методических инструкций аналитического контроля) перед включением в работу.

При отключении фильтра необходимо закрыть задвижку на входе и выходе.

Вода после Н⁺- катионитовых поз.34/|„₇ фильтров поступает в общий коллектор 0 426 мм и далее на вход ОН" анионитовых фильтров поз.35Д.7.

На ОН"- анионитных фильтрах поз.35/1_₇ (отрегенерированных 2-4% раствором ЫаОН), загруженных слабоосновньни. шшоньгом, анионы кислот, образовавшиеся при Н⁺- катионировании, задерживаются анионитом, в результате получается обессоленная вода.

Взаимодействие Н⁺ - катионированной воды с анионитом можно представить в виде реакции:

2КОН + Н₂30₄ -> К₂80₄ + 2Н₂0 КОН +НС1 —> КС1 +Н₂0 КОН + НЫОз —> КЬГОз +Н₂0

где К - твердая, нерастворимая  часть анионита, являющаяся катионом.

Эксплуатация ОН" - анионитовых  фильтров сводится к последовательному  проведению операций: взрыхление, регенерация, медленная отмывка, быстрая отмывка, рабочий период.

Взрыхление является первой технологической операцией и  заключается в том, что промывочная  вода подается снизу вверх через  слой анионита и сбрасывается через  верхний дренаж в канализацию. Взрыхление приводит анионит во взвешенное состояние  и предназначено для устранения уплотнения в его слое, образовавшихся во время работы фильтра, а также  для удаления занесенных водой загрязнений  и продуктов разрушения частиц анионита.

Перед взрыхлением фильтра  необходимо проверить на закрытие задвижки взрыхления на работающих фильтрах.

Перед началом взрыхления необходимо открыть вентиль верхнего дренажа и медленно открывать  вентиль на линии взрыхления, при  этом контролировать отсутствие выноса анионита более 0,3 мм. путем отбора проб с линии верхнего дренажа. Расход воды на взрыхление 45-90 м³/час.

При обнаружении выноса зерен  анионита с линии верхнего дренажа, при отборе пробы воды в стандартную  пробоотборную емкость, необходимо снизить скорость взрыхления, прикрыть вентиль на взрыхляющей линии. Длительность взрыхления 20-30 мин.

Регенерация - пропуск регенерационного раствора 2-4% щелочи (ЫаОН) сверху вниз мере , слой анионита с последующим  сбросом в дренаж ^генерационного раствора.

При регенерации фильтра  происходит восстановление обменной емкости  истощенного анионита. Для проведения регенерации используется бак - мерник раствора 42% щелочи (КаОН) поз.46 и обессоленная вода для разбавления концентрированной щелочи до 2-4% регенерационного раствора. Для этого необходимо включить насос обессоленной воды поз. 44/1-2, открыть задвижку на общей линии возле узла разбавления щелочи, задвижку регенерации на фильтре и включить насос - дозатор щелочи поз.57,58,59+ концентрацию регулировать разбавлением 42% щелочи обессоленной водой по результатам анализа регенерационного раствора на входе в фильтр.

Регенерацию проводить 2% раствором  щелочи (Т\^гаОН) в течение 30 мин., затем 4% раствором щелочи (ЫаОН) в течение 30 мин.

Отмывка производится после  пропуска регенерационного раствора в  течение 25-30 мин, производится по линии подачи воды с целью освобождения от продуктов регенерации.

Отмывка контролируется определением свободной щелочности по фенол-фталеину (по Сборнику методических инструкций аналитического контроля). При щелочности по фенол-фталеину 0,1 ммоль/дм³ отмывку прекращают, фильтр ставят в резерв или пускают в работу.

Частично обессоленная вода после ОН" - анионитовых фильтров поз.35/1-7 поступает в общий коллектор 0 426 мм и далее в баки обессоленной воды поз.36/]_₂ , в баки ХОВ поз.55,57, из них насосами поз.37/].2, поз.58/1-2, П03.56Д.2 подается в ЦПДТ №1, ЦПДТ №2, ЦСКАиЖС, ОУПДТ, котельный цех.'

2.5 Приготовление воды  питьевого качества для подпитки  теплосети.

Установка состоит из 3-х  Ыа-катионитовых фильтров 0 1,5 м, поз. 67и₃, загруженных катионитом высотой 2 м. Внутри фильтра на днище расположено дренажное устройство, выполненное из нержавеющей стали в виде коллектора, от него отходят лучи с отверстиями, закрытыми сверху щелевыми колпачками.

В верхней части фильтра  находится устройство для подачи и распределения воды и регенерирующего раствора, выполненное из полиэтиленового перфорированного стакана.

Питьевая вода из заводского коллектора"поступает на прием  центробежных насосов поз.7З/1.2 и  далее в трубное пространство пароводяного подогревателя поз.70, где нагревается паром до 30°С.

Часть нагретой воды поступает  в бак промывной воды поз.72, а  основная часть - на фильтра поз. 671-з.

На⁺ - катионитовый метод умягчения воды основан на способности некоторых нерастворимых в воде веществ (катионит) отрегенерированных поваренной солью, обменивать катионы Ыа⁺ на катионы Са²⁺ и М§²⁺ по реакциям:

' Са²⁺ + 2 ЫаК = СаК,- + 2№

М§²⁺ +2ИаК = М§К² + 2Ыа .

«К» - обозначение сложного комплекса катионита.

В результате приведенных  реакций видно, что в обрабатываемой воде образуется эквивалентное количество легко растворимых натриевых  солей.

В процессе работы фильтра  катионит постепенно теряет способность  умягчать воду, для восстановления рабочей обменной емкости производится регенерация.

Полный рабочий цикл состоит  из четырех операций: взрыхление, регенерация, отмывка, рабочий цикл.

Взрыхление состоит в  том, что подачей воды через нижний дренаж и сбросом через верхнее  распределительное устройство, катионит взрыхляется. Время взрыхления 25-30 мин. Вода на взрыхление подается из бака поз.72 центоробежными насосами поз.62.

Регенерация - восстановление обменной способности катионита  путем пропуска через него раствора поваренной соли концентрации 8-10%, которая проходит сверху вниз через слой катионита.

Для выполнения регенерации  катионита открываем задвижку подачи раствора соли на фильтр и задвижку нижнего дренажа. При опустошении  расходного бака соли емкостью 1м³ подачу раствора соли прекращают, фильтр оставляют в соли на контактирование не менее, чем на 30 мин.

Отмывка катионита от продуктов  регенерации и избытка соли производится питьевой водой в дренаж При достижении в отмывочной воде жесткость 700 мкмоль/дм³, отмывку заканчивают и фильтр включают в работу.

Умягченная вода поступает  в аккумуляторные баки котельной.

I 2.6 Умягченная вода поступает  в аккумуляторные баки котельной. ';/ Химводоочистка котельной предназначена  для приготовления химочищенной  воды для питания паровых котлов  ГМ 50-1 №1-5. С участка ХВП в котельную  на вход 1 ступени К^та⁺ - катионитовых фильтров поступает осветленная вода с жесткостью 2700-3000 мкг- экв/дм³, с щелочностью по м/о 0,7-1,2 ммоль/дм³, рН - 9,0 - 10,2.

После Ыа⁺ - катионирования на 1 ступени вода умягчается до жесткости 250 мкг-экв/дм³. С фильтров 1 ступени вода поступает на 2 ступень Ыа⁺ - катионитовых фильтров и умягчается до 10 мкг-экв/дм³. После фильтров 2 ступени химочищенная вода по трубопроводу 0 150 мм поступает в бак ХОВ.

Вода для питания паровых  котлов ГМ 50-1 №1-5 и котлов - утилизаторов цеха СКЦ состоит из смеси химочищенной и обессоленной воды общим солесодержанием  не более 250 мг/дм .

С баков ХОВ вода насосами ХОВ подается в деаэратор подпитки котла, где удаляются растворенные в воде газы (кислород и углекислота), в цех СКЦ, на паротурбинное отделение.

- катионитовый метод умягчения  воды основан на способности  некоторых нерастворимых в воде  веществ (катионит) отрегенерированных  поваренной солью, обменивать  катионы № на катионы Са²⁺ и М§ по реакциям:

Са²⁺ + 2 ИаК = СаК₂ + 2Ма

М§²⁺ +2КаК = М§К² + 2Ш

«К» - обозначение сложного комплекса катионит

В обрабатываемой воде образуется эквивалентное количество легко  растворимых натриевых солей. В  процессе работы фильтра катионит постепенно теряет способность умягчать воду, для восстановления рабочей обменной емкости производится регенерация.

Взрыхление производят для  удаления уплотнений слежавшегося катионита  для обеспечения свободного доступа регенсрационного раствора к зернам катионита и удаления мелких частиц катионита.

Взрыхление проводится перед  каждой регенерацией. Вода поступает  в фильтр снизу через нижний дренаж, рыхлит катионит, выносит мелкие частицы  загрязнения и через верхнее  распределительное устройство уходит из фильтра через верхний дренаж. Вода подается медленно, постепенно добавляя ее до появления на выходе из фильтра мутной воды и мелких частиц катионита, которые растираются на ладони. При появлении крупных зерен катионита немедленно прекратить взрыхление, через несколько минут подать воду менее интенсивным потоком, регулируя его задвижкой взрыхления. Взрыхление проводят до появления чистой воды.

Регенерация - восстановление обменной способности катионита  путем пропуска через него раствора поваренной соли концентрации 8-10%, которая проходит сверху вниз через слой катионита.

Отмывка фильтра предназначена  для удаления с катионита регенерационного раствора и продуктов регенерации. Продолжительность отмывки 40-60 мин. Отмывка контролируется выполнением  анализа на жесткость (по Сборнику методических инструкций аналитического контроля). Фильтра 1 ступени отмываются до жесткости 500 мкг-экв/дм³, 2 ступени - до 10 мкг-экв/дм³. После отмывки фильтр включается в работу или ставится в резерв. 

— 2.7 Производство деминерализованной воды.

Подготовка воды для установки  деминерализации заключается в  умягчении осветленной воды на "Ь^та~ -катионитовых фильтрах п.51 /]_5 подкислении дозированием раствора 92-94% серной кислоты из бака поз.Е5 до рН воды - 3,5-6,0, обеззараживанием раствором гипохлорита натрия из бака поз.Е7в количестве 1-2 мг/л акт.хлора, образующиеся хлорноватистая кислота и свободный хлор, обладают бактерицидным эффектом.

Далее в накопительной  емкости, после взаимодействия с  микроорганизмами, содержание остаточного активного хлора снижается до 0,4-0,7 мг/л. Дехлорирование воды проводится тиосульфатом натрия из бака поз.ЕП перед микрофильтрацией в количестве 5 г/м³.