Хим контроль. Оборудование ХВО. Водоснабжение котельной. Обращение воды в рабочем цикле котельной
 Скачать 223.5 Kb.
|
|
РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ФИЛЬТРА Производительность фильтра в м3/ч определяется по показывающему расходомеру. Как определить скорость фильтрования? Зная диаметр фильтра, а следовательно, площадь его сечения (πd2/4), легко определить скорость фильтрования путем деления производительности Q на площадь фильтрования F.  Пример. Если расходомер у фильтра диаметром 3м показывает производительность 85м3/ч, то скорость фильтрования  Пример. Диаметр фильтра 1м. Скорость фильтрования 5-15м/ч. Определить, что должен показывать расходомер.  Q1=v1F=5x0,8=4м3/ч Q2=v2F=15x0,8=12м3/ч Общее количество воды, обработанной фильтром в течение рабочего цикла равно его часовой производительности, умноженной на продолжительность рабочего цикла Т. Продолжительность рабочего цикла фильтра модно определить по формуле:  ,где h – высота катионита в фильтре; Ераб – рабочая обменная емкость катионита; v - скорость фильтрования; С - концентрация подлежащих удалению ионов. Для определения окончания рабочего цикла фильтра можно пользоваться показаниями счетчика профильтрованной воды, что удобно в тех случая, когда скорость фильтрования, а следовательно и производительность фильтра претерпевают значительные колебания в течение рабочего цикла. Зная рабочую обменную емкость фильтра h F Eраб., и разделив ее на концентрацию удаляемых ионов С, узнают количество воды, которое данный фильтр может пропустить за рабочий цикл. Прибавляя полученную величину к показаниям счетчика в момент включения фильтра в работу, получают цифру показания счетчика, при которой приблизительно оканчивается рабочий цикл фильтра. Пример. Натрий-катионитный фильтр диаметром 2,5м загружен сульфоуглем. Высота катионита 2м, Ераб.=350 г-экв/м3, жесткость исходной воды 4мг-экв/кг. Фильтр включен в работ у при показаниях счетчика 2395м3. Определить показания счетчика к концу рабочего цикла фильтра.  V=h F=2x4,9=9,8м2 Количество ионов, которое может поглотить катионит = 9,8х350=3430г-экв Количество воды за цикл 3430:4=856 м3 Показания счетчика к концу рабочего цикла: 2395+ 856=3251 НЕПОЛАДКИ В РАБОТЕ Na-КАТИОНИТНОГО ФИЛЬТРА Снижение обменной емкости катионита Причины: а) образовался гидравлический перекос в слое катионита вследствие выхода из строя или засорения нижнего или верхнего распределительного устройства; б) была проведена «голодная» регенерация катионита, т.е. недостаточным количеством соли; в) нарушены скорости взрыхления и отмывки, вследствие чего из слоя катионита не был удален воздух и уплотнения; г) часть катионита вымыта в канализацию; д) разрушение катионита в результате воздейстия высоких температур. Если после выполнения доброкачественной регенерации обменная емкость катионита не увеличилась, то необходимо вскрыть фильтр, досыпать катионит, если его недостаточно, проверить равномерность распределения воды верхним распределительным устройством. Если катионита очень мало, то произвести осмотр и ремонт нижнего дренажного устройства. В питательной воде обнаружен катионит. Это значит, что у фильтра произошел срыв колпачков. Необходимо немедленно отключить фильтр, заменить питательную воду на качественную, проверить наличие катионита в котловой воде. Если он там будет обнаружен, заменить котловую воду на качественную путем продувок и подпиток. В питательной воде обнаружено повышенное содержание хлоридов. Это значит, что у фильтра, которому делают регенерацию, пропускает задвижка на выходе воды из фильтра (№2). Необходимо немедленно прекратить регенерацию, вызвать слесаря для ремонта задвижки, заменить питательную воду на качественную, проверить качество котловой воды. Если содержание хлоридов в котловой воде повышенное, то заменить котловую воду на качественную путем продувок и подпиток. ПУСК И НАЛАДКА Na-КАТИОНИТНОГО ФИЛЬТРА ПОСЛЕ МОНТАЖА После монтажа фильтра проверяют по отвесу вертикальность расположения фильтра. Нижнее и верхнее распределительное устройство должны быть расположены горизонтально. Проверяют состояние антикоррозионного покрытия. После укладки бетона проверяют исправность нижнего распределительного устройства. Для этого подают воду снизу под полным напором и проверяют равномерность ее распределения. После этого люки закрывают и под избыточным давлением 0,6 МПа (6 кгс/см2) проверяют герметичность фланцевых соединений и арматуры. Фильтр готов к загрузке катионита. Через нижний люк засыпают сначала просеянный и промытый подстилочный материал. Закрывают нижний люк. Заполняют фильтр до половины водой. Через верхний люк в фильтр засыпают катионит. Закрывают верхний люк. Отмывают катионит от пыли и кислоты потоком воды снизу вверх по линии взрыхления со скоростью 8-10 м/ч до осветленной воды (примерно 50 часов). Следят, чтобы рабочие зерна катионита не вымывались в канализацию. Как только отмывочная вода станет нейтральной или щелочность ее достигнет 0,5-1 мг-экв/кг, то отмывку проводят сверху вниз по линии отмывки. Затем делают обогатительную регенерацию двойным количеством соли. Фильтр отмывают и включают в работу. Через 5-7 фильтроциклов выбирают самый оптимальный режим работы фильтра и составляют режимную карту. Если фильтр сразу не включают в работу, то его отмывают от кислоты и пыли и оставляют истощенным. Не отмытый от кислоты фильтр оставлять нельзя, так как произойдет разрушение защитного слоя в фильтре. ГРАФИК РАБОТЫ Н–КАТИОНИТНОГО ФИЛЬТРА При фильтровании через водород-катионит природных вод, содержащих преимущественно катионы Ca2+, Mg2+ и Na+, необходимо иметь ввиду различное поведение этих катионов в процессе ионного обмена. В ряду Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+ каждый последующий катион поглощается более интенсивно, чем предыдущий. Точка А/ соответствует исходному состоянию отрегенерированного катионита в момент включения в работу Н-катионитного фильтра, когда все зерна катионита «заряжены» обменным катионом Н+ (рис. А). В начальный период работы фильтра от точки А/ до точки Б при соприкосновении исходной воды с зернами Н-катионита будет происходить полное поглощение всех катионов обрабатываемой воды по уравнениям: 2Н+Кˉ+Ca2+=Ca2+К2ˉ+2Н+ 2Н+Кˉ+Mg2+=Mg2+К2ˉ+2Н+ Н+Кˉ+ Na+=Na+Кˉ+ Н+ и выходящая из фильтра умягченная вода будет иметь кислотность равную сумме всех катионов водорода за вычетом реакции взаимодействия катиона водорода с бикарбонатным анионом по уравнению: Н++НСО3ˉ=Н2СО3= СО2 + Н2О В течение этого периода работы фильтра в верхних слоях будет происходить преимущественно поглощение катионов Ca2+ и Mg2+(рисунок Б), а в нижерасположенных участках – преимущественно катионов Na+. Изображаемые положения катионов в катионите являются условными, т.к. в действительности не может быть тонкого разграничения состояния слоев. По мере использования емкости поглощения верхних слоев Н-катионита и насыщения их катионами Ca2+ и Mg2+ эти катионы будут вытеснять из нижерасположенных слоев катионы натрия Na+, которые будут поглощаться последующими слоями Н-катионита. Таким образом, этот своеобразный слоеный пирог (Ca2+,Mg2+-Na+-Н+) по мере работы водород-катионитного фильтра перемещается вниз, пока не достигнет нижней границы загруженного в фильтр катионита, что соответствует точке Б и рис.В. В точке Б начинается проскок поглощенных Н-катионитным фильтром катионов. В первую очередь проскакивает катион Na+. Следовательно, начиная с точки Б заканчивается процесс обмена Н+ на Na+, но продолжается обмен катионов Ca2+ и Mg2+, обладающих повышенной подвижностью на Na+. Этот период работы фильтра продолжается от точки Б до точки Д и характеризуется максимумом концентрации иона Na+ в обработанной воде. В точке Д (точке Ж) заканчивается вытеснение Na+ и начинается постепенное нарастание концентрации Ca2+ и Mg2+, т.е. жесткости выходящей из фильтра воды до точки Е/, в которой величина жесткости становится равной исходной. Благодаря росту концентрации ионов Na+ в обработанной воде происходит, начиная с точки Б, понижение ее кислотности до нуля (точка В), а затем постепенное увеличение щелочности вплоть до щелочности исходной воды (точка Е) Схема Н-катионирования с двухступенчатым умягчением воды. Сырая вода поступает на Н-катионитный фильтр I ступени, где вода умягчается за счет обмена катионов Ca2+, Mg2+ и Na+ на катион Н+, затем в Н-катионитный фильтр II ступени, где улавливаются преимущественно катионы Na+. Фильтр I ступени отключается на регенерацию при проскоке Ca2+ и Mg2+, а фильтр II ступени – при проскоке катионов Na+. Умягченная вода подается в декарбонизатор для снижения содержания углекислого газа в воде, а затем в деаэратор. Декарбонизатор состоит из колонки и бака декарбонизированной воды. В колонке расположены насадки – керамические кольца Рашига. Вода подается в верхнюю часть колонки, разбрызгивается на мелкие струйки и капли и падает вниз; навстречу воде с помощью вентилятора подается воздух из расчета 30-40 м3 на 1м3 воды. Остаточная концентрация свободной углекислоты от 3 до 8 мг/кг. Расчет необходимого для регенерации количества кислоты производится по формуле: В= F h Eрабb 0,001, кг, где b-удельный расход кислоты для регенерации обменной емкости катионита. b=80 г/г-экв для H2SO4 Схемы Н-Na-катионирования 1.Параллельное Н-Na-катионирование Пропуская часть обрабатываемой воды через Н-катионитные фильтры, а часть - через Na-катионитные фильтры, и регулируя производительность этих двух групп фильтров, получают в результате смешивания умягченную воду с заданной величиной остаточной щелочности. рис.1 2.Последовательное Н-Na-катионирование Часть исходной воды пропускают через Н-катионитный фильтр. Полученную при этом мягкую, но кислую воду смешивают с остальной частью исходной жесткой воды в таких пропорциях, чтобы в результате смешивания получить воду с заданной остаточной щелочностью. Затем эта смесь направляется в декарбонизатор, после которого поступает на окончательное умягчение в Na-катионитный фильтр. рис.2 3.При совместном Н-Na-катионировании умягчение воды осуществляется в одном и том же фильтре, который для этого регенерируют в определенных пропорциях сначала кислотой, а затем поваренной солью. 4.Последовательное Н-Na-катионирование с «голодной» регенерацией Н-катионита В этом случае Н-катионитный фильтр регенерируют недостаточным количеством кислоты с таким расчетом, чтобы попадающие в обрабатываемую воду катионы Н+ нейтрализовались частью бикарбонатных анионов  , а остальная часть этих анионов обеспечивала бы заданную остаточную щелочность обработанной воды.Н-катионитные фильтры отключают на регенерацию не по заданной жесткости воды, а по заданной щелочности. Поэтому воду после Н-катионитных фильтров пропускают для доумягчения через Na-катионитные фильтры. Рис.3 Такая схема Н-Na-катионирования имеет следующие преимущества: 1.Устраняется необходимость нейтрализации Н-катионированной воды путем регулирования количества потоков воды после Н- и Na-катионитных фильтров 2.Уменьшается расход кислоты 3.Отсутствует образование кислых стоков при регенерации и необходимость их нейтрализации во избежание коррозии канализационной сети. 4.Уменьшается коррозия внутренних элементов фильтров |