Способ ступенчато-противоточного ионирования воды

ЗЮС 0 Е ИЗОБРЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОРшделм аогкеМКОЙ 59ОПИСАНИИ АВТОРСКОМУ(71) Азербайдиаиский иииенерностроительный институт(53) 628.5432(088,8)(56) 1. Обработка воды на тепловых электростанциях. Под ред. В.А.Голубцова. М., фЭнергияф 1, 1966, с.273.2. Внкрев В.ф. и др. Водоподготов .ка. М., Энергия, 1973, с.289 (прототип). а(54) (57) СПОСОБ СТЯЖНЧАТО-ППРОТИВО. ТОЧНОГО ИОИИРОЭАНИЯ ВОДЫ, вклвчавций пропускание исходной воды сначала через ионитный 4 елътр.первойступени, затем через ионитный фильтр второй ступени, а регенерационногораствора сначала через ионитный4 нлътр второй ступени, затем черезионитный фильтр первой ступени,о т л и ч а в з( и й,с я тем, что,с целъв повышения степени очистки иудеаевления процесса эа счет снижения расхода регенерационного раст"вора, нсходнув воду.н регенерационный раствор соответственно раэделявт на два патока в .соотновании1;:(0,5-2) н полученные потоки сверху вниз и снизу вверх пропускаютсоответственно через ваааеуказан-,ные ионитнйе филътры, а очищеннувводу и отработанный регенерациоиныйраствор отводят из среднеей частиноннтоз соответствующих нонмтныхфилътроввИзобретение относится к. очистке воды и может быть использовано в теплоэнергетической, химической и нефтехимической промышленности.Известны способы прямоточного и противоточного ионирования воды 11).Недостатком прямоточного ионирования является большой удельный расход регенерационного раствора, а противоточного ионирования - не используется слой ионита, находя щийся над средней дренажной системой, требуется подача блокирукщего потока воды при регенерации, что увеличивает количество стоков, может произойти забивание целей верх ней дренажной системы мелочью ионитов и др.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ ступен чато-противоточного ионирования воды, включающий пропускание исходной воды сначала .через ионитный Фильтр первой ступени, а затем через ионитный фильтр, второй ступени, а регенерационного раствора сначала через ионитный фильтр второй ступени, а за" тем через;ионитный Фильтр первой ступени ( 2.Недостатком известного способа является низкая степень очистки воды и большой удельный расход регенерационного раствора. Это связано с тем, что.обрабатываемая вода после ионитного фильтра первой ступени имеет высокую остаточную жесткость, которая задерживается ионитньм фильтром второй ступени.Поэтому при регенерации катионита КУ, загруженного в ионитный Фильтр второй ступени, даже с большим 40 избытком серной кислоты невозможно получить обменную емкость свыше 700-750 г-экв/мз, так как регенерацию ведут иэ жесткой формы ионита, а регенерационный раствор пос ле ионитного Фильтра второй ступени, подаваемый на ионитный фильтр первой ступени, содержит значительное количество ионов жесткости, препятствующих эффективному восстановлению обменной емкости сульфоугля.Цель изобретения " повышение степени очистки и удешевления процесса за счет снижения расхода регенерационного раствора.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ступенчатопротивоточного ионирования воды, заключающемуся в том, что исходную воду и регенерационный раствор соответственно разделяют на два потока 0 в соотношении 1:(0,5-2), поток исходной воды сверху вниз и снизу вверх пропускают сначала через ионитный фильтр первой ступени, затем через ионитный фильтр второй сту пени, поток регенерационного раствора пропускают сверху вниз и снизу вверх сначала. через ионитный фильтр второй ступени, затем через ионитный фильтр первой ступени, а очищенную воду и отработанный регенерационный раствор отводят из средней части ионитов соответствующих ионитных фильтров.Технология предложенного способа заключается в следукщем.Исходную воду разделяют на два потока в соотношении 1;(0,5-2) и полученные потоки сверху вниз и снизу вверх пропускают через ионитный фильтр первой ступени и очищенную воду отводят из средней части ионита, а затем частично очищенную воду сверху вниз пропускают через ионитный фильтр второй ступени. Ре" генерационный раствор разделяют на два потока в соотношении 1:(0,5-2) и полученные потоки сверху вниз и снизу вверх пропускают через ионитный фильтр второй ступени, Отработанный регенерационный раствор отводят иэ средней части ионнта, а затем .сверху вниз пропускают через первуюступень ионитного фильтра.Первый по ходу воды ионитный фильтр работает.в режиме задержания ,главным образом ионов жесткости, а второй - только ионов натрия. Остаточная жесткость Фильтрата после обоих ионитиых фильтров практически равна нулю. учитывая, что в содоиэвесткованной воде содержание ионов йатрия превышает содержание ионов жесткости, загрузка ионитных фильтровпроизводится соответственно сульфоуглем и катионитом Ку.Пропускание исходной воды двумя потоками - сверху вниз и снизу вверх в соотношении 1:(0,5-2) через ионитный Фильтр первой ступени и отвод частично очищенной воды иэ средней части ионита обеспечивает соприкосновение обработанной воды, покидающей ионитный фильтр первой ступени, с относительно хорошо отрегенерированным слоем ионита, что повышает степень очистки воды после первой ступени ионитного фильтра. Кроме того, двухпоточная подача обработанной воды позволяет при рекомендуемых нормами технологического проектирования скоростях фильтрования увеличить пропускную способность Фильтра примерно в два раза. Последнее особенно важно, ког" да в качестве ионита используется анионит АН. Пропускание регенерационного раствора двумя потоками - сверху вниз и снизу вверх в соотношении 1:(0,5-2) через ионитный фильтр второй ступени и отвод отработанного раствора из1022948 подают воду, прошедшую предвари-: тельную содонэвестковую обработку с ионным составом, мг-экв/л: Са+=.0,6, МЗ= 0,3; Иа+ = 2,8; СЕ- = 1,0;804 = 1,5; СО = 08; ОН = 04.Первая ступень загружена сульфоуглем, а вторая ступень - катионнтом КУ. Диаметры Фильтров составляют 60 мм,а высота загрузки катионита в каждом фильтре 3,6 м. Среднее дренажное устройство на высоте 2 м от нижней дренажной системы.Исходную воду с указанные ионньи составом разделяют на два потока в соотношении 1:1,25 и полученные потоки со скоростью 20 м/ч и 25 и/ч соответственно сверху вниз и снизу вверх пропускают через катионитный фильтр первой ступени, а частично очищенную воду отводят из средней части сульфоугля, а затем пропускают сверху вниз через вторую ступень, загруженную катионитом КУ, После истощения ступенчато-противоточного фильтра обменные способности:их восстанавливаются путем пропуска" иия через них 2.-ного раствора серной кислоты. При этом раствор сер-. ной кислоты разделяют на два потока в соотношении 1:1,25 и полученные потоки со скоростью 8 и 10 м/ч соответственно сверху и снизу вверх . пропускают через катионитный фильтр второй ступени. Отработанний раствор отводят из средней части катионита, а затем пропускают сверху вниз через первую ступень до появления кислоты в отработанном растворе. При стехио-. метрическом расходе кислоты на регенерацию фильтров ступенчато-прдтивоточного ионирования обменная емкость сульфоугля составляет в среднем 500 г-экв/м , а катионита ЕУ 1200 г-экв/м 3. Содержание солей натрия в очищенной воде составляет40 мкг-экв/л.По известному способу при удельномрасходе серной кислоты равном2 г-экв/г-экв, обменная емкость сульфоугля составляет 280 г-экв/мз, а катионита Ку- 650 г-экв/мэ, содержание солей натрия и очищенной водысоставляет 60 мкг-экв/л.Таким образом, предлагаемый способ ступенчато-противоточного ионирования позволяет в два раза уменьшить расход кислоты, почти в двараза увеличить обменную емкость катионитов и в 1,5 раза повысить степень очистки воды.Ожидаемый технико-экономический эффект от реализации предлагаемого способа при производительности химводоочистки 500 т/ч составит250 тыс.руб. в "од, что в масштабе страны 30 млн.руб. в год. Тираж 941Подписноежгород, ул. Проектная, 4 40 средней части ионита обеспечивает глу. бокую степень регенерации нижних слоев ионита во второй ступени ионитного фильтра, последними соприкасающимися с очищенной водой, что повышает степень очистки воды. Так как .нижние 5 слои ионита ионитного Фильтра первой и второй ступеней работают по чисто противоточной схеме, появляется возможность уменьшить удельный расход регенерационного раствора. 10Соотношение распределяемых сверху вниз и снизу вверх потоков исходной воды и регенерационного раствора 1:(0,5-2) определяется высотами слоев загрузки ионита соответственно 15 над и под средним дренажньм устройством, которые в свою очередь зависят от общей высоты загрузки ионита, определяемой солесодержанием обрабатываемой воды. Это обосновано нЕобходимостью обеспечения более высокой степени очистки воли и надежной работы средних дренажных устройств.Нижний предел распределяемых потоков 1:0,5 берется при минимально допустимых общих высотах. загрузки слоя ионита.Верхний предел раснределяемых потоков 1:2 соответствует случаю, максимально допустимых общих высот , загрузки йонита.30Повышение степени очистки воды и удешевление процесса обусловлено повышением обменной емкости и снижением расхода регенерационного растзора.Последнее предопределено тем, что 35 перед регенерацией ионитный фильтр .второй ступени находится в натриевой форме, в связи с чем, уже при удель Ном расходе серной кйслоты 1,21,3 г-экв/г-экв, восстановленная обяенная емкость для КУсоставляет 70-80 от полной обменной емкости, т.е. 1200-1500 г-экв/мз.Повышение обменной. емкости для ионитного фильтра первой ступени обусловлено тем, что в процессе регенерации ионы жесткости удаляются сйачала раствором сульфата натрия, , выходящим из средней дренажной системы ионитного Фильтра второй ступени, затем поступающей оттуда же кислотой, содержащей соли натрия, а процесс обработки ведется до проскока ионов жесткости, т.е, ионит ный Фильтр первой ступени предвари-. тельно частйчно-переводится в натри евую форму отработанньм раствором иоиитного фильтра второй ступени, после чего стехиометрическим относительно него расходом серной кислотыдостигается повьааение используемой 60обменной емкости сульфоугля в два раза.,П р и м е р. На фильтры ступенчато-противоточного ионированияВНИИПИ Заказ 4147 Д 4филиал ППП "Патент , г. У