Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Индикаторы ЕЭС России

Частота в ЕЭС России
Генерация и потребление (час)
План генерации и потребления
Генерация и потребление (сут)
Температура в ЕЭС России

Неподвижная загрузка ионообменных материалов с направлением потока при регенерации сверху вниз

Рабочий цикл ионообменных материалов зависит от обменной емкости, ограниченной массой ионов, способных к обмену и, следовательно, некоторым объемом воды, обрабатываемой между двумя операциями регенерации.

Цикл включает четыре фазы: фиксацию (вода проходит сквозь слой сверху вниз), расширение слоя ионообменной смолы обратным потоком, регенерацию (соответствующим образом приготовленный регенерирующий раствор проходит через загрузку сверху вниз) и промывку (удаление регенерационного раствора в результате промывки водой сверху вниз).

Рассмотрим основные характеристики ионообменных установок. Независимо от типа ионного обмена, будет ли это умягчение, удаление карбонатов или обессоливание, оборудование обычно состоит из вертикального закрытого цилиндрического резервуара, заполненного ионообменной смолой. Последняя может непосредственно контактировать с устройством для сбора обработанной воды, состоящим либо из колпачков равномерно рассредоточенных по поверхности днища, либо из системы перфорированных труб определенного размера. Ионообменная смола может быть уложена на поддерживающие слои из инертного гранулированного материала (силекс, антрацит или пластмассы); отвод воды осуществляется дренажной системой.

Для обеспечения возможности расширения слоя загрузки (от 30 до 100% плотного объема в зависимости от типа смолы) над слоем загрузки оставляют свободное пространство.

Обрабатываемую воду и регенерационные растворы впускают в верхнюю часть резервуара через систему распределения различной сложности.

Установки оборудованы задвижками, установленными снаружи, и трубами для проведения различных операций: фиксации, расширения, регенерации и промывки. Задвижки имеют ручное или автоматическое управление или могут быть заменены центральным многоходовым клапаном. Ионообменные установки применяют для трех основных целей: умягчения, удаления карбонатов, полного обессоливания.

Примечание. При последующем изложении материала принимаем, что реакции протекают полностью. На практике же всегда имеет место небольшой проскок ионов.

Умягчение. Для этой цели используют катионообменные материалы, которые регенерируются раствором хлористого натрия. Все соли в обрабатываемой воде переходят в соли натрия.

Жесткость обработанной воды практически близка к нулю, pH и щелочность остаются неизменными.

Умягчение может осуществляться после предварительной обработки известью; в результате такого процесса очистки из воды удаляются бикарбонаты и общая щелочность снижается до 0,4—0,8 мг*экв/л. В этом случае вода одновременно декарбонизируется и умягчается.

Удаление карбонатов ионообменными смолами. Для этих целей используются карбоксилированные смолы в форме HR, предварительно регенерированные кислотой. Они обладают способностью фиксировать катионы металлов и освобождать соответствующие анионы в форме свободной кислоты до тех пор, пока pH обработанной воды не достигнет уровня 4—5, что соответствует освобождению из бикарбонатов всей угольной кислоты. Катионы, связанные с анионами сильных кислот (хлориды, нитраты, сульфаты), не фиксируются на этих смолах.

В таких условиях обработанная вода содержит все первоначальные соли сильных кислот и растворенную углекислоту в количестве, пропорциональном количеству бикарбонатов в исходной воде. Щелочность воды может быть равна нулю, а ее жесткость — разнице общей жесткости и общей щелочности .сырой воды. Поэтому значение жесткости может падать до нуля, если общая жесткость равна или меньше общей щелочности, поскольку ионообменная смола более легко обменивает ионы щелочно-земельных металлов, чем щелочные ионы.

Если Жобщ > ОЩ нулевая жесткость может быть получена путем комбинирования в одном аппарате слоев карбоксилированной и сульфированной смол, регенерируемых поочередно сильной кислотой и раствором хлористого натрия.

Если обрабатываемая вода содержит бикарбонат натрия, эффективность фиксирования карбоксилированными смолами не удовлетворительна. Вместо этого иногда используют метод Н — Na-катионирования: сульфированная смола в Н-форме работает параллельно с другой, в форме Na-катионита, и в то время как первая фиксирует все катионы и освобождает соответствующие кислоты, вторая умягчает воду.

Смесь катионированной и умягченной воды в надлежащих пропорциях обеспечивает получение воды такого же качества, как и в предыдущем процессе. Недостатком этого метода является необходимость строгого соблюдения пропорции при смешении вод, поскольку иначе образуется кислая, а стало быть, коррозионная смесь.

В таких схемах желательно удалять растворенную СО2, образующуюся при ионообменных процессах.

Полное обессоливание. В простейших системах вода последовательно проходит через катионит, регенерируемый кислотой, и анионит, регенерируемый каустической содой. После прохождения через катионит все катионы задерживаются на этой смоле и в воде не остается больше ничего, кроме кислот солей, содержащихся в воде первоначально.

Анионит предназначен для удаления этих кислот и может быть: либо слабооснбвной смолой, способной задерживать сильные анионы, но не такие слабые, как СО2 или кремниевая кислота, либо сильноосновной смолой, которая одновременно задерживает как сильные, так и слабые анионы, включая угольную и кремниевую кислоты. Однако в этом случае советуют проводить удаление СО2 физическими методами с целью снижения расхода реагента, используемого для регенерации анионита (по крайней мере в тех случаях, когда диоксид углерода составляет существенную часть солесодержания).

При проектировании водоотведения частного дома, а также промышленного предприятия особенно важно выбирать качественные канализационные насосы, такие как Grundfos.



Читайте также:

Последние аварии на объектах электроэнергетики РФ

Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100