Г) непрерывного действия

Фильтры сме­шанного действия подразделяются в свою очередь на насыпные с внутренней и с внешней регенерацией и намывные. По способу выполнения технологических операций ионитные фильтры делятся на:

а) параллельноточные, в которых обрабатываемая вода и регенерационный раствор пропускаются через фильтр в одном направлении;

б) противоточные, в которых воды и регенерационный раствор пропускаются через фильтр в противоположных направлениях.

Кроме того, различают фильтры первой, второй и третьей ступени. По конструктивному оформлению различают одно­этажные и двухэтажные ионитные фильтры. В последних в одном корпусе объединяются два филь­тра, имеющие раздельное управление. Кроме вертикаль­ных ионитных фильтров, иногда применяются горизон­тальные ионитные фильтры.

На рис. 9-5,а и б показаны типовые конструкции одноэтажных Н-катионитных фильтров- I, II и III сту­пеней.

Н-катионитный фильтр представляет собой цилиндрический корпус со сферическими днищами, рассчи­танный на рабочее давление 6 кгс/см² и пробное давле­ние 9 кгс/см². Внутри фильтра на нижнем днище из кислотостойкого бетона расположено щелевое дренаж­ное устройство, служащее для равномерного отвода воды по всему сечению фильтра. Дренажное устройство вы­полняется из нержавеющей стали в виде трубок, отходя­щих от центрального сборного коллектора, отверстия в которых сверху прикрыты полукожухами. Трубки на половину своего диаметра залиты бетоном. Вверху фильтра расположено тарельчатое распределительное устройство, выполненное из нержавеющей стали. Вну­тренняя поверхность фильтра имеет кислотостойкое по­крытие. Все трубопроводы, работающие в условиях кислой среды, выполнены из нержавеющей стали или

представляют собой кислотостойкие винипластовые тру­бы либо стальные гуммированные или покрытые изнутри кислотостойкими лаками трубы. Кислотоупорные мем­бранные вентили также покрываются перхлорвиниловым лаком или гуммируются резиной, а вся мелкая армату­ра выполняется из нержавеющей стали.

Фильтр имеет верхний и нижний люки для установ­ки и монтажа внутренних устройств, ремонта и ревизии состояния фильтра в условиях эксплуатации, а также воздушник для удаления воздуха и снятия давления с фильтра.

Фильтр загружен катионитом, высота слоя которого составляет в фильтрах I ступени 2—2,5 м, в фильтрах II и III ступеней 1,5 м. Размер рабочих зерен составляет для фильтров I ступени 0,5—1,2 мм и для фильтров II и III ступеней 1—1,5 мм.

Со стороны фронта фильтра имеются трубопроводы для подвода и отвода обрабатываемой воды, подвода и спуска промывочной воды, спуска первых порций филь­трата и подвода регенерационного раствора. Фильтр снабжен контрольно- измерительными приборами: расхо­домером со счетчиком на трубопроводе подачи воды в фильтр и двумя манометрами на входе и выходе воды из фильтра.

Конструкции одноэтажных натрий-катионитных и анионитных фильтров аналогичны рас­смотренным.

Двухэтажный катионитный фильтр явля­ется одним из возможных вариантов вертикального катионитного фильтра большой производительности. Он представляет собой два фильтра диаметром 3,4 м, объ­единенных в одном корпусе с внутренним сферическим днищем, разделяющим оба фильтра. Ввиду ограничения габаритов высота слоя катионита в каждой части филь­тра уменьшается до 2 м. Применение двухэтажных катионитных фильтров позволяет снизить расход металла на изготовление оборудования водоподготовительных установок и получить экономию в объеме помещения для размещения фильтров.

Противоточный катионитный фильтр (рис. 9-6) отличается от параллельноточного тем, что он оборудован двумя дренажными системами: верхней и нижней. Верхняя дренажная система располагается в слое ионита на глубине 150—300 мм. Такое заглубление делается в целях устранения «заклеивания» щелей дренажной системы мелочью, скапливающейся на самом верху фильтрующего слоя. Регенерирующий раствор по­дается через распределительную систему под верхним днищем в виде звезды из труб со щелями и пропускается сверху вниз. Через эту же систему производится сброс воды после взрыхления ионита.

Фильтрование исходной воды производится снизу вверх, в результате чего покидающая фильтр через верхнюю дренажную систему обработанная вода приходит в соприкосновение с наиболее хорошо отрегенерированным слоем ионита (возможно и противоположное направление потоков, т. е. регенерационного раствора снизу вверх, а обрабатываемой воды сверху вниз). При этом достигается более глубо­кий ионный обмен и, что особенно важно, заметно сни­жается удельный расход реагента на регенерацию иони­та до значений, близких к стехиометрическому (теорети­ческому) количеству, без ухудшения глубины ионирования, но с некоторым понижением (примерно на 20%) обменной емкости ионитов.

9-6. Противоточный катионитный фильтр.

а — продольный разрез; б — схе­ма фронта; 1 — вход обрабатываемой воды; 2 — подвод регенерационного раствора и воды для взрыхляющей промывки; 3 — выход обработанной воды; 4-отвод регенерационного рас­твора; б —дренаж.

Для ступенчато-противоточного ионирования применяется двухэтажный фильтр с глухой по­перечной перегородкой, в котором требуемый объем ионита разделен на две неравные части; в верхнюю сек­цию фильтра загружается 70—75% ионита, в нижнюю 25—30%. Регенерация обеих секций осуществляется одновременно при истощении ионита в нижней части. При этом все количество реагента, необходимое для регенерации обеих секций, пропускается сверху вниз через нижнюю секцию, а затем, после сброса первых регенерационных вод в канализацию, через верхнюю секцию. При этих условиях удельный расход регенерирующего реаген­та в нижней секции превышает в 4—5 раз стехиометрический, что обеспечивает достаточно полное удаление ионов, задержанных при фильтровании обрабатываемой воды. Ионирование воды осуществляется путем последо­вательного фильтрования воды сначала через верхнюю секцию с большим количеством ионита снизу вверх, а за­тем через нижнюю секцию с меньшим количеством иони­та сверху вниз. Аналогично противоточным фильтрам покидающая нижнюю секцию вода соприкасается с наи­более отрегенерированным ионитом, что значительно улу­чшает эффект ионирования и снижает расход регенери­рующего реагента на 40—50%. Применение ступенчато-противоточного принципа для анионирования позволяет значительно уменьшить потребность в дорогостоящей и дефицитной гидроокиси натрия.

Ионитный фильтр смешанного действия (ФСД) (рис. 9-7) загружается катионитом и анионитом, которые после их раздельной регенерации соответственно кисло­той и щелочью тщательно перемешиваются путем подачи в фильтр снизу вверх сжатого воздуха. При пропуска­нии через ФСД воды происходит глубокое обессоливание и обескремнивание воды благодаря наличию в нем огромного числа ступеней Н- и ОН-ионирования. Чтобы осуществить регенерацию истощенного ФСД, необходимо произвести разделение ионитов путем взрыхляющей про­мывки водой снизу вверх.

ФСД применяются при обессоливании и обескремнивании конденсатов, а также в качестве барьерных филь­тров на установках, обессоливающих природные воды. Периодическое разделение ионитов для регенерации и последующее перемешивание их предъявляют особые требования к физической характеристику загруженных в эти фильтры ионитовых материалов (механическая прочность, различие в плотностях ионитов, форма ча­стиц и пр.). Наиболее подходящими для загрузки ФСД являются катионит КУ-2 и анионит АВ-17. В фильтре установлены три распределительных устройства: верх­нее, среднее и нижнее. Верхнее распределительное устройство служит для подвода исходной воды, подачи регенерационного раствора щелочи и воды на отмывку, а также для отвода в дренаж воды при взрыхлении за­грузки. Среднее распределительное устройство служит для подачи регенерационного раствора кислоты и выво­да отработанного регенерационного раствора щелочи. Нижнее распределительное устройство предназначается для вывода обессоленной воды и отработанного раствора кислоты, а также для подачи в фильтр воды для разде­ления ионитов и воздуха для их перемешивания. Коммуникация фронта фильтра позволяет во время регенера­ции одного из ионитов пропускать через другой (нерегенерируемый в это время) ионит «блокирующую» воду с малым расходом для предотвращения по­падания раствора щелочи в катионит или кислоты в анионит.

Рис. 9-7. Ионитный фильтр смешанного действия.

а - продольный разрез; б — схема фронта; 1 — вход обрабатываемой во­ды; 2 —выход обрабо­танной воды; 3 - подвод раствора щелочи; 4 — подвод раствора кисло­ты; 5 — подвод осветлен­ной воды; 6 — подвод сжатого воздуха; 7 — выход отмывочной во­ды: 8 — отвод воздуха

В последние годы широкое применение получили ФСД с выносной («внешней») регенерацией в особом регенерационном аппарате 6 (рис. 9-8). Наличие готовой загрузки отрегенерированных ионитов в запасном бун­кере 1 значительно сокращает продолжительность выво­да ионитных фильтров на регенерацию. В то время как при «внутренней» регенерации ФСД выводятся из рабо­ты на 4—5 ч, при «внешней» регенерации истощенные иониты заменяются путем гидроперегрузки заранее отрегенерированной смесью катионитов и анионитов в тече­ние не более 1 часа, что увеличивает долю рабочего време­ни ФСД. Кроме того, упрощаются конструкции внутренних устройств и наружных коммуникаций на фронте этих фильтров, что облегчает обслуживание и ремонт аппара­туры и повышает степень ее готовности.

Применение «внешней» регенерации исключает возможность попада­ния регенерационных растворов кислоты или щелочи в конденсат, сокращает количество арматуры, устраняет надобность в кислотостойких материалах и покрытиях для рабочих фильтров, упрощает конструкцию последних, дает возможность повысить скорость фильтрования конденсатов (до 125 м/ч), снижает потребность в контроль­но-измерительной аппаратуре и т. д.

Рис. 9-8. Схема установки для обессоливания конденсата с внешней регенера­цией ИОНИТОВ.

1 —бункер для смеси отрегенерированных ионитов; 2 — гидроперегруэка отрегенерированных ионитов, 3 —ловушки для ионитов; 4 — осветлительные фильтры; 5 — фильтры смешанного действия; б—внешний регенера­тор; 7 — ВХОД ВОДЫ.

Поиск по сайту: