Расчет натрий-катионитовых фильтров.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 20Следующая ⇒

Умягчение воды путем натрий-катионирования можно осуществлять либо по одноступенчатой схеме (применяется один фильтр), либо по двухступенчатой - последовательное фильтрование через фильтр первой, а затем второй ступени. Количество натрий-катионитных фильтров первой ступени, если установка работает круглосуточно, принимается не менее двух, и, кроме того-один резервный. На второй ступени катионирования обычно устанавливается два фильтра специальной конструкции с высотой слоя катионита 1.5 м. В небольших водоподготовительных установках, в целях сокращения количества устанавливаемого оборудования и его унификации, допускается для второй ступени катионирования применение фильтра конструкции первой ступени. При этом устанавливается не менее четырех фильтров, из них два - первой ступени, один - второй ступени и один - резервный, обычно используемым для работы на второй ступени в период регенерации основного фильтра и в качестве резервного - при ремонте одного из фильтров.

Схема одноступенчатого катионирования имеет следующие недостатки: получение фильтра с жесткостью до 0.1 мг-экв/л возможно при умягчении исходной воды с жесткостью не более 7 мг-экв/л;

практически невозможно получение глубокого умягчения воды с остаточной жесткостью 0.01 - 0.02 мг-экв/л;

относительно высокий расход соли на регенерацию фильтров;

неполное использование емкости поглощения катионита;

необходимость тщательного контроля за " проскоком" солей жесткости, количество которых после " проскока" нарастает в фильтре сравнительно быстро.

При двухступенчатом катионировании перечисленные недостатки устраняются.

Число ступеней катионирования определяется требованиями к
качеству умягченной воды. Например, приготовление воды для
паровых котлов, когда требуется глубокое умягчение, осуществляется путем двухступенчатого натрий-катионирования; для теплосетей, когда требуется снижение только карбонатной жесткости до 0.7 мг-экв/л, достаточно одноступенчатого натрий-катионирования с отключением фильтра на регенерацию при общей жесткости фильтрата 0.1-0.2мг-экв/л.

Скорость фильтрования менее 5 м/ч не рекомендуется из-за возможного снижения обменной емкости катионита, а скорость фильтрования на фильтрах второй ступени (при высоте слоя катионита 1, 5 м) допускается до 50 м/ч.

Рабочая обменная способность катионита при натрий-катионировании определяется из уравнения:

(2.10)

где: α _э- коэффициент эффективности регенерации, учитывающий неполноту регенерации катионита в зависимости от удельного расхода соли на регенерацию, принимается по данным ВОДГЕО;

β _Na- коэффициент, учитывающий снижение обменной способности катионита по Са ⁺ и Мд²⁺ за счет частичного задержания катионов Na⁺; принимается по данным ВОДГЕО, где значения β _Na приведены в зависимости от отношения С²_Na /Ж_о;

С²_Na- концентрация натрия в умягчаемой воде, мг-экв/л;

Е_п - полная обменная способность катионита, г-экв/м³ по заводским данным;

q - удельный расход воды на отмывку катионита, м³/м³;

0, 5 - доля умягчения отмывочной воды.

Концентрация ионов натрия в мг-экв/л определяется по содержанию ионов в исходной воде (мг/л):

(2.11)

Для коэффициент β _Na=0, 6413

Е_п=500 для сульфоугля с крупностью зёрен 1, 1мм.

Для I ступени: удельный расход 120 мг-экв/л; α _э=0, 67; q=4 м³/м³

Для II ступени: удельный расход 300 мг-экв/л; α _э=0, 91; q=6 м³/м³

(2.12)

где: n_k – количество действующих в котельной котлоагрегатов n_k=3;

D_max – максимальная производительность котла D_max=25т/ч.;

1, 2 – коэффициент запаса.

Регенерация истощенного катионита (сульфоугля или полистирольного синтетического катионита марки КУ-2) практически осуществляется один раз в сутки в дневную смену. При этом межрегенерационный период принимается равным Z = 24 часам.

Необходимый объем катионита вычисляется по формуле:

(2.13)