Катионитового умягчения

По удельному расходу реагентов Y- г-экв/г-экв, степень совершенства работы катионитового материала, регенерируемого поваренной солью, для исходной воды с сухим остатком меньше 800 мг/кг может оцениваться по следующей шкале у: больше 3,5 — неудовлетворительно, 3—3,5 — удовлетворительно; меньше 3,0 — хорошо.

В качестве катионитового материала на современных водоподготовительных установках имеют наибольшее применение глауконит и сульфированные угли.

Объем катионитового материала, мг . . Вес катионита, т: 1,8 2,6 3,0 5,7 8,7 12,2

После пропуска определенного количества жесткой воды через фильтрующий слой катионита, дальнейшая способность его к'умягчению воды постепенно падает и ввиду обратимости процесса катионирования может быть восстановлена путем пропуска через фильтрующий слой раствора поваренной соли, приготовляемого в специальных солераство-рителях, или серной кислоты (в зависимости от катионитового материала). Процесс восстановления исходных свойств, катионитового материала носит название регенерации фильтра. На рис. 19—V схематически изображен катионитовый фильтр.

В современных котельных установках наиболее широко применяется химическая водообработка, основанная на использовании метода катионного обмена. При этом умягчение воды производится либо по ^бгшс^тюму~вШне"способу, сокращенно называемому ^а-катионирова-, нием, при котором происходит замена содержащихся в воде~катионов кальция и магния на катионы натрия катионитового материала, либо по способу Н-катионирования, при котором происходит замена катионов

кальция и магния на катионы водорода катионитового материала с частичной деминерализацией воды, либо, наконец, по способу совместного H-Na-катионирования. Из схем совместного H-Na-катионирования наибольшее распространение получила схема параллельного катионирования, предусматривающая пропуск воды сначала через механические фильтры, дальнейшее ее разветвление с подачей части воды в Na-катионитовые фильтры, а часть воды в Н-катионитовые фильтры. Кислая вода, прошедшая Н-катионитовьтс фильтры, и щелочная вода, прошедшая

Умягчаемая вода подаётся в верхнюю часть фильтра, проходит через слой катионитового материала и слои кварцевого песка и через дренажную систему поступает в бак умягчённой воды.

На верхний пятый слой кварцевого песка укладывают слой катионитового материала высотой 1,5—2 м.

Для регенерации потерявшего обменную способность катионитового материала применяют солерастворители, конструкция которых показана цафиг. 21. Поваренная соль насыпается в воронку.

Работа Na-катионитовой установки происходит по периодам, каждый из которых включает в себя следующие операции: 1) полное умягчение воды; 2) неполное умягчение воды (дополнительное истощение катионитового материала); 3) взрыхление; 4) регенерацию; 5) отмывку.

Взрыхление — первая операция в регенерационном периоде — имеет целью разрыхление слоя катионитового материала обратным током воды.

Процесс катионитового умягчения воды.

в цикле Н—Na-катионитового умягчения или ионитового обес-

Дород—натрий-катионитового умягчения воды.

стью, то схему Н—Na-катионитового умягчения целесообразно

агентного или катионитового умягчения воды производят ее

В гл. 1 указывалось, что сероводородные соединения, содержащиеся в воде, могут состоять из свободного сероводорода (H2S), гидросульфидного иона (HS~) и сульфидного иона (S2~). При рН воды <5 все сульфидные соединения в воде присутствуют в виде свободного сероводорода. Поэтому практиче-, ски полное их удаление возможно лишь при предварительном подкислении исходной воды или в том случае, когда удаление сероводорода объединяется с удалением свободной углекислоты в цикле Н—Na-катионитового умягчения или ионитового обес-соливания воды. Без подкисления воды из нее можно удалить лишь то количество сульфидных соединений, которое присутствует в виде свободного сероводорода при данном значении рН воды. Это обеспечивает дезодорацию воды, но не устраняет ее Коррозионные свойства.

Из приведенных выше реакций для натрий-катионитового умягчения воды видно, что щелочность воды в процессе ионного обмена не изменяется. Следовательно, пропорционально смешивая кислый фильтрат после Н-катионитовых фильтров со щелочным фильтратом после Na-катионитовых фильтров, можно получить умягченную воду с различной щелочностью. В этом заключается сущность и преимущество Н—Na-катионитового метода умягчения воды. Применяют параллельное, последовательное и смешанное (совместное) Н—Na-катионирование,

Пород—натрий-катионитового умягчения воды.

Фильтроцикл на Н-катионитовых фильтрах второй ступени невыгодно заканчивать в момент проскока Na(I) в фильтрат; при обнаружении проскока Na(I) на фильтры второй ступени вместо фильтрата после фильтров первой ступени целесообразней подавать исходную умягчаемую воду. Это позволяет использовать Н-катионитовый фильтр второй ступени в цикле натрий-катионирования воды, так как к моменту проскока Na(I) в фильтрат этот фильтр представляет собой как бы отрегенери-рованный натрий-катионитовый фильтр. Лишь после проскока в-фильтрат Са(П) и Mg(II) фильтр второй ступени отключают на регенерацию. Таким образом, если к умягченной воде предъявляют высокие требования в отношении глубины умягчения и если вместе с тем исходная вода характеризуется значительным содержанием Na(I) и повышенной карбонатной жесткостью, то схему Н—Na-катионитового умягчения целесообразно принимать в следующем виде. Сначала проводят двухступенчатое Н-катионирование, затем оба фильтрата смешивают и вода подается на дегазатор для удаления свободной углекислоты,, после этого вся вода поступает на натрий-катионитовые буфер-• ные фильтры.

агентного или катионитового умягчения воды производят ее внутрикотловую обработку с целью перевода накипеобразовате-лей в шлам, легкоудаляемый вместе с рассолом при продувке испарителя. Образованию в испарителе твердой накипи препятствуют хлорид железа(II), фосфаты, соли диаминтетраук-сусной кислоты, поверхностно-активные вещества (ОП-10, ОС-20, сульфанол и др.). По предложению П. П. Строкача, вместо введения в опресняемую воду до поступления ее в испаритель хлорида железа(II) целесообразно пропускать ее через электролизер с растворимым железным анодом. Хлорид железа(II) будет образовываться в результате анодного растворения железа.

Опыт показывает, что в паровых котлах низкого давления, работающих без применения дегазации, коррозия значительно уменьшается, если суммарное содержание в котловой воде карбоната натрия и каустической соды составляет 10—15% величины сухого остатка. Добавление большего количества щелочей нежелательно, так как это связано с излишними расходами и, кроме того, повышает величину сухого остатка, а следовательно, приводит к необходимости более частых продувок. По некоторым данным щелочность ниже указанной дает положительные результаты при условии, что постоянно производится дегазация питательной воды. Для получения требуемой щелочности можно добавлять каустическую соду или карбонат натрия, за исключением тех случаев, когда эти вещества уже содержатся в воде, например в результате умягчения ее известково-содовым методом или применения процессов катионитового умягчения. Может потребоваться также введение в котловую воду сернокислого натрия во избежание опасности щелочного растрескивания металла.