Основные требования к применению ионитов на водоподготовительных установках тепловых электростанций. Технологические рекомендации по диагностике их качества и выбору (стр. 6 )

Наименование	Технология анионирования, тип ВПУ
ОУ с раздельной сорбцией анионов слабых и сильных кислот	БОУ*	ОУ с сорбцией анионов сильных и слабых кислот в одном фильтре
1-я ступень	2-я ступень	3-я ступень*
Тип анионита	Слабо-основные	Сильноосновные, тип (анионит АВ-17-8 и аналоги)	Сильноосновные аниониты (типы 1, 2), бифункциональные
Гранулометрический состав (ГОСТ 10900):
размер зерен, мм	0,315-1,25; 0,4-1,25; 0,5-0,8	0,4-1,25; 0,5-0,8; для ФСД - спецгрансостав	0,315-1,25; 0,4-1,25; 0,4-0,6
объемная доля рабочей фракции, %, не менее	98	99	98
Kодн, не более	Для анионитов с грансоставом: гетеродисперсным - 1,7; монодисперсным - 1,2	1,7
Осмотическая стабильность (ГОСТ 17338), %, не менее	98	99	98
Количество целых гранул до осмотического шока (ГОСТ 17338),%, не менее	90	95	90
ДОЕ (ГОСТ 20255.2), мг-экв/дм3, не менее	900**	Для анионитов гелевой структуры 600***	—
Результаты тестирования на отравляемость:
снижение ДОЕ, %, не более	20	—
увеличение расхода воды на отмывку, раз, не более	2,0
* Технология совместного (в ФСД) или раздельного Н-ОН-ионирования. Значения ДОЕ указаны по ГОСТ 20255.2: ** для слабоосновных анионитов (в ОН-форме) - по раствору НСl; *** для сильноосновных (в ОН-форме) - по раствору NaCl.
Примечание - Выбор типа анионитов целесообразен в зависимости от качества воды в соответствии с рекомендациями раздела пп. 4.5—4.7.

Таблица 25 - Требования к качеству ионитов, применяемых в российском варианте противоточной технологии

Наименование	Тип противоточного фильтра
катионитный	анионитный
Тип ионита в монослое	Сильнокислотные, гелевой структуры (катионит КУ-2-8 и аналоги)	Сильноосновные полистирольные (типы 1. 2), бифункциональные акриловые; выбор в соответствии с пп. 4.5-4.7
Гранулометрический состав (ГОСТ 10900):
размер зерен, мм	0,4-1,25; 0,4-0,6	0,4-1,25; 0,4-0,6
объемная доля рабочей фракции, %, не менее	99,0	99,0
Kодн, не более	Для гетеродисперсных - 1,6; для монодисперсных - 1,2
Осмотическая стабильность (ГОСТ 17338), %, не менее	99,0
Количество целых гранул до осмотического шока (ГОСТ 17338),%, не менее	95,0

3.3 Требования к ограничению концентрации примесей, отравляющих иониты, в воде, поступающей на ионообменную установку

Таблица 26

Примеси, источник поступления	Воздействие на иониты	Предельная допустимая концентрация примесей, мг/дм3
Взвешенные вещества; исходная вода	Механическое: задерживаются ионитом, блокируют поверхность и обменные группы ионита. Увеличивают сопротивление слоя	2-5 - для параллельноточной технологии; 0,5-1,0 - для противоточной технологии
Железо и его соединения; исходная вода, вода, коагулированная солями железа, продукты коррозии	Осаждение оксидов и гидратов железа в слое, блокирование обменных групп	0,3 - для режима Н-катионирования ОУ; 0,1 - для режима Na-катионирования; 0,05 - БОУ
Алюминий и его соединения; вода, коагулированная солями алюминия	Осаждение гидратов алюминия, неполное связывание алюминия катеонитом. Возможно загрязнение и анионита. Ограничение производительности. Затруднение очистки ионитов	0,1
Хлор, кислород, другие окислители при использовании на стадии предварительной очистки воды	Окисление и разрушение матрицы ионита, особенно гелевой структуры в присутствии железа и его соединений, катализирующих процесс	0,1 - для катионитов; 0,05 - для анионитов
Нефтепродукты; возвратные, турбинные конденсаты	Залипание поверхности ионита, что блокирует обменные центры и препятствует эффективной промывке и разделению ионитов	0,5 0,1-БОУ
Органические вещества: гумусовые, железо-гуминовые комплексы, лигнинсульфонаты и др.; исходная вода	Внедрение в матрицу, блокирование обменных групп. Появление амфотерных свойств, снижение обменной емкости, увеличение расхода воды на отмывку, ухудшение качества фильтрата и т. д., особенно анионитов гелевой структуры	Рекомендации по области применения анионитов с учетом фактора негативного воздействия ОВ приведены в п. 4.7

3.4 Требования к ограничению температуры обрабатываемой воды

Таблица 27 - Максимально допустимая рабочая температура обрабатываемой воды для ионитов разных типов

Тип ионита, структура	Максимально допустимая рабочая температура обрабатываемой воды, °С
Катиониты:
сильнокислотные
гелевая структура	120
макропористая структура	140
карбоксильные	120
Аниониты:
с полимерной полистирольной матрицей
сильноосновные
тип 1	60
тип 2	35-40
слабоосновные	100
с полимерной акриловой матрицей
слабоосновные (Амберлайт IRA 67, Пьюролайт 847)	35-40
бифункциональные	35-40

Указаны значения температуры (для катионитов в водородной форме, для анионитов в гидроксильной), при которых начинается активный процесс деградации функциональных групп ионитов. Приняты по данным зарубежных фирм и отечественных исследований при отсутствии отрицательного воздействия других факторов.

В практике отечественной и зарубежной подготовки добавочной воды для подпитки котлов оптимальным температурным режимом воды при проведении ионообменных процессов принято считать (25±5) °С.

При отказе от подогрева исходной воды и снижении температуры (до 5-10 °С) отмечаются следующие закономерности, требующие увеличения эксплуатационных и капитальных затрат на подготовку воды:

- повышение сопротивления слоев ионитов вследствие снижения вязкости воды на 20-25 %, что, учитывая 4-6 ионообменных фильтров в «цепочке» действующих ВПУ большинства ТЭС, приведет к необходимости повышать давление на входе, расход электроэнергии, а также установки дополнительных насосов;

- торможение кинетики ионного обмена, что приводит к расширению зоны обмена, вследствие чего может ухудшиться качество обессоленной воды (особенно на финишной стадии доочистки воды по показателю концентрации кремнекислоты при отсутствии дополнительного подогрева раствора едкого натра для регенерации);

- снижение обменной емкости ионитов (на 5-20 %), что в сочетании с ухудшением качества обессоленной воды приведет к необходимости увеличения их объема и расхода реагентов на регенерацию.

Таким образом, стремление снизить себестоимость обессоленной воды за счет отказа от подогрева исходной воды может привести к ее повышению за счет вынужденного увеличения эксплуатационных и капитальных затрат непосредственно в процессе ее обессоливания.

При обессоливании турбинного конденсата не рекомендуется температура более 45 °С. При более высокой температуре в равновесных условиях обескремнивания конденсата интенсифицируется процесс гидролиза кремнекислой формы сильноосновных функциональных групп анионита, что приводит к увеличению ее концентрации в обработанном конденсате.

4 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

И РЕЖИМАМ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИОНИТОВ

4.1 Общие рекомендации

Минимальная высота слоя ионита в фильтре, м...............................…… 0,8

Расширение слоя ионита при взрыхлении, %:

катионитов:

сильнокислотных ...................................................................…... 50-80

карбоксильных........................................................................…. 80-100

анионитов .....................................................................................….. 80-100

Минимальная скорость фильтрования обрабатываемой воды, м/ч:

для ионитов традиционного гранулометрического состава.....………. 5

для монодисперсных ионитов (с учетом условий эксплуатации

и технического состояния оборудования действующих ВПУ) ……… 10

4.2 Сильнокислотные катиониты

Таблица 28 - Режим проведения технологических операций

Операция	Значение показателя
Взрыхление:
пропуск взрыхляющей воды со скоростью, м/ч	7-12
Регенерация и отмывка:
пропуск регенерационного раствора серной кислоты и отмывочной воды с скоростью, м/ч, не менее	10
пропуск регенерационного раствора хлористого натрия и отмывочной воды со скоростью, м/ч, не менее	3-5
концентрация раствора серной кислоты, %	1,5-3,0-6,0/1,5-3,0*
концентрация раствора хлористого натрия, %	8,0-10,0
* Поэтапное увеличение концентрации кислоты в регенерационном растворе: в числителе - при параллельноточной регенерации в пропорции 40, 30, 30 %; в знаменателе - при противоточной регенерации в пропорции 50, 50 % от общего количества соответственно.

Таблица 29 - Расход реагентов на регенерацию сильнокислотных катионитов