Основные требования к применению ионитов на водоподготовительных установках тепловых электростанций. Технологические рекомендации по диагностике их качества и выбору (стр. 7 )

- 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

Технология катионирования	Расход реагента 100%-ной концентрации, кг/м3
серной кислоты	хлористого натрия
Для подготовки добавочной воды при параллельноточной регенерации:
первая ступень	60-100	110-150
вторая ступень	80-100	80-100
третья ступень	100-120	-
При сорбции катионов на одной ступени катионирования при противоточной регенерации	50-100	50-100
Для очистки турбинного конденсата	100-200

При заключении контрактов на поставку сильнокислотных катионитов (КУ-2-8 и аналогов) рекомендуется указывать ионную форму катионита: Н-форма - для обессоливания воды и конденсата; Na-форма - для умягчения воды.

4.3 Карбоксильные катиониты

Область оптимального применения катионитов обусловлена физико-химической природой слабокислотных карбоксильных функциональных групп, способных к сорбции катионов жесткости обрабатываемой воды эквивалентно концентрации ее щелочности.

Преимущество использования карбоксильных катионитов для снижения карбонатной жесткости воды реализуется при обработке исходных вод гидрокарбонатного класса следующего качества (после предварительной очистки):

- концентрация анионов сильных кислот в воде менее половины щелочности (в схемах подготовки воды теплосети при условии обеспечения нормы карбонатного индекса в обработанной воде);

- при щелочности в общем анионном составе воды не менее 40-50 % (в схемах обессоливания воды с применением ступенчато-противоточной или двухслойной противоточной технологии на стадии катионирования в сочетании с сильнокислотным катионитом).

Учитывая высокую стоимость карбоксильных катионитов, при суммарной концентрации катионов менее 2,0 мг-экв/л целесообразно оценить срок окупаемости затрат на их приобретение.

Таблица 30 - Режим проведения технологических операций

Операция	Значение показателя
Взрыхление:
пропуск взрыхляющей воды со скоростью, м/ч	5-10
Регенерация и отмывка:
концентрация раствора серной кислоты, %	Менее 0,8
пропуск регенерационного раствора и отмывочной воды со скоростью, м/ч	20
расход серной кислоты 100%-ной концентрации, г-экв/г-экв	1,1-1,3

По опытным данным приведены условия регенерации катионитов раствором серной кислоты, гарантирующие эффективность эксплуатации высокоемких карбоксильных катионитов без ограничения рабочей обменной емкости.

4.4 Слабоосновные аниониты

Таблица 31 - Режим проведения технологических операций

Операция	Значение показателя
Взрыхление:
пропуск взрыхляющей воды со скоростью, м/ч	4-6
Регенерация и отмывка:
концентрация раствора едкого натра, %	2-4
пропуск регенерационного раствора со скоростью, м/ч	4
пропуск отмывочной воды для вытеснения раствора едкого натра (в течение 30 мин) со скоростью, м/ч	4
пропуск отмывочной воды по режимной карте со скоростью, м/ч	10
расход едкого натра 100%-ной концентрации, г-экв/г-экв:
в штатном режиме	1,2-1,5
при нештатном увеличении концентрации ОВ в воде	2,0 и более

Рекомендуемая норма расхода едкого натра на регенерацию анионита в расчете на 1 г-экв поглощенных анионов позволяет оперативно корректировать абсолютный его расход (в г/л или в кг/м3 анионита). При этом следует избегать типичных ошибок, когда «свежий» анионит часто эксплуатируют в «голодном» режиме регенерации, а при проявлении последствий «отравления» ОВ (снижении обменной емкости и увеличении расхода воды на отмывку) поддерживают неизменным абсолютный его расход, что приводит к неоправданному повышению удельного его расхода.

Нe рекомендуется использовать для регенерации анионитов регенерационные растворы, отработанные ранее при регенерации анионитов в одноименных фильтрах.

При проведении регенераций совместно с анионитами фильтров второй ступени рекомендуется сбрасывать часть регенерационного раствора, насыщенного кремниевой кислотой и ОВ, десорбированными из сильноосновного анионита (уточняется по результатам наладочных работ).

В отличие от анионита АН-31, выпускаемого в сухом состоянии, импортные слабоосновные аниониты, предназначенные для применения в анионитных фильтрах первой ступени, поставляются в набухшем состоянии с влажностью 50-60 %. Зарубежные слабоосновные аниониты поставляются в гидроксильной форме, загружаются в фильтры, заполненные Н-катионированной или частично обессоленной водой.

Анионит АН-31 поставляется в Сl-форме, требует предварительного замачивания и набухания в растворе едкого натра с концентрацией 20 % (по рекомендации завода-изготовителя).

4.5 Сильноосновные аниониты на стирольной основе (тип 1)

Таблица 32 - Режим проведения технологических операций

Операция	Значение показателя
Взрыхление:
пропуск взрыхляющей воды со скоростью, м/ч	5-10
Регенерация и отмывка:
концентрация раствора едкого натра, %	3-4
пропуск регенерационного раствора со скоростью, м/ч	4
пропуск отмывочной воды для вытеснения раствора едкого натра (в течение 30 мин) со скоростью, м/ч	4
пропуск отмывочной воды по режимной карте со скоростью, м/ч	10

Не рекомендуется использовать для регенерации анионитов регенерационные растворы, отработавшие ранее при регенерации анионитов в одноименных фильтрах.

Таблица 33 - Расход едкого натра на регенерацию сильноосновных анионитов

Технология анионирования	Расход едкого натра 100%-ной концентрации, кг/м3
При обессоливании воды и сорбции анионов:
слабых кислот при параллельноточной регенерации:
на второй ступени	80-100
на третьей ступени	100-120
всех кислот на одной ступени:
при параллельноточной регенерации	80-120
при противоточной регенерации	30-60
При обессоливании турбинного конденсата	100-200

4.6 Сильноосновные полистирольные аниониты (тип 2) и бифункциональные акриловые аниониты