Ионов во время работы фильтра

а – начало работы; б – через некоторый период; в – конец работы

Иониты делятся на два класса: катиониты и аниониты.

В фильтрах смешанного действия применяются сильнокислотный катионит КУ-2-8 и сильноосновной анионит АВ-17-8.

Важной особенностью ионитов является их полная нерастворимость в воде, обусловленная сложностью структуры радикала, который и составляет твердую фазу ионита, упрощенную химическую формулу катионита можно записать в виде R_к^-Н⁺, где R_к^- - радикал, Н⁺ - обмениваемый ион. Анионит можно представить в виде R_а⁺ОН^-, где R_а^- - радикал, ОН^- - гидроксильная группа, которая обменивает анионит.

Из конденсата необходимо удалить катионы Са²⁺, Мg²⁺, Fе³⁺, Nа⁺ и анионы SО₄^2-, НСО₃^-, НSiО₃^-.

Реакции, протекающие на ионитах, можно записать в следующем виде:

2 RН + Са²⁺ R₂Са + 2 Н⁺

RН + Nа⁺ R Nа + Н⁺

RОН + Cl^- RСl + OН^-

2 ROН + SО₄^2- R₂ SО₄ + 2 OН⁺

По электрохимической подвижности ионы располагаются в следующие ряды:

катионы: Са²⁺ > Мg²⁺ > К⁺ > NН₄⁺ > Nа⁺ > Н⁺;

анионы: SO₄^2- > Cl^- > HCO^- > HSiO^- > OH^-.

Впереди стоящие ионы вытесняют из катионитов и анионитов следующие в ряду ионы, поэтому первыми в фильтрате появляются катионы Nа⁺ и анионы HSiO^- при насыщении ионитов.

По концентрации Nа⁺ и HSiO^- в фильтрате после ФСД определяют время вывода фильтра из работы. Для повторного использования истощенного (т.е. утратившего обменные ионы Н⁺) катионита надо вытеснить сорбированные ионы Са²⁺, Мg²⁺, К⁺, Nа⁺, заменив их на обменные ионы водорода Н⁺.

Этот процесс называется регенерацией (восстановление обменной емкости).

Регенерация катионита производится 4% раствором серной кислоты.

Химизм процесса регенерации можно записать следующей реакцией:

2 R_к Na + H₂SO₄ 2 R_кH⁺ + Na₂SO₄.

Анионит регенерируется 4% раствором едкого натра:

R_aHSiO₃ + NaOH R_aOH + Na⁺ + HSiO₃^-

R_aCl + NaOH R_aOH + NaCl.

В связи с малой активностью анионов HSiO₃, НСО₃^- вывод анионита на регенерацию определяют по проскоку хлоридов Сl^-.

В фильтрах смешанного действия фильтрование воды осуществляется через слой, состоящий из равномерной смеси сильнокислотного катионита КУ-2-8 в H⁺ форме и сильнокислотного анионита АВ-17-8 в ОН^- форме. На зернах катионита протекают процессы обмена катионов на ион Н⁺, на зернах анионита - процессы обмена анионов на ион ОН^-.

Перешедшие в конденсат Н⁺ и ОН^- связываются в молекулу воды Н₂О. В смешанном слое происходит глубокое обессоливание за счет образующейся цепочки, состоящей из большого числа последовательно включенных ступеней Н⁺ и ОН^- фильтров.

Регенерация катионита и анионита производится на специальной регенерационной установке (выносная регенерация). Шихту из ФСД удаляют в фильтр-регенератор катионита, где взрыхляют, разделяют катионит и анионит (анионит, как более легкий, поднимается вверх), затем перегружают в фильтр-регенератор анионита.

В результате отработанные катионит и анионит находятся в раздельных фильтрах, что позволяет пропускать регенерационные растворы и отмывать шихту по обычной технологии.

Важной особенностью ионитов является их способность к гидролизу. Такое условие создается, когда часть ионитов находится в солевой форме, т.е. истощение по какому-либо иону.

В общем виде гидролиз идет по уравнениям:

R_к ^-Na⁺ + Н₂О R_к^-Н⁺ + Na⁺ + ОН-

R_а⁺НСО₃^- + Н₂О R_а⁺ОН^- + Н⁺ + НСО₃^-

Происходит как бы частичная регенерация ионитов чистой водой, особенно это проявляется при длительном нахождении фильтра в резерве. Концентрация кислоты и щелочи может стать значительной, поэтому перед включением ФСД в работы из резерва их обязательно отмывают обессоленной водой.

Схема БОУ позволяет:

1. Проводить очистку всего турбинного конденсата сначала на ЭМФ, затем на ФСД.

2. Отключить ЭМФ и пропускать весь конденсат мимо ЭМФ на очистку ФСД.

3. Очищать весь конденсат только на ЭМФ помимо ФСД.

4. Пропускать весь конденсат мимо БОУ перед включением системы в работу.

6.5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ БОУ.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Надежность и экономичность оборудования зависят от уровня подготовки, ответственности и дисциплинированности обслуживающего персонала.

Действия, которые должен выполнять персонал в различных производственных ситуациях подробно описаны в инструкциях по эксплуатации блочной обессоливающей установки.

При нормальной работе БОУ условия ее обслуживания спокойные, ритм монотонный.

В случае возникновения аварийных ситуаций темп работы резко возрастает, отдельные операции требуется выполнять быстро, в строго заданной последовательности.

Поэтому последовательность операций необходимо не только запомнить, но и закрепить тренировками с имитацией аварийных ситуаций на тренажере химического цеха.

Техническое обслуживание БОУ включает в себя:

- подготовку и пуск ЭМФ, ФСД в работу из резерва или после ремонта;

- промывку ЭМФ;

- заполнение бака отмывочных вод обессоленной водой;

- заполнение баков-мерников кислотой и щелочью;

- регенерация и промывка ФСД.