РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ИОНИТНАЯ ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2024 года по МПК C02F1/42 B01D24/46 B01J49/00 

Изобретение относится к области утилизации промышленных сточных вод, а именно к утилизации отработанных регенерационных растворов (ОРР) и отмывочных вод, образующихся в процессе регенерации ионитных фильтров химобессоливающей водоподготовительной установки (ВПУ) тепловой электрической централи (ТЭЦ) и других промышленных предприятий.

На ТЭЦ Российской Федерации преимущественно применяется технология ионного обмена для подготовки питательной и подпиточной воды. В процессе регенерации ионитных фильтров химобессоливающих установок образуются сточные воды, которые формируются из отработанных регенерационных растворов и отмывочных вод.

Известен способ регенерации катионита (RU 2058817). Задачей изобретения является увеличение фильтроцикла загрузки катионита, повышение степени регенерации катионита, насыщенного двухзарядными ионами металлов, обеспечение полного восстановления исходных характеристик катионита. Это решается способом регенерации Na-катионитовых фильтров, согласно которому проводят взрыхление катионита 0,03-0,05%-ным раствором фосфорорганического реагента на основе фосфоновых кислот при скорости подачи раствора 10-15 м/с, регенерацию путем последовательной обработки катионита регенерационным раствором стадии взрыхления в количестве 2-2,5 объема на 1 объем катионита и раствором поваренной соли. Отмывку катионита ведут водой. Регенерацию катионита проводят 5-6%-ным раствором поваренной соли. В качестве фосфорсодержащего органического реагента используют комплексоны, выпускаемые промышленностью, марки: ОЭДФ, НТФ, Дифанат, ИОМС-1 и другие фосфорорганические комплексоны на основе фосфоновых кислот.

Известен способ противоточной регенерации ионитов (RU 2149685). Способ регенерации ионитов в фильтрационных процессах типа "UPCORE", включающий в себя стадию зажатия слоя ионита потоком жидкой среды, направленным снизу вверх, в котором процесс зажатия осуществляют в импульсном режиме, подавая воду по крайней мере двумя импульсами, причем амплитуда первого импульса составляет не менее высоты зоны свободного пространства над слоем ионита при завершении рабочего цикла, а амплитуда последующего импульса не менее амплитуды отраженной волны, возникающей после прохождения предыдущего импульса, а время между импульсами не более времени, необходимого для прохождения отраженной волны от предыдущего импульса через слой ионита. Использование заявленного способа обеспечивает возможность более полного удаления загрязнений из слоя ионита и соответственно более высокую эффективность процесса его регенерации. Затраты времени на регенерацию при этом сокращаются в среднем на 5-7% в зависимости от природы и срока службы ионита. Затраты воды на собственные нужды сокращаются на 10-12%.

Недостатками перечисленных известных схем является:

1. Повышенный расход воды на взрыхление и отмывку;

2. Сброс кислых и щелочных стоков промывки ионитных фильтров;

3. Перерасход химических реагентов, применяемых при регенерации ионитных фильтров.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ регенерации ионита в противоточном фильтре (RU 2185883).

Согласно описанию изобретения в центральную камеру противоточного фильтра, заполненную вспомогательным слоем ионита, подают снизу вверх смесь воздуха с очищаемой водой для вытеснения его в свободное пространство, расположенное между инертным материалом и центральной камерой, для промывки вспомогательного слоя ионита и для зажатия основного слоя ионита, расположенного в периферийной камере фильтра, затем вводят регенерационный раствор снизу вверх в основной и далее в вытесненный вспомогательный слои ионитов, а после пропускания 20-80% от объема регенерационного раствора в центральную камеру снизу вверх подают смесь отработанного регенерационного раствора с очищаемой водой. Подачу всех смесей целесообразно осуществлять с помощью водоструйного насоса, в котором в качестве активной среды используют очищаемую воду, подводимую под давлением 0,2-1,0 МПа. Способ обеспечивает более полное удаление загрязнений из вспомогательного слоя, тем самым повышает эффективность защиты основного слоя ионита от загрязнений, а также удешевление процесса за счет сокращения расхода регенерационного раствора при повторном его использовании. Недостатками данного способа являются:

1. Повышенный расход воды на взрыхление и отмывку;

2. Повышенный расход ОРР;

3. Перерасход химических реагентов, применяемых при регенерации ионитных фильтров;

4. Сброс кислых и щелочных стоков промывки ионитных фильтров.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение расхода воды на собственные нужды, уменьшение удельных расходов кислотных и щелочных реагентов, уменьшение объема высокоминерализованных сточных вод, увеличение фильтроцикла.

Техническим результатом является создание ресурсосберегающей ионитной водоподготовительной установки, обеспечивающей снижение расхода воды на собственные нужды, уменьшение удельных расходов кислотных и щелочных реагентов, уменьшение объема высокоминерализованных сточных вод, увеличение фильтроцикла.

Технический результат достигается тем, что предлагаемая ресурсосберегающая ионитная водоподготовительная установка, включающая ионитный фильтр, линию подачи воды на взрыхление, линию слива воды после взрыхления, линию подачи регенерационного раствора, линию слива отработанного регенерационного раствора, линию подачи частично обессоленной воды, согласно настоящему изобретению, дополнительно содержит баки, линии слива отмывки ионитного фильтра в баки, линию отвода избытка отмывочного раствора на приготовление регенерационного раствора, линию подачи отмывочного раствора из баков на отмывку ионитного фильтра, позволяющие осуществлять многократное повторное и повторно-последовательное использование воды, кислотных и щелочных регенерационных растворов разной степени чистоты с аппаратов последующих ступеней водоподготовки, переработку «по месту», то есть в месте получения стоков до последующего смешивания с другими сточными водами.

Ионитный фильтр и баки соединены между собой трубопроводами с внутренним антикоррозионным покрытием с помощью фланцев.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, на котором изображена ресурсосберегающая ионитная водоподготовительная установка.

На чертеже цифрами обозначены:

1 - линия подачи воды на взрыхление

2 - линия слива воды после взрыхления

3 - линия подачи регенерационного раствора

4 - ионитный фильтр

5 - линия слива отработанного регенерационного раствора (ОРР)

6 - линия слива отмывки ионитного фильтра в бак №1

7 - линия отвода избытка отмывочного раствора на приготовление регенерационного раствора

8 - линия подачи частично обессоленной воды (ЧОВ)

9 - линия слива отмывки ионитного фильтра в бак №2

10 - линия слива отмывки ионитного фильтра в бак №3

11 - линия подачи отмывочного раствора из бака №2 на отмывку ионитного фильтра

12 - линия подачи отмывочного раствора из бака №3 на отмывку ионитного фильтра

Б1 - бак№1

Б2 - бак №2

Б3 - бак №3.

Ресурсосберегающая ионитная водоподготовительная установка содержит расположенные в технологической последовательности линию подачи воды на взрыхление, ионитный фильтр, линию слива воды после взрыхления, линию подачи регенерационного раствора, линию слива отработанного регенерационного раствора, линии отмывки ионитного фильтра в бак №1 (Б1), бак №2 (Б2), бак №3 (Б3), линию отвода избытка отмывочного раствора на приготовление регенерационного раствора, линию подачи частично обессоленной воды, линии подачи отмывочного раствора из Б1 и Б2 на отмывку ионитного фильтра, баки №1-3 (Б1-Б3). Все линии, связанные с ионитным фильтром и Б1-Б3, соединены фланцевым соединением и представляют собой трубы из химически стойкого материала.

Ресурсосберегающая ионитная водоподготовительная установка работает следующим образом: взрыхление ионитного фильтра 4 осуществляется через подачу воды на взрыхление по линии 1 «прямой» водой обратным током. После взрыхления вода по линии 2 покидает объем ионитного фильтра 4. После по линии 3 осуществляется подача регенерационного раствора, его выдержка и перемешивание воздухом. По окончании регенерации первая фракция отработанного регенерационного раствора по линии 5 поступает на регенерацию предыдущего ионитного фильтра соответствующего типа, а остальная часть отработанного регенерационного раствора по линии 6 поступает в бак №1 (Б1). После начинается процесс отмывки ионитного фильтра 4. По линии 8 подается частично обессоленная вода, получаемый из ЧОВ отмывочный раствор делится на три части. Первая часть получаемого отмывочного раствора по линии 6 поступает в бак №1 (Б1), из бака №1 (Б1) по линии 7 избыток первой части отмывочного раствора направляется на приготовление регенерационного раствора. Вторая часть отмывочного раствора по линии 9 поступает в бак №2 (Б2). Третья часть отмывочного раствора по линии 10 поступает в бак №3 (Б3). После окончания пропуска ЧОВ: по линии 11 из бака №2 (Б2) отмывочный раствор подается в ионитный фильтр 4, после чего по линии 6 отмывочный раствор направляется в бак №1 (Б1); по линии 12 из бака №3 (Б3) отмывочный раствор подается в ионитный фильтр 4, после чего по линии 9 отмывочный раствор направляется в бак №2 (Б2). Заключительный этап отмывки ионитного фильтра 4 осуществляется подачей ЧОВ по линии 8, слив производится по линии 10 в бак №3 (Б3).

Изобретение обеспечивает снижение расхода воды на собственные нужды, уменьшение удельных расходов кислотных и щелочных реагентов, уменьшение объема высокоминерализованных сточных вод, увеличение фильтроцикла.

Изобретение относится к области утилизации промышленных сточных вод, а именно к утилизации отработанных регенерационных растворов и отмывочных вод, образующихся в процессе регенерации ионитных фильтров химобессоливающей водоподготовительной установки тепловой электрической централи и других промышленных предприятий. Установка включает ионитный фильтр, линию подачи воды на взрыхление, линию слива воды после взрыхления, линию подачи регенерационного раствора, линию слива отработанного регенерационного раствора, линию подачи частично обессоленной воды. Также установка содержит баки, линии слива отмывки ионитного фильтра в баки, линию отвода избытка отмывочного раствора на приготовление регенерационного раствора, линию подачи отмывочного раствора из баков на отмывку ионитного фильтра. Установка позволяет осуществлять многократное повторное и повторно-последовательное использование воды, регенерационных растворов разной степени чистоты с аппаратов последующих ступеней водоподготовки, переработку «по месту», то есть в месте получения стоков до последующего смешивания с другими сточными водами. Технический результат: снижение расхода воды на собственные нужды, уменьшение удельных расходов кислотных и щелочных реагентов, уменьшение объема высокоминерализованных сточных вод, увеличение фильтроцикла. 1 ил.

Ресурсосберегающая ионитная водоподготовительная установка, включающая ионитный фильтр, линию подачи воды на взрыхление, линию слива воды после взрыхления, линию подачи регенерационного раствора, линию слива отработанного регенерационного раствора, линию подачи частично бессоленной воды, отличающаяся тем, что дополнительно содержит баки, линии слива отмывки ионитного фильтра в баки, линию отвода избытка отмывочного раствора на приготовление регенерационного раствора, линию подачи отмывочного раствора из баков на отмывку ионитного фильтра, позволяющие осуществлять многократное повторное и повторно-последовательное использование воды, кислотных и щелочных регенерационных растворов разной степени чистоты с аппаратов последующих ступеней водоподготовки, переработку «по месту», то есть в месте получения стоков до последующего смешивания с другими сточными водами.