Способ обработки подпиточной воды теплосети Советский патент 1980 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/02 

Содержаш,его 30-35 мг-экв/л CaSO4, прошедший через кристаллизатор раствор смешивают с остальной частью стоков отработанного регенерационного раствора, после чего полученный раствор направляют в 5 цикл на стадию смешивания с Н-катионированной водой. Отличительным признаком способа является смешивание Н-катионированной воды перед ее пропусканием через буферный ю фильтр с отработанным регенерационным раствором, из которого предварительно осажден сульфат кальция, взятым в количестве, необходимом для поддержания кальциевой жесткости подпиточной воды, i5 равной 0,1-3,5 мг-экв/л. Другое отличие заключается в том, что Н-катионированную воду смешивают с 0,03-0,1 отработанного регенерационного раствора. Кроме того, предварительное осаждение сульфата кальция из отработанного регенерационного раствора осуществляют в кристаллизаторе, куда подают 15-35% первых порций стоков отработанного регене- 25 рационного раствора, содержащего 30- 35% мг-экв/л CaSO4, прошедший через кристаллизатор раствор смешивают с остальной частою стоков отработанного регенерационноф раствора, после чего полу- зо ченный раствор направляют в цикл на стадию смегиивания с П-катионированной водой. Технология осуществления способа заключается в следующем. Обрабатываемую воду пропускают через противоточные Н-катионитные фильтры, загруженные нолифункциональным или слабокислотным катионитом, где происходит умягчение воды до момента проскока 40 ионов кальция в фильтрат. При этих уеловиях появление кислотности в фильтрате в основном отсутствует или имеет место лишь в начале процесса. Для предотвращения попадания кислого фильтрата в теп- 45 лосеть подпиточную воду пропускают через буферный саморегенерирующийся фильтр, после чего направляют потребителю. Регенерацию Н-катионитных фильтров осуществляют по принципу противотока 50 стехиометрическим количеством 2-4%-ной серной к;ислоты со скоростью 15-20 м/час, без проскока последней в отработанные стоки, после чего отмывают фильтры умягченной водой с удельным расходом 4- 55 5 . При этом солесодержание воды, подаваемой на подпитку теплосети, снижают путем осаждения основной части кальциевой жесткости в виде кристаллического суль- 60 фата кальция. Учитывая, что концентрация сульфата кальция в отработанном регенерационном растворе после П-катионитного фильтра в первых порциях возрастает, достигая в зависимости от концентра- 65 20 35 ции раствора серной кислоты 25б- 350 мг-экв/л, а затем постепенно снижается в ходе отмывки, для обеспечения хороших условий работы кристаллизатора через него пропускают лишь ту часть стоков отработанного регенерационного раствора, в KOTOpbix концентрация сульфата кальция превышает предел растворимости при обычных условиях, после чего смешивают в баке сток, выходящий из кристаллизатора, с остальной частью стока отработанного регенерационного раствора, концентрация CaS04 в котором не превышает предела его растворимости. Затем дозируют весь полученный объем стоков на протяжении цикла обработки в умягченную воду после Н-катионитных фильтров. Причем исходя из требований технической эксплуатации тепловых сетей, количество дозируемых стоков ограничивается условием поддержания кальциевой жесткости подпиточной воды, равной 0,1-3 мг-экв/л. Следует отметить, что для подавляющего большинства естественных пресных вод при равномерной дозировке по предлагаемому способу всех стоков в умягченную воду кальциевая жесткость подпиточной воды будет значительно меньше либо рабна этой величине. Пример 1. Исходную воду с катионным составом (мг-экв/л): Са 5,1, Mg 3,2, Na 3 и щелочностью 7,1 пропускают снизу вверх через противоточный Н-катионитный фильтр, загруженный сульфоуглем с объемом загрузки 1 м до проскока ионов кальция в умягченную воду. Рабочая обменная емкость сульфоугля составляет 250 г-экв/мз. Регенерацию фильтра осуществляют стехиометрическим количеством 3%-ной серной кислоты объемом 0,4 м в нанравлении сверху вниз со скоростью 15 м/ч, после чего отмывают фильтр 4 м отмывочной воды в том же направлении. При этом первые 16% общего количества стоков объемом 0,7 м в которых содержание CaS04 превышает пределы растворимости, пропускают через кристаллизатор и направляют затем в бак, а остальные 3,7 м стоков с концентрацией CaSO4 меньше 30 мг-экв/л направляют в тот же бак, минуя кристаллизатор. После смещения концентрация CaSO4 в стоках Н-катионитных фильтров в баке составляет 9,7 мг-экв/л, а объем их - 4,4 м Объем умягченной воды, получаемой за фильтроцикл, составляет 250:5, м а концентрация ионов кальция в ней равна 0,02 мг-экв/л, так что ею пренебречь. По предлагаемому способу стоки из бака дозируют на протяжении цикла умягчения в воду носле Н-катионитных фильтров. При равномерной дозировке удельный расход дозируемых стоков составляет 4,4: ,09 а кальциевая жесткость

Подпиточной воды после дозировки будет равна 4,4x9,7:49 0,9 мг-зкв/л, т. е. не превышает допустимого содержания ,5 мг-экв/л). После дозировки стоков подпиточную воду пропускают через буферный фильтр и направляют к потребителю.

Пример 2. Исходную воду с катионным составом (мг-экв/л): Са 3; Mg 1; Na 1 и щелочностью 3 пропускают через Н-катионитиый фильтр, загрул :енный слабокислотным катионитом КБ-4 объемом 1 м. Рабочая обменная емкость по кальцию составляет 600 г-экв/м. Объем умягчеиной воды за один фильтроцикл составляет 600:3 200 м. При регенерации одним кубическим метром 2%-ной серной кислоты и отмывке 5 м объем стоков в баке складывается из 35% общего их количества, прощедших кристаллизатор, и 65% - без кристаллизатора, т. е. 2,1 + -|-3,9 6 м а концентрация стоков в баке составит 18,5 мг-экв/л.

Для случая равномерного дозирования по предложенному способу стоков из бака в умягченную воду на протяжении всего цикла обработки расход дозируемых стоков составляет 6:200 0,03 а концентрация кальция в подпиточной воде, подаваемой в теплосеть, будет равна 6Х Х18,5 : ,56 мг-экв/л, что существенно меньше допустимого значения (3,5 мгэкв/л).

Таким образом, при обработке подпиточной воды теплосети предложенным способом загрязняющие окружающую среду сточные воды отсутствуют, а основная часть - 80-90% кальция из обрабатываемой воды осаждается в виде ценного продукта - сульфата кальция, при этом отсутствие затрат на утилизацию и ликвидацию стоков удешевляет процесс.

Для более полного осаладения сульфата кальция можно снизить объем неразбавленных концентрированных стоков, процускаемых через кристаллизатор, путем опорожнения Н-катионитных фильтров до и после подачи регенерационного раствора кислоты сжатым воздухом.

Технико-экономический эффект от реализации предложенного способа при производительности установки 500 т/ч, ориентировочно в год составит 100 тыс. рублей.

Формула изобретения

1.Способ обработки подпиточной воды теплосети, включающий пропускание обрабатываемой воды в условиях противотока сначала через полифункциональный или слабокислотный катионит в Н-форме, затем через буферный саморегенерирующийся фильтр и регенерацию отработанного катионита стехиометрическим количеством серной кислоты, отличающийся тем, что, с целью предотвращения загрязнения окружающей среды и удешевления процесса, перед пропусканием Н-катионированной воды через буферный фильтр последнюю смешивают с отработанным регенерационным раствором, из которого предварительно осажден сульфат кальция, в количестве, необходимом для поддержания кальциевой жесткости подпитЬчной воды, равной 0,1 - 3,0 мг-экв/л.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что Н-катиоиированную воду смешивают с 0,03-0,10 отработанного регенерационного раствора.

3.Спосо.б по пп. 1и2, отличающийс я тем, ч:то предварительное осаждение сульфата кальция из отработанного регенерационного раствора осуществляют в кристаллизаторе, куда подают 15-35% первых порций отработанного регенерационного раствора, содержащего 30-35 мгэкв/л CaS04, прошедший через кристаллизатор раствор смешивают с остальной частью стоков отработанного регенерационного раствора, после чего полученный раствор направляют в цикл на стадию смешивания с Н-катионированной водой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Проектирование бессточных схем промышленного водоснабжения, Киев, «Буд{вельник, 1977, с. 31-33.

2.Лифшиц О. В. Справочник по водоподготовке котельных установок. Энергия. 1976, с. 29 (прототип).