Способ умягчения воды Советский патент 1982 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/10 C02F103/00 C02F103/16 C02F103/34 

Изобретение дтносится к очистке воды и может, быть использовано в теплоэнергетике,черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности..

Известен способ умягчения воды, включающий содоизвесткование исходной воды в осветлителе с последуквдим умягчением воды в натрийкатионитном фильтре 1 .

Недостатками такого способа являются наличие значительного количества концентрированных солей стоков натрийкатионитных фильтров, загрязнякидих окружающую среду, и необходимость сооружения дорогостоящих устройств для их устранения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ умягчения во,цы, заключающийся в содоизвестковании в испарителях, регенерации натрийкатионитных фильтров продувочной водой испарителей с возвратом отрабо- . танного раствора стадии регенерации в осветлитель. При этом. 30-70% умягченной воды используют для подпитки теплосети, а 70-30% выпаривают в испарителях, продувочной водой которых регенерируют натрийкатионитные фильтры 2.

йедостатками известного способа являются низкие степень очистки воды и обменная емкость катионитов, обусловленные низкими кратностями удельного расхода ионов натрия на регенерацию при больших долях подачи умягченной воды для подпитки теплосети.

Целью изобретения является повышение степени очистки воды и удешевление процесса за счет увеличения кратности ионов натрия при регенера15ции . .

Поставленная цель достигается способом умягчения воды, включающим раз-деление исходной воды перед содоизвесткованием на два потока - подпи20точную воду для теплосети и питательную воду для испарителей в соотношении 1:0,1-10, осуществление стадий содойзвесткования в осветлителях, натрийкатионирования и регенерации 25 натрийкатионитных филнтров продувочной вбдой испарителей обоих потоков раздельно, смешивание полученных отработанных растворов стадий регенерации обоих потоков и последующую 30 подачу их в осветлитель для обрабо ки потока питательной воды испарителей . При этой для регенерации катиони ных фильтров используют 20-90% продувочной воды испарителей, а 80-10% смешивают с подпиточной водой для теплосети. По предложенному Способу при раз дельном умягчении воды и додаче отработанного раствора всех катионитных фильтров стадий регенерации в осветлитель для обработки питательной воды испарителей обеспечивается любой удельный расход (кратность ионов натрия) при регенерации натрийкатионитных фильтров, независимо от соотношения расходов воды, подаваемой на питание испарителей и под питку теплосети. Наиболее целесообразно кратность ионов натрия (удельный расход) при регенерации поддерживать равной 3-5 При меньшей величине кратности не обеспечивается необходимая степень регенерации и тем степень очистки, а кратность больше 5 повышает расход продувочной воды испари телей, циркулирующей между испарителем, катионитными фильтрами и осветлителем питательной воды испарителей, что увеличивает затраты. Способ осуществляется следующим образом. Исходную воду разделяют на два потока - подпиточную воду для теплосети и питательную воду для испарите лей в соответствии 1:0,1-10. Первый поток после содоизвесткования и натрийкатионирования направляется в теплосеть. Второй поток воды совмест но с отработанным раствором всех натрийкатионитных Фильтров подвергается содоизвесткованию и натрийкатио нированию и затем направляется в испарители; 80-10% продувочной воды ис парителей смешивают с подпиточной во дой для теплосети и направляют к.потребителю, а 20-90% продувочной воды испарителей подают на регенерацию всех натрийкатионитных фильтров. Отработанный раствор всех натрийкатионитных фильтров собирают в баки и равномерно подают в осветлитель, обрабатывающий питательную воду испари телей. На чертеже представлена схема реа лизации предложенного способа. Согласно схеме исходную воду разделяют на два потока в соотношениях 1:0,1-10. Первый поток воды подают В осветлитель 1 и подвергают содоизвесткованию, после чего его собирают:, в бак 2. Из бака воду насосом Н подают последовательно через механический фильтр 3 и натрийкатионитный фильтр 4 на теплосеть. Другой поток исходной воды и отработанный раствор всех натрийкатионитных фильтров подают в осветлитель 5,содоизвесткуют и собирают в баке 6,затем насосом Н подают через механический фильтр 7 и натрийкатионитный фильтр 8 в испаритель 9. Продувочную испарителей собирают в бак 10. Из бака 10 насосом Н 80-10% продувочной воды смешивают с исходной водой, поступающей в осветлитель теплосети, или с умягченной подпиточной водой для теплосети и направляют потребителю, а 20-90% продувочной воды испарителей подают на регенерацию натрийкатионитных фильтров 4 и 8. Отработанные растворы натрийкатионитных фильтров собирают в бак 11 и затем насосом Н подают в осветлитель 5, обрабатывающий питательную воду для испарителей. Принеобходимости часть продувочной воды испарителей (парогенераторов) может быть не смешана с подпиточной умягченной водой теплосети, а использована для других целей, в частности для переработки и получения ценных солей - хлорида и сульфата натрия, В случаях/ когда .необходимо получение только умягченной воды (для подпитки теплосети или других потребителей) , производительность испарителей соответствует расходу сточных вод всех катионитных фильтров и функция испарителей сводится к концентрированию умягченных сточных вод катионитных фильтров, а дистиллят испарителя используют для собственных нужд катионитных фильтров или подают в теплосеть. При таком режиме вместо испарителя быть использован также электродиализатор. Концентрат из электродиализатора используют для регенерации катионитных фильтров, а разбавленная часть умягченной сточной воды используется для собственных нужд . установки или подается в теплосеть. Следует отметить, что в режиме работы только для приготовления умягченной воды для подпитки теплосети или для использования умягченной воды в .других целях исходная вода может не подвергаться содоизвестковой обработке, а умягчаться натрийкатионированием. Содоизвестковой обработке подвергают при этом только сточные воды всех катионитных фильтров. Пример. Исходную воду, имеющую ионный состав, мг-зкв/л: СаЗ,6; Мд 1,2; На 1,0; НСО 3,8; S04 1,2; С1 О,В,разделяют на два потока в соотношении 1:0,4. Один поток содоизвесткуют в осветлителе сетевой воды, где жесткость снижается до 1 мг-зкв/л, а щелочность - до 1,4 мг-экв/л после чего пропускают через натрийкатионитный фильтр и умягченную воду с содержанием ионов натрия 3,6 мг-экв/л смешивают с 25% продувочной воды испарителей, содержащей соли натрия концентрацией 1000,мг-экв/л.Полученную смесь со средней концентрацией солей натрия 5,3 мг-экв/л и жесткостью 5 мг-экв/л направляют для подпитки теплосети. Концентрация ионов натрия в воде, подаваемой в теплосеть, 5,3 мг-экв/л, что ниже концентрации ионов в исходной воде (5,8 мг-экв/л). Другой поток воды поступает в осветлитель для умягчения питательной воды испарителей, куда одновременно подаются сточные воды всех катионитных фильтров с содержанием солей жест кости и натрия соответственно 36 и 72 мг-экв/л. Содоизвесткованная вода с жесткостью 1,2 мг-экв/л, щелочностью 1,б мг-экв/л и концентрацией солей натрия 13,1 мг-экв/л подается на натрийкатионитный фильтр, где происходит ее глубокое умягчение. Содержание солей натрия в умягченной воде составляет 14,3 мг-экв/л. Умягченная вода подается в испаритель, где упаривается в 70 раз. Продувочная вода испарителей при концентрации солей натрия 1000 мг/экв-л (6%) собирается 3 баке и 25% ее постепенно смешивается с исходной водой, подаваемой в осветлитель подпиточный воды, или с умягченной водой, подаваемой для под питки теплосети, а 75% используют для регенерации всех катионитнык фильтров. Сточные воды собирают в бак, откуда равномерно подают в осветлитель для испарителей. Кратность ионов натрия при регенерации (удельный расход) принята равной 3 г-зкв/л. При этом обменная емкость сульфоугля сос тавляет в среднем 300 г-экв/м, а ос таточная жесткость фильтрата 5 мг-экв/л.. По известному способу для .указанного состава воды с такими же относительными расходами умягченной воды для подпитки теплосети и для питания испарителей кратность натрия (удельный расход) при регенерации составля ет 1,65 г-экв/г-экв.. При этом обменная емкость катионита составляет 180 г-экв/м, а остаточная жесткость фильтрата 30 мг-зкв/л. Таким обраом, предложенный способ обеспечивает повышение обменной емкости катионита в 1,7 раза, а степень очистки в 6 раз. Техника-экономический эффект от реализации предложенного способа при суммарной производительности умягчения 1000 т/ч, расходе умягченной воды для подпитки теплосети 700 т/ч и для питания испарителей 300 т/ч составляет ориентировочно 300 тыс.руб. в год, что в масштабе страны 510 млн.руб.. Формула изобретения 1.Способ умягчения воды, включающий содоизвесткование воды в осветлителе, натрийкатионирование, регенерацию натрийкатионитных фильтров продувочной водой испарителей с возвратом отработанного раствора стадии регенерации в осветлитель, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки воды и удешевления процесса за счет увеличения 1:ратности ионов натрия при регенерации, исходную воду перед содоизвесткованием разделяют на два потока подпиточную воду для теплосети ,и питательную воду для испарителей в соотношении 1: О , 1-10 , стадии содоизвесткования, натрийкатионирования и регенерации натрийкаГионитных фильтров потоков ведут раздельно, а полученные отработанные растворы стадий регенерации обоих потоков смешивают и направляют в осветлитель для обработки потока питательной воды для испарителей. 2. Способ rion.l, отличающийся тем, что для регенерации катионитных фильтров используют 2090% продувочной воды испарителей, а 80-10% смешива рт с подпиточной водой для теплосети. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Обработка воды на тепловых электростанциях. Под ред. А.А.Голубцова. М., 1966, с.88-89. 2.Авторское свидетельство СССР № 710963, кл. С 02 F 1/42, 1977 (прототип) .