Работу можно загрузить в формате Word
Общие положения
Многочисленными испытаниями и исследованиями, проведенными в ДонОРГРЭС, установлено, что обменные емкости ионитовых фильтров могут быть описаны приближенными, но достаточно точными для практических приложений эмпирическими уравнениями <<речь об уравнениях, полученных под эгидой Л.С. Фошко>> вида: где E - обменная емкость; Dr - расход реагента на регенерацию катионита или анионита; Em и Ar - эмпирические коэффициенты; a и b - эмпирические коэффициенты, образованные от Ar и Em (d - это так называемый удельный расход).
Эти уравнения были опробованы при обработке данных, полученных на АТЭЦ-2. Пропуск регенерационных растворов через фильтры осуществлялся сверху вниз. Катионитовые и анионитовые фильтры регенерировались по схемам совместных регенераций: катионитовые - по схеме Н2-Н1-Нп, анионитовые - по схеме А2-А1. Данные об обменных емкостях, указанные ниже, относятся к проектным объемам загрузок и относительно новым материалам (в основном со сроком использования не более полугода).
Результаты регенераций катионитовых фильтров
К наиболее существенным факторам, воздействующим на полноту регенераций (степень восстановления обменных емкостей) ионитовых фильтров обычно относят концентрацию реагента и его расход. Повышение концентрации регенерирующего раствора серной кислоты способствует более полному вытеснению катионов жесткости из ионита, но вместе с тем может одновременно способствовать и загипсовыванию ионита вследствие выпадения гипса из пересыщенного раствора сульфата кальция, образующегося в результате регенерации катионита серной кислотой. Поэтому для повышения эффективности регенераций и избежания загипсовывания катионита часто прибегают к так называемой ступенчатой регенерации, при которой сначала подается относительно разбавленный раствор серной кислоты, а затем - более концентрированный.
На Астраханской ТЭЦ-2 были опробованы одноступенчатые регенерации с концентрацией серной кислоты в диапазоне 1.3-2% и двуступенчатые: с концентрацией сернокислого раствора 1.5% на первом этапе регенерации и 3.0% на втором. Сравнение одно- и двуступенчатых регенераций показало, что их эффективность примерно одинакова <<для вытеснения Na разбавление серной кислоты, напротив, положительный момент из-за увеличения степени диссоциации серной кислоты при ее разбавлении и из-за увеличения времени контакта регенерирующего раствора с ионитом - дольше длится регенерация серной кислотой>>. Этот результат возможно связан с особенностью состава обрабатываемой воды, содержащей до 80% ионов жесткости от общего количества катионов.
В таблице 5 (эту довольно громоздкую таблицу можно посмотреть в Excel) представлены зависимости между dk - удельным расходом серной кислоты в г/г-экв и D - расходом кислоты на регенерацию цепочки в кг в пересчете на 100%-й продукт. dk1 - при регенерации после окончания фильтроцикла (обычный режим); dk2 - после перевода КУ-2 в натриевую форму. E1 и E2 - соответствующие емкости в г-экв.
На рисунке показаны соответствующие обменные емкости катионитов при их загрузке согласно проекту. Из таблицы видно, что удельные расходы уменьшаются с уменьшением абсолютного расхода серной кислоты на одну регенерацию. Однако одновременно с уменьшением удельного расхода возрастает проскок натрия после катионитовых фильтров и при некоторой минимальной критической величине абсолютного расхода цепочка после ее регенерации может оказаться неработоспособной.
Эта критическая точка, найденная по экспериментальным данным, показана на рисунке оранжевой пунктирной линией. Ей соответствует расход 100%-ной серной кислоты 1100 кг на одну регенерацию. Снижение расхода реагента на регенерацию сопровождается также увеличением расхода обессоленной воды на собственные нужды ХВО, что будет показано в следующем подразделе.
Часть регенераций катионитовых фильтров серной кислотой была проведена после их предварительного перевода в натриевую форму с помощью пропуска через катиониты 8%-ного раствора NaCl. Из рисунков видно, что обменные емкости катионитовых фильтров после их регенерации в натриевой форме возрастают почти в полтора раза, однако при этом соответственно возрастает и минимальный (критический) расход кислоты на одну регенерацию. Пунктирные линии, относящиеся к натриевой форме регенерируемого катионита соответствует указанному минимальному расходу серной кислоты (2400 кг), ниже которого работоспособность цепочки не обеспечивается из-за большого проскока натрия после катионитовых фильтров.
Результаты регенераций анионитовых фильтров
Ограничение фильтроциклов цепочек в период испытаний, как уже отмечалось, происходило в основном из-за истощения катионитовых фильтров. Обменная емкость анионитовых фильтров при этом использовалась не полностью, но удельный расход щелочи оставался невелик - 55-85 г/г-экв. Истощения анионитовых фильтров удавалось достичь в основном только после регенерации катионитовых фильтров, предварительно переведенных в натриевую форму <<это увеличило последующий фильтроцикл цепочек>>. В этих условиях более полного истощения анионитов был достижим удельный расход щелочи на уровне 50-60 г/г-экв при относительно новых ионитах. В последующем, эффективность работы анионитовых фильтров снизилась. Причин этому несколько и пока не все они выяснены до конца. Одна из причин - ухудшение физико-химических свойств анионитов в результате их старения. Другая причина, видимо, связана с уменьшением загрузки анионитовых фильтров, так как это способствует увеличению доли неиспользуемой <<неистощаемой в процессе фильтрования>> части анионита. С первой причиной видимо связано ухудшение гидравлических характеристик фильтров и материалов, следствием которого является увеличение неравномерности истощения емкости ионитного материала. Эта неравномерность также может приводить к увеличению доли неиспользуемой части анионита, особенно при уменьшении высоты его загрузки. Об ухудшении гидравлических характеристик можно судить по искажению выходной кривой истощения анионита <<я не привожу здесь примеры выходных кривых, чтобы пока что излишне вас не утомлять>>.
Собственные нужды химводоочистки
Собственные нужды ХВО складываются в основном из затрат обессоленной воды на проведение регенераций ионитов и на отмывку их по линии регенераций. К собственным нуждам также можно отнести и потери (недовыработку) обессоленной воды вследствие частичного истощения обменной емкости отрегенерированных ионитов в процессе их отмывки по рабочей схеме.
Собственные нужды в процентах от общего количества обрабатываемой воды зависят от среднего размера выработки воды за фильтроцикл. Эта зависимость представлена в таблице и на рисунке.
Таблица 6
Для расчетов использовались следующие усредненные данные: прямые затраты обессоленной воды - 350 м3 за один фильтроцикл; общие потери обессоленной воды с учетом затрат воды на отмывку ионитов по рабочей схеме - 700 м3 за один фильтроцикл <<включая упомянутую недовыработку воды>>; общее среднее солесодержание исходной воды - 4.5 мг-экв/кг.
--------------------------------------
Итак, основные фигуранты для дальнейших компьютерных представлений это фильтроциклы, регенерации, отмывки, "противоионы" - не буду все повторно перечислять. Но достижений в этом плане пока совсем не много. Это расчет собственных нужд и эмпирические уравнения:
E=Dr*Em/(Dr+Ar)
d=Dr/E =Ar/Em+Dr/Em = a+b*Dr, которые годятся только для строго конкретных условий. Считать по ним можно, но если изменяются условия водоприготовления, то надо как-то находить и новые значения входящих в эти уравнения констант. Мы пока не будем останавливается на этих уравнениях (многое еще предстоит переосмыслить и обобщить), а посмотрим какой был сделан следующий шаг по результатам работ в 1988-1989гг (согласно отчету ДонОРГРЭС арх.N Х-1615)
-------------------------------------- Ионирование на катионите КУ-2
Основной особенностью Н-катионирования на КУ-2 является зависимость удельных расходов кислоты от соотношения катионов жесткости и натрия в обрабатываемой воде. Зависимость удельных расходов для жесткостной и натриевой формы отдельного фильтра при условии его полного истощения <<до выравнивания концентраций на входе и выходе>> приведена на рисунке:
В таблице также представлены удельные расходы кислоты в г-экв/г-экв при регенерации натриевой и жесткостной форм катионита КУ-2 1%-ной серной кислотой G и Em - расход кислоты и максимальная обменная емкость в г-экв G/Em dkЖ dkNa.
Таблица 7
Наиболее просто описываются процессы Н-катионирования растворов натриевых солей при условии регенерации фильтров соляной кислотой. Для этих условий в ДонОРГРЭС получены следующие формулы
q=G/Em где q - расход кислоты на регенерацию в г-экв/м3; Em - максимальная обменная емкость КУ-2 в г-экв/м3.
Eh/Em=(k1-(k1/q)^0.5)/(k1-1) где Eh - рабочая обменная емкость в г-экв/м3; k1 - константа обмена катионов при регенерации, равная 2.0.
Cna/Co=(k1-(k1*q)^0.5)/((k1-1)*(k2*q)^0.5) где Cna и Co - концентрация натрия и всех катионов в H-катионируемой воде в мг-экв/кг, k2 - константа обмена катионов при фильтрации, равная 1.5.
В остальных случаях расчет ионообменных процессов требует более сложного описания - в частности использования послойного расчета, результаты которых будут представлены позже.
Приведенные формулы могут быть использованы для приближенных расчетов, если вместо k1=2.0 подставить k1=3.0, что примерно соответствует замене соляной кислоты на серную, а вместо Em подставить разность Em-Eж, где Eж - часть полной емкости КУ-2, занятая катионами жесткости. Возможность замены Em на Em-Eж связана с тем, что при соотношении Eж/Em<0.6, которое является обычным для основного H-фильтра, работающего на осветленной воде, удаление катионов жесткости из фильтра при его регенерации начинает резко замедляться <<речь о том, что при определенных условиях жесткость просто блокирует часть обменной емкости, выводя ее из "игры", поэтому и возможен упрощенный расчет>>.
При использовании для регенерации соляной или азотной кислот эффективность регенерации натриевой формы несколько возрастает при разбавлении регенерирующего раствора кислоты, уменьшении скорости его подачи на фильтр <<это для лабораторных! условий, где с гидравликой все в порядке>> и повышении температуры раствора. Для жесткостной формы влияние последних двух факторов малосущественно, но зато резко возрастает эффективность регенерации при увеличении концентрации регенерирующего раствора кислоты.
При использовании серной кислоты картина в существенной мере иная. Повышение концентрации кислоты более значительно, чем при использовании соляной или азотной кислот, сказывается на ухудшении регенерируемости натрий-формы и менее значительно на повышении регенерируемости жесткостной формы катионита. Эти обстоятельства связаны с тем, что серная кислота, в отличие от соляной и азотной, не является полностью диссоциированной и степень ее диссоциации зависит от концентрации кислоты. На рисунке показано отношение фактической концентрации Н-ионов Ch к кислотности Kh раствора при разных концентрациях Co регенерирующего раствора серной кислоты для случая, когда Kh/Co=0.5 <<наполовину сработанная кислота>>
Таблица 8
Ионирование на анионите АВ-17
В условиях работы цепочек АТЭЦ-2 истощение анионита АВ-17 происходит в основном анионами соляной кислоты (хлор-ионами), а также, в меньшей мере, анионами угольной и кремниевой кислот. Ионообменные процессы в условиях регенерации хлор-формы ионита щелочью описываются уравнениями, аналогичными уравнениям для натриевой формы КУ-2. Hо константа обмена хлоридов на ионы ОH, равная примерно 25-ти, значительно больше, чем константа обмена натрий-ионов на КУ-2, что говорит о плохой регенерируемости хлор-формы анионита
Удельные расходы щелочи dщ в г-экв/г-экв при регенерации
Cl-формы анионита АВ-17 4%-ной NaOH
Таблица 9
Общая рабочая емкость АВ-17 в условиях, соответственных условиям нормальной работы цепочек АТЭЦ-2, практически не зависит от соотношения концентраций хлоридов и анионов угольной и кремниевой кислот. Это происходит потому, что "проскок" кремнекислоты, по которому ограничиваются фильтроциклы анионитовых фильтров второй ступени, возрастает почти одновременно с общим (суммарным по всем поглощаемым анионам) истощением АВ-17.
Hа регенерируемости хлор-формы почти не сказывается уменьшение скорости подачи на фильтр регенерирующего раствора и увеличение его температуры. Hо уменьшение первого фактора <<в лабораторных! условиях>> и увеличение второго резко улучшает удаление кремнекислых соединений, а следовательно уменьшает "проскок" кремнекислоты в последующих после регенерации фильтроциклах.
Эти различия в обмене кремнекислоты и хлор-иона объясняются тем обстоятельством, что процесс удаления кремнекислых соединений является гораздо более неравновесным, чем процесс удаления хлоридов. Поэтому замедление регенерации и увеличение температуры регенерирующего раствора "улучшает" процесс вытеснения из ионита кремнекислоты, приближая его к равновесному процессу.
Снижение температуры фильтруемой воды, как выяснилось, уменьшает "проскок" кремнекислоты вследствие меньшего ее вымывания из недоотрегенерированных нижних слоев ионита. Однако значительное снижение температуры обессоливаемой воды (на АТЭЦ-2 оно иногда достигало 10 и менее оС) нежелательно, так как холодный фильтр не успевает прогреваться даже специально подогретым регенерирующим раствором. В таком случае возможны резкое увеличение "проскока" кремнекислоты и, как следствие, сокращение фильтроциклов АВ-17, ограничиваемых указанным "проскоком".
Анионирование на анионите АН-31
Процессы, происходящие на этом материале при его регенерации и фильтрации воды, резко отличаются от подобных процессов на ионитах АВ-17 и КУ-2 большей неравновесностью и наличием неионообменных механизмов поглощения и удаления солей. Поэтому добиться такого же более или менее полного математического описания процессов, как для КУ-2 и АВ-17, для анионита АН-31 не удалось. Однако эмпирические зависимости, полученные чисто опытным путем, для АН-31 проще аналогичных зависимостей для КУ-2 и АВ-17. Эмпирическая зависимость удельных расходов щелочи для анионита АН-31 приведена на рисунке
Удельные расходы щелочи dщ в г-экв/г-экв при регенерации
анионита АH-31 4%-ной NaOH
Таблица 10
На эффективность регенерации благотворно сказываются и замедление регенерации, и увеличение температуры регенерирующего раствора (факторы, способствующие приближению процессов к равновесным). Но на новом материале АН-31 эффективность поглощения ОН-ионов столь высока, что влияние указанных факторов может быть незаметным.
При фильтрации (в фильтроцикле) происходит в основном, и довольно эффективно, нейтрализация кислотности Н-катионированной воды. Но обмен анионов на ОН-ионы в нейтральной среде, в особенности на не новом ионите, весьма затруднен. Поэтому "проскок" анионов сильных кислот в фильтрат (прежде всего анионов соляной кислоты) определяется в основном "проскоком" натрия в Н-катионированной воде. При постоянном проскоке натрия более 0.5 мг-экв/кг (элетропроводность фильтрата АН-31 при этом достигает более 60 мкСм/см) эффективность работы АН-31 может оказаться настолько низкой, что потребуется повторная регенерация Н-фильтров.
Негативное влияние содержания натрия в Н-катионированной нередко проявляется и при отмывке АН-31 после регенерации. В случае, когда это содержание велико (особенно это случается при подключении недоотмытого после регенерации Н-фильтра), происходит длительная отмывка АН-31 по хлоридам. Возможна также в этом случае и длительная отмывка АН-31 по щелочности, связанная с тем, что свежеотрегенерированный (и особенно новый) анионит способен к частичному обмену ОН-ионов на другие ионы и после нейтрализации кислотности отмывочной Н-катионированной воды.
<<Hапомню, что это общие для всей цепочки стадии - фильтроцикл, регенерация, отмывка. Когда на отмывку АH-31 подключается недоотмытый по натрию H-фильтр, то на процесс отмывки АH-31 накладываются нежелательные преждевременные обменные процессы по хлоридам и ОH, что задерживает "отмывку" по этим ионам и включение цепочки в работу. Речь также шла о том, что натрий в фильтрате недоотмытого H-фильтра приводит к образованию NaOH в фильтрате АH-31 при отмывке анионита, поэтому процесс "отмывки" АH-31 по щелочности может сильно затянуться, когда много натрия в поступающей на фильтр воде. Вообще, надо понимать, что отмывка, регенерация и фильтроцикл - это общие, и во многом даже одинаковые, с точки зрения ионного обмена процессы. Если это понять, то многие нелегкие для запоминания "тонкости" отмывки, как и прочие подобные "тонкости", становятся само собой разумеющимися>>.
При большом расходе щелочи на регенерацию анионит АН-31, особенно старый, способен абсорбировать <<поглощать, накапливать>> ее в зернах по неионообменному механизму. В этом случае материал долго отмывается по щелочности, хотя по хлоридам в этом случае отмывается довольно быстро. <<Эта "накладка" - неионообменный механизм - присуща всем ионитам, но в большинстве наших случаев ею можно пренебречь. Однако из-за этой накладки нельзя, по моему мнению, переносить статические константы ионного обмена (полученные при настаивании) на динамический обмен. Хотя согласно имеющимся литературным данным сплошь и рядом поступают именно так. А мнение мое основано на результатах анализа лабораторных данных.>>
О диагностике работы фильтров
В принципе в выходной кривой содержится вся необходимая информация как о гидродинамике в фильтре, так и о качестве ионитного материала. <<В более детальном плане к анализу выходных кривых мы вернемся в последующих разделах.>>
Существенным фактором работы обессоливающей установки является, как уже отмечалось, проскок натрия в Н-катионированной воде. При содержании натрия в частично обессоленной воде более 0.5 мг-экв/кг происходит резкое ухудшение условий работы второй ступени анионитовых фильтров, что приводит к прерыванию фильтроцикла цепочек в результате истощения АВ-17. При проскоке натрия менее 0.2 мг-экв/кг существенно возрастает удельный расход кислоты
Таблица 11
Следовательно минимальные удельные расходы реагентов могут быть обеспечены при проскоке натрия в пределах 0.2-0.5 мг-экв/кг. Соответственно этому, нормальный режим водоприготовления должен отвечать условию электрической проводимости частично обессоленной воды <<фильтрат А1>>
25<= ЭлА1 <=60 мкСм/см
<<Я специально привожу этот фрагмент, как пример полезного и уместного приборного контроля работы ВПУ.>>
Выход за указанные пределы указывает на то, что расход кислоты на регенерацию либо выбран неправильно, либо он неправильно определен (например, вследствие потерь кислоты <<утечек при регенерации и т.п.>>).
Обсуждение результатов
Одним из основных факторов, воздействующих на работу Н-катионитовых фильтров, является, как уже отмечалось, соотношение натрия и жесткости в поступающей на обессоливающую установку воде. До задействования предочистки качество этой воды характеризовалось общим содержанием катионов Co = 4-5, щелочностью - 1.4-1.8, жесткостью Ж = 2.5-3.5 и концентрацией натрия Cna = 1.5 мг-экв/кг. Доля натрия aNa=Cna/Co при этом составляла в среднем 0.33. С учетом реакций осаждения жесткости и карбонатов в осветлителе (реакции в осветлителе описаны в инструкции ДонОРГРЭС для АТЭЦ-2 инв.N Х-1386) при работе предочистки ожидается примерно следующее среднее качество осветленной воды: Co = 3.5 и Ж = 2.0 мг-экв/кг при aNa=0.43.
Анализ эксплуатационных данных показал, что доля емкости, занятая катионами натрия в истощенном основном Н-катионитовом фильтре, равна примерно aNa
Таблица 12
Предвключенный фильтр при этом полностью истощен по катионам жесткости (которые вытеснили из фильтра катионы натрия). Эти соотношения поглощенных катионов и aNa позволяют перейти к расчету удельных расходов кислоты при разных составах поступающей на обессоливающую установку воды по методике, разработанной в ДонОРГЭС.
В Excel также представлены Таблица 13 и соответствующий ей Рисунок – Зависимость удельных расходов серной кислоты dk в г-экв/г-экв для основного и предвключенного H-фильтров от расхода кислоты G в г-экв/м3 на регенерацию этих фильтров (в расчете на суммарную загрузку) при разных aNa~ - долях катионов натрия в истощенном основном фильтре, причем предвключенный фильтр при этом истощен только катионами жесткости; при aNa~<0.7 ее можно заменить на aNa - долю натрия в поступающей на обессоливающую установку воде.
Верхняя, средняя и нижняя пунктирные линии соответствуют "проскоку" натрия Cna после основного фильтра 0.2, 0.35 и 0.5 мг-экв/кг. aNa~ 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 аппрокс-я Cna 0,2 0,35 0,5 аппр-я dk=f(Cna,aNa~)
Средняя пунктирная линия соответствует рекомендуемому расходу кислоты в расчете на 1 м3 общей загрузки основного и предвключенного фильтров (расчет выполнен для равных объемов загрузки этих фильтров). Крайние линии отвечают предельно допустимому минимальному и максимальному расходу кислоты. Эти линии, в порядке слева направо (или сверху вниз) отвечают расходам кислоты, при которых расчетный "проскок" натрия в частично обессоленной воде составит соответственно 0.2, 0.35 и 0.5 мг-экв/кг. В случае использования в цепочках "старого" АН-31 допустимыми значениями согласно приложению 2 являются 0.2 и 0.35 мг-экв/кг.
Согласно ранее приведенным экспериментально-наладочным данным расходы кислоты должны составлять не менее 600 и 1350-1600 кг в расчете на 100%-ный продукт. Удельный расход кислоты при этом будет находиться в пределах 80-90 г/г-экв, что является пределом возможностей для существующих состава и технологии обработки воды. Если в цепочке используется "старый" АН-31, то расход кислоты в соответствии с указанным в приложении 2 допустимым "проскоком" натрия должен находиться в пределах 1500-1600 кг. В любом случае расход кислоты варьируется таким образом, чтобы электрическая проводимость частично обессоленной воды находилась в пределах 25-60 мкСм/см независимо от того какой АН-31 используется в цепочке - "новый" или "старый" (значения электропроводности берутся средними за анионитовый фильтроцикл.
Минимально возможный удельный расход щелочи составляет 45 г/г-экв. Такой или близкий расход отмечался для относительно нового материала АН-31 как по эксплуатационным данным, так и по результатам наладочных работ. Однако при использовании "старого" АН-31 и в особенности при сопутствующем увеличении "проскока" натрия до 0.35 и более мг-экв/кг удельные расходы щелочи могут повышаться до 80 и даже более г/г-экв. Таким образом, технологическими возможностям существующей схемы обессоливания соответствуют удельный расход щелочи от 45 до 80 г/г-экв в зависимости от качества используемых анионитов.
В заключение можно отметить, что полного согласования между эксплуатационными данными о работе фильтров обессоливающей установки с одной стороны и лабораторными испытаниями и результатами расчетов с другой стороны на данном этапе пока не удалось (не только в ДонОРГРЭС, но и в практике водоприготовления в целом). Расхождения по оценкам находились в пределах 10% от определяемых величин. При наиболее ответственных расчетах эти расхождения устранялись введением поправочных коэффициентов, полученных путем сравнения расчетных данных с эксплуатационными данными и данными наладочных работ.
Приложение 1
Заключение о состоянии анионитной части цепочек
за октябрь 1987 - апрель 1988 гг
При обработке эксплуатационных данных выяснилось, что обменная емкость АВ-17 по кремне- и углекислоте для "старых" анионитов существенно зависит от температуры обрабатываемой воды.
Причинами повышенного "проскока" анионов являются нарушения нормальной гидродинамики работы фильтров (особенно в связи с нарушениями целостности дренажных устройств), старение АН-31 и повышенный проскок натрия в Н-катионированной воде.
Полученные эксплуатационные данные показывают, что при "старении" АН-31 его емкость при условии полного истощения этого материала менялась мало, однако как правило происходило "растягивание" выходной кривой истощения АН-31 ("проскок" хлоридов нередко нередко начинал возрастать уже в начале фильтроцикла). Одновременно отмечалось и увеличение времени отмывки АН-31 после его регенерации.
Последние два фактора определяются не только "старением" анионита, но и гидродинамикой фильтра. Поэтому при ухудшении показателей отмывки и истощения АН-31 необходимо произвести осмотр верхнего и нижнего распредустройств и внутренних повреждений поверхностей фильтра <<случаются, например, большие перекосы в верхнем уровне ионита, щели между материалом и корпусом фильтра и т.д.>>
Следует также отметить, что ограничения фильтроциклов по анионитной части в некоторых случаях происходило из-за недогрузки в фильтры анионитов АВ-17 и АН-31 в сравнении с объемами их загрузок по проекту.
Приложение 2
Заключение о состоянии катионитной части цепочек
за октябрь 1987 - май 1988 гг
Анализ Н-катионитовых фильтроциклов при одинаковом расходе кислоты на регенерацию цепочек (1650 кг) показал, что их продолжительность, а следовательно и удельный расход кислоты, зависит от катионного состава обрабатываемой воды. С увеличением доли натрия aNa происходило уменьшение удельных расходов кислоты. Однако снижение удельных расходов кислоты сопровождается увеличением "проскока" натрия в фильтрате Н1. Расход кислоты для цепочек со "старым" АН-31 (используемым более 1-1.5 года при отсутствии предочистки) целесообразно подбирать таким образом, чтобы "проскок" натрия находился в пределах 0.2-0.35 мг-экв/кг (для нового АН-31 согласно литературным данным допускается "проскок" до 0.5 мг-экв/кг).
Приложение 3
Предварительное заключение по лабораторному испытанию режимов ионирования применительно к водоприготовлению на АТЭЦ-2
Ионирование на КУ-2
...Преимущества от специального перевода КУ-2 в натрий-форму в целях экономии серной кислоты могут быть реализованы только при противоточной <<снизу-вверх>> регенерации катионита.
Наилучшая концентрация серной кислоты соответствует (по данным лабораторных испытаний) такому режиму регенерации, в котором содержание Са-иона после регенерируемого фильтра находится в пределах 40-50 мг-экв/кг. При содержании кальция более 50 мг-экв/кг возможно загипсовывание катионита. Правда, свежезагипсованный КУ-2 довольно легко отмывается взрыхляющей водой без заметного ухудшения его обменных свойств.
Ионирование на сульфоугле и КБ-4
...Хорошо поглощают только ту часть катионов, которая равна щелочности обрабатываемой воды. При некоторых дополнительных условиях эти катиониты могут обеспечить снижение удельного расхода кислоты при использовании их в предвключенных фильтрах.
Ионирование на АН-31
Анионит хорошо регенерируется щелочью. При полном его истощении в фильтроцикле анионит можно отрегенерировать почти стехиометрически <<с удельным расходом один г-экв/г-экв>>. Однако "проскок" анионов (хлоридов) в фильтроцикле начинает возрастать задолго до полного истощения, поэтому добиться более полного истощения АН-31 можно только за счет дополнительной нагрузки по хлоридам на высокоосновной анионит второй ступени обессоливания воды.
Отмечено также, что емкость АН-31 по сульфатам больше, чем по хлоридам. Это происходит потому, что часть сульфатов поглощается из Н-катионированной воды в виде одновалентного иона HSO4-.
Характерной особенностью АН-31 является его способность к поглощению солей и, особенно, щелочи по неионообменному механизму. В эксплуатации это свойство может проявиться в необходимости длительной отмывки ионита после регенерации. Длительной отмывке может в частности способствовать большое содержание солей натрия в Н-катионированной отмывочной воде.
Ионирование на АВ-17
Для этого анионита отмечено резкое снижение эффективности удаления анионов кремнекислоты во время его регенерации при увеличении скорости подачи или уменьшении температуры регенерационного раствора.
Я привел здесь выдержки из моих отчетов Х-1615 и Х-1709. Часть расчетных и экспериментально-наладочных материалов я не привел в этих выдержках с тем, чтобы собрать эти и другие материалы где-то в отдельном блоке и вместе с вами переосмыслить их.
Я допустил множество повторений, но, думаю, в этом есть свой резон. Если вы действительно будете заниматься вопросами водоприготовления, то какие-то текстовые фрагменты могут пригодиться вам для ваших работ. А главное здесь в том, что при повторах откладываются и в сознании, и в подсознании какие-то ключевые моменты, которые иначе легко упустить. Я и сам уже успел многое подзабыть, и только после нескольких повторов, прочитанных в моих материалах, некоторые вещи снова стали до меня более или менее ясно доходить. Но в любом случае это все не страшно. Убрать из текста что-то лишнее для вас намного проще, чем добавить в него какой-нибудь упущенный момент. Почему я взял для примера "цепочки", а не более распространенную схему "гребенки"? Потому что именно на цепочках проще проследить многие существенные нюансы, которые затем можно перенести и на другие ВПУ. Вместе с тем, должен предупредить, что некоторые моменты, специфические только для цепочек, я все же опустил. Вы, при желании, их найдете в отчетах, о которых я говорил.