Способ регенерации фильтрующих элементов намывного фильтра

 

Способ регенера ции фильтрующих элементов применяется для очистки элементов намывных ионитньтх фильтров от забивших их частиц ионообменного фильтрующего материала и загрязнени|Ч. Способ позволяет исключить необратимую забивку фильтрующих элементов и обеспечить их полную очистку. Это достигается тем, что сначала элементы обрабатывают химическим реагентом, растворяющим частицы эагрязнени й, проводят шоковую регенерагщю в среде реагентов и промывают водой. Затем после опорожнения фильтра от воды внутрь патронов подают подогреть1й до воздух с удельным расходом 18 м фильтрующей поверхности . Подачу воздуха производят в течение 15 мин, после чего корпус фильтра заполняют водой и дополнительно производят шоковую регенерацию. 1 ил. с S (Л ее ю 00 со 00 -Nl

„.SU„, 1328987

ССЮЭ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН

А1 (51)5 В О1 J 49/00, В 01 D 29/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (46) 23. 07. 90. Бюл. У 27 (21) 3973995/23-26 (22) 29.10.85 (72).П.Ф.Нешков, В.Б.Брагин, Т.А.Ардашева, А.К.Орлов и В,М.Копылов (53) 663.63.067(088.8) (56) Нудель А.М. Опыт промьппленной эксплуатации намывных патронных фильтров в схемах химводоочистки

АЭС. - Теплоэнергетика, 1976, с, 1214. (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ФИЛЬТРУК61ИХ

ЭЛЕМЕНТОВ НАМЫВНОГО ФИЛЬТРА (57) Способ регенерации фильтрующих элементов применяется для очистки элементов иамывных ионитных фильтров от забивших их частиц иоиообменного фильтрующего материала и загрязнений.

Способ позволяет исключить необратимую забивку фильтрующих элементов и обеспечить их полную очистку. Это . достигается тем, что сначала элементы обрабатывают химическим реагентом, растворяющим частицы загрязнений, проводят шоковую регенерацию в среде реагентов и промывают водой. Затем после опорожнения фильтра от воды внутрь патронов подают подогретый до

90 С воздух с удельным расходом

l8 нмз/ч 1 м фильтрующей поверхнос" ти. Подачу воздуха производят в течение 15 мин, после чего корпус фильтра заполняют водой и дополнительно а

Ю производят шоковую регенерацию. I ил.

1 13

Изобретение относится и области фильтрования, а именно к способам регенерации фильтрующих элементов намынных фильтрон и может быть использовано в .намывных иопитных фильтрах (НИФ), применяемых для очистки нод на АЭС; а также в других отраслях промьппленности, Цель изобретения " восстановление фильтрующей способности элементов при регенерации намывного ионитного фильтра.

Способ поясняется чертежом.

В корпус подлежащего регенерации иамывного ионитного фильтра заливают раствор химического реагента, растворяющего находящиеся на патронах частицы загрязнений. Для фильтров, применяемых на АЭС, характерными являются загрязнения н виде окиси и гидроокиси металлов,, представляющие собой продукты коррозии материалов оборудования и трубопроводов. Для их удаления корпус фильтра до перегородки заполняют подогретым до 6070 С раствором 5 -ной азотной кислоты. Если фильтр выполнен из углеродистой стали, то в качестве химического реагента используют 5 -ный раствор щавелевой кислоты. Этот процесс может проводиться при барботаже сжатым воздухом, который способствует более эффективному взаимодействию фаз, а также -оказывает механическое воздействие на удаляемые загрязнения.

В результате обработки реагентами частицы загрязнений приобретают аморфную непрочную структуру, уменьШаются в размерах и растворяются.

Для окончательного удаления загрязнений с поверхности фильтрующих элементов после обработки химическим реагентом и течение 4-6 ч осуществляют шоковую регенерацию в среде химического реагента, Вследствие возникающего при этом гидравлического удара и энергии водяных струй частицы загрязнениИ удаляются с поверхности фильтрующих элементов. Однако химический реагент, растворяя загрязнения, не взаимодействует с частицами ионитов, заклинившихся в отверстиях фильтрующих элементов, поэтому после . описанной обработки .необходимо проведение операции по удалению ионитов.

При этом осуществляют сушку фильтрующих элементов воздухом, нагретым до о температуры не вьппе 90 С, после че28987 2 го фильтр заполняют нодой и дополни" тельно пронодят шоковую регенерацию в воде.

Характерной особенностью синтети5 ческих ионообменных смол (ионитон) является их способность набухать в воде и других жидкостях.

При намыве н фильтровании естественно используются набухшие частиць1 ионитов и именно в набухшем состоянии они внедряются и забивают бтверстия фильтрующих элементов.

Процесс набухания ионитов носит обратимый характер и после просушки зерна .они приобретают прежние размеры. Сушку частиц ионита осуществляют с помощью потока горячего ноздуха °

Перед осушкой фильтр освобождают от остатков химического реагента промывкой водой. Промывка водой является обязательной операцией, посколь- . ку при последующей просушке будут высушиваться и остатки реагента, задержавшегося на поверхности и в отверстиях фильтрующих элементов. В результате в них появятся кристаллы реагента, которые в последующем воспрепятствуют удалению частиц ионитов.

После отмывки фильтр опорожняют и подают внутрь фильтрующих элементов в направлении, обратном направлению фильтрования воздуха, нагретого до температуры не выше 90 С. Если частицы ионита высушивать воздухом при более низкой, например комнатной (18 С1, температуре, то при этом пропорционально разнице температур возрастает расход воздуха примерно

4 в пять раз, что потребует значительных затрат, связанных с созданием и эксплуатацией газоочистной устанонки повышенной производительности. Это особенно нежелательно на производствах, требующих специальной дорогостоящей газоочистки, например.на АЭС.

Верхнее ограничение температурного предела вызвано несколькими причинами.

Ионообменные материалы имеют ограниченную термическую устойчивость.

Так, ажонит АВ-17,. используемый в

НИФ, при температуре свьппе 100 С начинает разлагаться. Термическая дест55 рукция, сопровождаемая оплавлением зерен ионита, приводит к их прикипанию к поверхности фильтрующих элементов и необратимому забиванию фильтра.

132

Кроме того, воздух, нагретый до

100 С, нагревает до этой температуры и ннутреннйе понерхности фильтра. ?!рн последующем заполнении фильтра водой происходит ее вскипание с образованием большого количества пара, который, попадая в очистные .сооружения системы сдувок, увлажняет фильтрующие перегородки гаэоочистных фильтров. В результате резко повьппается их сопротинление и снижается производительность.

Приведены опыты по оптимизации процесса регенерации и выбора режима сушки с наименьшим расходом воздуха.

Фипьтрующие элементы забивают зернами ионита, после чего в фильтр подают подогретый до 90 С ноздух, при этом фиксируют его часовой расход, время сушки и объем воздуха, затраченный на сушку.

Результаты эксперимента приведены на чертеже, где сплошной линией показана зависимость времени высушивания от удельного расхода воздуха (л/ч на

1 см фильтрующей поверхности), а пунктирной — объем воздуха, затраченный на сушку при данном расходе. Как видно из приведенных данных, кривая

Объема затрачиваемого воздуха имеет экстремальную точку максимума с »ис-, ходящими от нее нетвями. Режимы влево от точки MBKcHMóìà характеризуются небольшим временем процесса сушки и относительно небольшим объемом затраченного воздуха. Однако эти режимы не могут быть рекомендованы из-эа очень больших удельных расходов воздуха. Так, при времени сушки I ии» и объеме затраченного воздуха 18 л удельный расход его равен 37,4 л/ч см

1 или 374 м /ч 1 м2 фильтрующей поверхности. Если учесть, что площадь фильтрования намывного ионитного фильтра для АЭС может достигать

50 м и более, то оченидна нецелесообразность применения подобных режимов.

Режимы справа от точки максимума характеризуются постепенныи уменьшением объема расходуемого воздуха с одновременным увеличением времени сушки. На этой части кривой также имеется характерная точка 1, после которой уменьшение объема расходуемого воздуха не происходит, а дли тельность процесса увеличивается.

При работе на режимах влево от точки

8987

l будет перерасход воздуха, а спра ва — унелнченне времени сушки без снижения объема. Поэтому точка 1 xa-.

5 рактеризует оптимальные параметры ведения процесса, при которых рекомендуется вести сушку подогретым до

90 С ноэдухом, поддерживать удельный

5 расход !8 ни /ч 1 м2 фильтрующей поверхности н течение 15 мин. Поскольку н процессе сушки будет происходить частичная отдунка зерен из зазорон, направление движения воздуха выбрано обрат»ым направлению фильтроr5 нания, чтобы отдутые частицы не попадали внутрь фильтрующих элементов.

После сушки аппарат заполняют водой и допол??»тель»о проводят шоковую регенерацию. Ее применение позноляет полностью удалить частицы ионитон иэ зазоров и восстановить фильтрующую способность элементов. Время заполнения »е .должно превьппать 2-3 ч во избежание повторного набухания частиц.

Следует отметить и существенность порядка выполнения основных операций при регенерации. По способу-прототиггу сначала производят удаление фильтЗд рующего материала, а затеи эагряэне»ий. По предлагаемому способу сначала удаляю загрязнения путем их растворе»ия, а затем сушка и удаление зерен ио»ита. Это вызвано тем, что

35 при обратной последовательности вместе с ио»итом высушиваются и загряэне»ия, которые. прикипают к поверхности фильтрующнх элементов H зернам ио»ита. В результате удаления ионита из отверстий при последуницей шоковой регенерации затрудняется.

Пример l. Фильтрующне ýëåìårrты фильтра с площадью фильтрования

0,5 м забивают частицами ионитов и

45 пРисутствующими н исходной воде загрязнениями в виде гидроокиси железа.

Перепад давления на чистом элементе составляет 0,15 ати, после забивки

1,0 ати. Затем фильтр до уровня пере- городки заполняют подогретым до 60 С

57.-ныи раствором азотной кислоты, в котором элементы выдержинают н течение 4 ч с одновреиен»ым барботажом сжатым воэдухои. После этого в фильт-

55 ре н азотнокислои растворе проводят шоковую регенерацию, при которой гидроокиси удаляют с поверхности фильтрующих элементов. Затем раствор сливают из фильтра, заполняют его промы5 1328987 6 вочной водой и в течение 2 - 3 мин ческое разложение фильтрующего матепроиэводят барботаж для лучшей отмыв- риала, сопровождающееся выделением в кп от 1!!10 . По ее окончании воду сли- сдувочную линию газообразных продук" вают и в фильтр подают нагретый до тов разложения с характерным запахом, 90 С воздух с расходом 9 нм /ч (удель- 5 а при визуальном осмотре фильтрующих о 3

3 элементов отмечено наличие и их заэонм ный расход !8 †- !). Воздух подают в . рах оплавленных неудаленных частиц. ч м

При сушке низкотемпературным (t = течение 15.минут, после чего фильтр = 50 С) воздухом, подаваемым в фильrp заполняют водой и производят шоковую 10 в течение 15 мин, расход его воэрасрегенерацию в присутствии воды. По. тает в два раза. ее окончании замеряют перепад давле- Предлагаемый способ регенерации ния в фильтре, значение которого сос- позволяет добиться практически полтавляет 0,15 ати, что соответствует ной очистки фильтрующих элементов его первоначальному значению. Визу- 15 .намывного ионитного фильтра и дос.альный осмотр элементов показал пол- тичь увеличения времени фильтроцикла ное удаление всех частиц и их зазо- и снижения гидравлического сопротивров. На сушку израсходовано 2,25 нм ления фильтра. Это позволит уменьвоэдуха. шить расход фильтрующего материала

Пример 2. Прй осуществлении. 20 и количество отходов, а также сниспособа с другими расходными парамет- зить энергетические и эксплуатационрами сушки в фильтр, очищенный от ные затраты на регенерацию. гидроокисных загрязнений,. подают нагретый,цо 90 С воздуха с расходом Ф о р и у л а и з о б р е .т е н и я !

8 нм /ч (удельный расход 36 нм /чм ) в течение 9 мин. Качество регенерации Способ регенерации фильтрующих остается прежним, однако при этом элементов намывного фильтра, включаюрасходуется 2,7 нм воздуха. ь щий их обработку водным раствором

Пример 3. Способ осуществля- химического реагента, растворяющим о

1ат прн сушке ионитов нагретым до 90 С 30 частицы загрязнений, шоковую регеневоздухом, который подают с расходом рацию в этом растворе; промывку во7,.5 им /ч (удельный расход 15 нм /чм ) дой и опорожнение фильтра, о т л и " в течение 18 мин. В данном режиме по- ч а ю шийся тем, что, с целью лучается качественная регенерация, повышения степени восстановления при минимальном объеме израсходован- 35 фильтрующей способности элементов ного воздуха (2,25 нм ), однако вре- при регенерации намывного ионитного мя проведения сушки увеличивается фильтра, после опорожнения фильтра с 15. до 18 мин. осуществляют сушку фильтрующих элеII р и м е р 4. Способ осуществля- ментов воздухом, нагретым до темпеют при температуре подаваемого возду- 40 ратуры не вьш е 90 С, после чего ха. выше и ниже 90 С ° При пропускании фильтр заполняют водой и дополнительчерез забитый налитом фильтр воздуха но проводят шоковую регенерацию в с температурой 100 С отмечено терми- воде.

1328987

20. 20

Составитель В.Вилинская

Редактор Л.Курасова Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2490

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

g, ФΠ— 1

toe cn

Ч0

V,à