Установка для ионообменной очистки воды

 

Изобретение относится к установкам для ионообменной очистки воды и может быть использовано в области водоподготовки. Установка содержит по крайней мере один ионообменный фильтр, коллекторы для ввода обрабатываемой воды и вывода очищенной воды, подключенные к каждому фильтру через соответствующие запорные арматуры, два отводящих коллектора, снабженных на выходе запорными арматурами и подключенных к верхнему и нижнему распределительным устройствам каждого фильтра, и источники промывочной воды и регенерационного раствора с подводящими магистралями. Подводящая магистраль промывочной воды через запорные арматуры подключена ко входам двух отводящих коллекторов, к подводящей магистрали регенерационного раствора. Выходы отводящих коллекторов подключены к магистрали подачи отработанных потоков на нейтрализацию. Отводящий коллектор, подключенный к нижнему распределительному устройству каждого фильтра, снабжен дренажных трубопроводом с запорной арматурой. Изобретение обеспечивает гибкое управление установкой и защиту окружающей среды путем высококачественной нейтрализации отработанных регенерационных растворов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к очистке воды с использованием ионообменных установок и может быть использовано в области водоподготовки, конденсатоочистки и очистки сточных вод на тепловых электростанциях и котельных, а также на станциях приготовления питьевой воды, на предприятиях химической промышленности и других отраслях для приготовления технологической воды или очистки конденсата.

Известна установка для ионообменной очистки воды, традиционно применяемая в настоящее время, содержащая параллельно включенные ионитные фильтры, коллекторы для подвода исходной воды и вывода очищенной воды, подключенные к фильтрам через соответствующие запорные арматуры, коллектор для подвода промывочной воды, подключенный к нижнему распределительному устройству каждого фильтра через запорную арматуру, коллектор для подвода регенерационного раствора, подключенный к верхнему распределительному устройству каждого фильтра через запорную арматуру, и отводящий коллектор, подключенный к нижнему и верхнему распределительным устройствам каждого фильтра через соответствующие запорные арматуры (Л.М. Живилова, В.В Максимов. Автоматизация водоподготовительных установок и управления воднохимическим режимом. - М.: Энергоатомиздат, 1986 г., с.86).

Данная установка характеризуется большим количеством запорной арматуры, приходящейся на каждый фильтр и сложностью в управлении. Для каждой технологической операции по восстановлению обменной емкости ионитов, загруженных в фильтр ( взрыхление, пропуск регенерационного раствора, отмывка), требуется большое количество переключений запорной арматуры, что обуславливает менее надежную работу установки в целом. Кроме того, для монтажа такой установки необходимо большое количество коллекторов и трубопроводов.

Наиболее близким техническим решением является установка для ионообменной очистки воды, содержащая по крайней мере один фильтр, загруженный слоем ионита, коллекторы для ввода обрабатываемой воды и вывода очищенной воды, подключенные к каждому фильтру через соответствующие запорные арматуры, два отводящих коллектора, снабженных на выходе запорными арматурами, обеспечивающими сброс отработанных потоков в дренаж, и подключенных соответственно к верхнему и нижнему распределительным устройствам каждого фильтра через соответствующие запорные арматуры, и источники промывочной воды и регенерационного раствора с подводящими магистралями. Подводящая магистраль промывочной воды через запорные арматуры подключена к двум отводящим коллекторам. В качестве источника промывочной воды использована обрабатываемая вода, подаваемая из сответствующего коллектора (патент РФ 2058816 B 01 J 47/02, C 02 F 1/42, 27.04.96 г.).

Недостатками данной установки являются отсутствие возможности гибкого управления последней при периодических химических промывках различных слоев ионита и распределительных устройств из-за отсутствия восходящей подачи потока регенерационного раствора в ионитный фильтр, а также зависимость от единственного источника промывочной воды (обрабатываемая вода).

Дополнительно к недостаткам вышеуказанной установки относится сброс всех отработанных регенерационных (кислота, щелочь) потоков непосредственно в дренаж без предварительной их нейтрализации на соответствующей установке.

Целью изобретения является создание установки для ионообменной очистки воды, позволяющей обеспечивать взаимозаменяемую подачу в отвод потока регенерационного раствора через каждый из отводящих коллекторов в зависимости от требуемой нисходящей или восходящей подачи вышеуказанного потока в фильтр. При этом сохраняется возможность аналогичной взаимозаменяемой подачи промывочной воды через каждый из отводящих коллекторов при нисходящей или восходящей подаче этого потока в фильтр. Таким образом обеспечивается гибкое управление установкой. Кроме того, решаются также экологические проблемы за счет подачи отработанных регенерационных растворов на предварительную нейтрализацию.

Указанная цель достигается тем, что установка для ионообменной очистки воды содержит по крайней мере один ионообменный фильтр, коллекторы для ввода обрабатываемой воды и вывода очищенной воды, подключенные к каждому фильтру через соответствующие запорные арматуры, два отводящих коллектора, снабженные на выходе запорными арматурами и подключенные к верхнему и нижнему распределительным устройствам каждого фильтра через соответствующие запорные арматуры, дренажный трубопровод, соединенный с отводящим коллектором, подключенным к нижнему распределительному устройству фильтра, и источники промывочной воды и регенерационного раствора с подводящими магистралями, причем подводящая магистраль регенерационного раствора снабжена запорной арматурой, а подводящая магистраль промывочной воды через запорные арматуры подключена ко входам двух отводящих коллекторов, к подводящей магистрали регенерационного раствора и снабжена дополнительной запорной арматурой, расположенной по ходу подающего потока до места соединения с подводящей магистралью регенерационного раствора, а выходы отводящих коллекторов подключены к магистрали подачи отработанных потоков на нейтрализацию. Кроме того, дренажный трубопровод снабжен запорной арматурой, а место соединения его с отводящим коллектором, подключенным к нижнему распределительному устройству, расположено по ходу отводящих потоков до размещенной на выходе из этого коллектора запорной арматуры.

На чертеже представлена схема установки для ионообменной очистки воды.

Установка содержит три ионообменных фильтра 1, 2, 3, коллекторы 4, 5 для ввода обрабатываемой воды и вывода очищенной воды соответственно, подключенные к фильтру 1, 2, 3 через соответствующие запорные арматуры 6, 7, два отводящих коллектора 8, 9, снабженных на выходе запорными арматурами 10, 11 и подключенных к верхнему и нижнему распределительным устройствам 12, 13 соответствующих фильтров 1, 2, 3 через соответствующие запорные арматуры 14, 15, и источники промывочной воды 16 и регенерационного раствора 17 с подводящими магистралями 18, 19. Подводящая магистраль промывочной воды 18 подключена ко входам двух отводящих коллекторов 8, 9 через соответствующие запорные арматуры 20, 21, а также к подводящей магистрали регенерационного раствора 19 с запорной арматурой 22 и снабжена дополнительной запорной арматурой 23, расположенной по ходу подающего потока до места соединения с подводящей магистралью 19 регенерационного раствора. Выходы отводящих коллекторов 8, 9 подключены к магистрали 24 подачи в бак-нейтрализатор (на чертеже не показан). Отводящий коллектор 9, подключенный к нижнему распределительному устройству 13 каждого фильтра, соединен с дренажным трубопроводом 25, снабженным запорной арматурой 26.

Установка работает следующим образом.

Обрабатываемую воду по коллектору 4 подают в ионитные фильтры 1, 2, 3 через запорную арматуру 6 и верхнее распределительное устройство 12, пропускают через слой ионита, загруженный в корпус фильтра. Очищенную воду отводят из ионитных фильтров 1, 2, 3 через нижнее распределительное устройство 13 и запорную арматуру 7 в коллектор очищенной воды 5.

При проскоке удаляемых ионов выше допустимого предела ионитные фильтры поочередно отключают на регенерацию. Для этого вначале проводят взрыхление слоя ионита путем подачи промывной воды из источника 16 в одноименную магистраль 18 через запорную арматуру 23, далее в отводящий коллектор 9 и нижнее распределительное устройство 13 фильтра через запорные арматуры 21, 15. Отвод отработанной промывочной воды, содержащей отмывочные загрязнения, производят через верхнее распределительное устройство 12 фильтра, запорную арматуру 14, отводящий коллектор 8, запорную арматуру 10 в магистраль отвода 24. При этом источником промывочной воды может быть обрабатываемая, очищенная и другая вода.

По окончании взрыхления ионита осуществляют его регенерацию, которую производят путем подачи раствора реагента из источника 17 в магистраль 19, отводящий коллектор 8 и верхнее распределительное устройство 12 фильтра через запорные арматуры 22, 20, 14. Отвод отработанного регенерационного раствора из фильтра осуществляют через распределительное устройство 13, отводящий коллектор 9, магистраль подачи 24 в бак-нейтрализатор и запорные арматуры 15, 11.

После пропуска раствора реагента осуществляют отмывку ионита от продуктов регенерации путем подачи отмывочной воды в магистраль 19 с последующим прохождением потока в направлении аналогично процессу регенерации.

Для случая использования ионитных фильтров 1-3 по противоточной технологии (для примера по технологии АПКОР) их регенерацию производят поочередно путем подачи регенерационного раствора из источника 17 в магистраль 19, отводящий коллектор 9 и нижнее распределительное устройство 13 фильтра через запорные арматуры 22, 21, 15. Отвод отработанного регенерационного раствора из фильтра осуществляют через верхнее распределительное устройство 12, отводящий коллектор 8, магистраль 24 подачи в бак-нейтрализатор и запорные арматуры 14, 10.

Последующую отмывку после пропуска регенерационного раствора производят отмывочной водой, подаваемой в магистраль 19, с последующим прохождением потока в направлении аналогично процессу регенерации.

При необходимости опорожнения фильтров (в случае ремонта) их дренирование производят через дренажный трубопровод 25 с запорной арматурой 26.

Подключение подводящей магистрали промывочной воды 18 ко входу двух отводящих коллекторов 8, 9 позволит исключить возможность образования застойных зон регенерационных растворов в вышеуказанных коллекторах.

Таким образом, заявленная установка для ионообменной очистки воды позволяет обеспечивать взаимозаменяемую подачу и отвод потока регенерационного раствора через каждые из отводящих коллекторов в зависимости от требуемой восходящей или нисходящей подачи вышеуказанного потока в любой фильтр, что крайне необходимо при периодических химических промывках различных слоев ионита (восстановление обменной емкости, органоемкости и т.п.) и распределительных устройств от загрязнений (заиливание, загипсование и т.п.) При этом обеспечивается гибкое управление установкой, упрощается автоматизация технологических процессов.

Дополнительно необходимо отметить, что разные фильтры данной установки могут работать как в противоточных так и в параллельноточных режимах, что наиболее актуально при реконструкции обессоливающих установок, работающих по традиционной параллельноточной технологии ионного обмена, и переводе их на противоточную технологию в условиях безостановочной эксплуатации действующего оборудования.

Формула изобретения

1. Установка для ионообменной очистки воды, содержащая по крайней мере один ионообменный фильтр, коллекторы для ввода обрабатываемой воды и вывода очищенной воды, подключенные к каждому фильтру через соответствующие запорные арматуры, два отводящих коллектора, снабженных на выходе запорными арматурами и подключенных соответственно к верхнему и нижнему распределительным устройствам каждого фильтра через соответствующие запорные арматуры, дренажный трубопровод, соединенный с отводящим коллектором, подключенным к нижнему распределительному устройству каждого фильтра, и источники промывочной воды и регенерационного раствора с подводящими магистралями, причем подводящая магистраль регенерационного раствора снабжена запорной арматурой, а подводящая магистраль промывочной воды через запорные арматуры подключена к двум отводящим коллекторам, отличающаяся тем, что подводящая магистраль промывочной воды соединена с подводящей магистралью регенерационного раствора и снабжена дополнительной запорной арматурой, расположенной по ходу подающего потока до места соединения с подводящей магистралью регенерационного раствора, а выходы отводящих коллекторов подключены к магистрали подачи отработанных потоков на нейтрализацию.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что место подключения подводящей магистрали промывочной воды к двум отводящим коллекторам расположено на входе последних.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что дренажный трубопровод снабжен запорной арматурой, а место соединения его с отводящим коллектором, подключенным к нижнему распределительному устройству каждого фильтра, расположено по ходу отводящих потоков до размещенной на выходе из этого коллектора запорной арматуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1