Противоточный метод водоподготовки по технологии UP.CO.RE фирмы «Dow Chemical» (США)
В различных странах проводятся работы по усовершенствованию технологии ионообменной очистки воды. Одним из направлений такой деятельности является разработка метода противоточной регенерации.
Способ параллельной регенерации ионитов предложено заменить на противоточный способ очистки. Известно, что при организации противотока реагентов по сравнению с их параллельным потоком движущая сила процесса увеличивается и, следовательно, возрастает скорость и эффективность процесса (см. подразд. 3.6.1).
В табл. 7.5 приведены сравнительные данные по расходу реагента — серной кислоты — для двух катионитных фильтров, загруженных сильнокислотным катионитом одной и той же марки. Для одного фильтра применяли обычную технологию параллельной кислотной регенерации, а для другого — технологию противоточ- ной регенерации. Как показывают данные таблицы, при нротиво- точной регенерации расход кислоты уменьшается в три раза.
В зарубежных странах разработка противоточной технологии ионного обмена проводится с 60-х годов XX в. Противоточная технология обработки воды методом Schwebebett (Швебебет) запатентована фирмой «Bayer AG». Подобные технологии и конструкции ионообменных аппаратов на мировом рынке предлагают также фирмы «Rohm and Haas» (система «Амберпак») и «Ригорке» (система «Пьюропак»). Серьезным недостатком предлагаемых тех-
Таблица 7.5. Сравнительные данные по использованию серной кислоты при параллельной и противоточной регенерации катионита
| Рабочие характеристики | Регенерация | |
| параллельная | противоточная | |
| Концентрация H2S04, применяемая при регенерации, % | 2 и 4 | 2 |
| Расход кислоты: |
|
|
| кг/м3 | 126 | 59,2 |
| % теоретического количества | 520 | 170 |
нологий является большая чувствительность системы к колебаниям нагрузки по воде.
При нарушении режима подачи воды качество очистки заметно снижается.Следует учесть также, что технология Швебебет может быть поставлена в Россию при обязательном условии полного демонтажа существующего оборудования или нового строительства на свободных площадях. Это требование повышает стоимость внедрения технологии и строительства примерно в 10 раз по сравнению с реконструкцией действующих линий водоочистки.
Технология UP.CO.RE. (Up flow Countercurrent Regeneration) (АПКОРЕ) разработана фирмой «Dow Chemical» (США).
В 1995 г. ОАО «Институт Теплоэнергопроект» (Россия) приобрел лицензию на разработку проектов с применением технологии UP.CO.RE. За это время с его участием технология UP.CO.RE была внедрена на Конаковской ГРЭС, Новгородской ЕРЭС, Калининградской ТЭЦ-2, Щекинской ЕРЭС, Среднеуральской ГРЭС, Первоуральской ГРЭС, ТЭЦ-27 г. Москвы, Ленинградской АЭС, Тверской ТЭЦ-2.
Рис 7.10. Противоточный фильтр по технологии UP.CO.RE. (изготовитель ОАО Таганрогский котельный завод «Красный котельщик»):
о — режим работы; 5— режим регенерации; 1— корпус фильтра; 2— верхнее
распределительное устройство; 3— слой инертного материала; 4— окна смотро-
вые; 5— свободное пространство; 6— слой ионитов; 7— нижнее распредели-
тельное устройство
Эффективность противоточной технологии в значительной степени определяется применением специальных марок смол с высокой степенью однородности зерен загрузки и повышенной механической прочностью. Отечественная промышленность пока не располагает такими марками ионообменных смол и закупает их за границей.
Ведущими зарубежными фирмами-поставщиками ионообменных смол являются «Ром энд Хаас» (США) и «Брайер» и «Дау Кэмикл» (Германия). Россия в основном закупает иониты фирмы «Dowex» (США).
В последнее время в литературе появились сведения о разработке новых отечественных ионитных материалах, способных заменить при повторных загрузках импортные иониты.
Разработчиком таких смол является Казанское объединение «Химпром».При противоточной технологии необходимо применять фильтры особой конструкции с двумя распределительными устройствами. Фильтр загружают на 80 —85 % катионитом и на 8 — 10 % инертным материалом (рис. 7.10). Вода подается сверху вниз и прижимает слой смолы потоком воды к верхней дренажной системе. При наличии в воде взвесей они задерживаются в верхнем слое сорбента. Во время рабочего цикла вода движется сверху вниз и слой ионита оказывается зажатым при любых колебаниях нагрузки потока, что делает систему более устойчивой в работе. Отмывку и регенерацию проводят в восходящем потоке реагентов.
Опыт эксплуатации противоточных фильтров на отечественных предприятиях показал, что удельные расходы кислоты и щелочи сокращаются на 30 — 35 %, а расход хлористого натрия уменьшается на 40 %.
Отдельные предприятия достигают экономию в расходе кислоты до 60 %, а в расходе щелочи — до 250 %. Соответственно в среднем на 30 —40 % сокращаются сбросы солей с водоподготовительных установок (ВПУ). Это сокращение составляет для обессоливающих ВПУ РАО ЕЭС приблизительно 70 тыс. т в год, а для водо- умягчительных установок — 55 тыс. т.