Фильтры ионитные противоточные (ФИПр)

Фильтры ионитные противоточные (ФИПр) применяется в схемах получения умягченной и обессоленной воды на химводоочистных установках тепловых электростанций, котельных и промышленных предприятий.

 

БЫСТРЫЙ ЗАПРОС

 

Назначение. Фильтр ионитный противоточный (ФИПр) предназначен для удаления из входящего потока катионов жесткости (Ca2+ и Mg2+) в процессе натрий/водород-катионирования, а также сульфатных, хлоридных и нитратных анионов в процессе обессоливания природных вод. Получаемая умягченная или обессоленная вода чаще всего используется для подпитки паровых котлов (выработка пара низкого, среднего и высокого давления), водяных котлов, теплосетей. В меньшей степени вода после ионитной очистки используется в различных промышленных технологиях.

Фильтр ФИПр 1,5-0,6 корпусФильтр ФИПр 1,5-0,6 разрез

В качестве фильтрующей загрузки в фильтрах ионитных используются ионообменные материалы естественного и искусственного происхождения: катиониты и аниониты.

 

Описание конструкции. Ионитный противоточный фильтр ФИПр состоит из:
  • корпуса;
  • смотровых окон;
  • нижнего и верхнего (в отдельных случаях среднего) распределительных устройств;
  • двух боковых и одного или двух монтажных люков-лазов (в зависимости от применяемой технологии зажатия ионита);
  • трубопроводов обвязки;
  • запорной арматуры;
  • пробоотборных устройств.
Корпус фильтра ФИПр цилиндрический, сварной из листовой стали, с приваренными эллиптическими штампованными днищами. К нижнему днищу приварены три опоры для установки фильтра на фундамент.
Для противоточных фильтров с механическим зажатием ионита применяется УВСР и УНСР типа «ложное дно» с пластиковыми или нержавеющими колпачками ФЭЛ.
Для фильтров ФИПр с гидравлическим зажатием ионита используется УВСР «лучи с отверстиями» (или «стакан в стакане»). Кроме того, для работы ионитного противоточного фильтра с гидравлическим зажатием ионита предусмотрено устройство среднее сборно-распределительное (УССР) и горизонтальное УНСР «копирующего типа».
 
Принцип действия. Цикл работы противоточного ионитного фильтра ФИПр состоит из следующих операций:
  • умягчение или обессоливание (фильтрование);
  • регенерация;
  • отмывка ионита;
  • сброс первого фильтрата перед включением в схему.

 


 

 

Рабочий цикл ФИПр заканчивается при установленном технологическим регламентом проскоке катионов (или анионов), т.е. истощении ионообменной емкости фильтрующего материала.
 
Принцип действия ФИПр умягчения воды ( с механическим зажатием ионита и потоком регенерации снизу вверх).
 
Исходный поток осветленной воды под напором поступает в ФИПр равномерно распределяется через щелевые колпачки верхнего «ложного дна», проходит через слой инертного, а затем фильтрующего материала в направлении сверху вниз. Катионы жесткости остаются в зернах материала, а катионы натрия выходят в фильтрат, который через нижнее «ложное дно» выводится из аппарата в сборный коллектор.

После истощения емкости катионита (устанавливается аналитическим контролем по проскоку катионов жесткости) фильтр останавливается и переводится на режим регенерации (восстановления обменной емкости) катионита. Для проведения операции регенерации в ФИПр снизу-вверх подается поток умягченной воды на подъем и поджатие всего слоя ионита (2-5 минут), после чего включается приготовленный заранее раствор регенеранта (10-15% раствор поваренной соли), а поток поджатия и уплотнения отключается. После пропускания определенного объема регенерационного раствора его подача прекращается и включается поток умягченной воды на промывку катионита. Объем потока промывки ступенчато уменьшается, обеспечивая операцию «послойного» осаждения ионита в фильтре. Вода поджатия, отработанный регенерационный раствор и промывочная вода сбрасываются в дренаж.
 
По окончании промывки после восстановления обменной емкости катионита фильтр включается в работу или остается в рабочем резерве. Сразу после включения фильтра в работу первая порция фильтрата сбрасывается в дренаж с проведением аналитического контроля. После получения регламентных показателей по очищенной воде, ФИПр подключается к коллектору очищенной воды.
 
 
Принцип действия ФИПр умягчения воды (с механическим зажатием ионита и потоком регенерации сверху вниз).

Исходный поток предочищенной воды под напором поступает в ФИПр в направлении снизу вверх, распределяется через щелевые колпачки нижнего «ложного дна», целиком поднимает слой ионита и прижимает его к слою инертного материала, который равномерно распределяет поток и гидравлическое давление по всей поверхности верхнего «ложного дна». Катионы жесткости остаются в зернах материала, а катионы натрия выходят в фильтрат, который через верхнее «ложное дно» выводится из аппарата в сборный коллектор.

После истощения емкости катионита (устанавливается аналитическим контролем по проскоку катионов жесткости) фильтр останавливается и переводится на режим регенерации (восстановления обменной емкости) катионита. Операция регенерации начинается после полного осаждения ионита в ФИПр. Инертный материал располагается верхним слоем над катионитом и прижат к УВСР. Сверху вниз подается поток приготовленного заранее на умягченной воде раствора регенеранта (10-15% раствор поваренной соли). После пропускания определенного объема регенерационного раствора его подача прекращается и включается поток умягченной воды на промывку катионита. Отработанный регенерационный раствор и промывочная вода сбрасываются в дренаж.

По окончании промывки после восстановления обменной емкости катионита фильтр включается в работу или остается в рабочем резерве. Сразу после включения фильтра в работу первая порция фильтрата сбрасывается в дренаж с проведением аналитического контроля. После получения регламентных показателей по очищенной воде, ФИПр подключается к коллектору фильтрата.
 
Поскольку в противоточных фильтрах с механическим зажатием ионита невозможно провести операцию взрыхления, требуется выполнить два условия для обеспечения высокой эффективности противоточной фильтрации:
  1. соблюдать ограничения по количеству взвешенных веществ в исходном потоке (не более 2,0 мг/дм³;
  2. использовать гидроперегрузку и специальные вспомогательные емкости для периодического взрыхления катионита (анионита). Периодичность взрыхления ионита в очищенной (отфильтрованной) воде зависит от количества не ионных загрязнений в исходном потоке.
 
Принцип действия ФИПр умягчения воды (с гидравлическим зажатием ионита).
 

Исходный поток под напором поступает в ФИПр, где проходит через слой фильтрующего материала в направлении сверху вниз. Катионы жесткости остаются в зернах материала, а катионы натрия выходят в фильтрат, который через УНСР «ложное дно» выводится из аппарата в сборный коллектор.


После истощения емкости катионита верхнего «блокирующего слоя» (устанавливается аналитическим контролем по проскоку катионов жесткости через пробоотборное устройство, расположенное под колпачками УССР), фильтр останавливается и переводится на режим взрыхления и регенерации (восстановления обменной емкости) катионита «блокирующего слоя». Для проведения этой операции ФИПр запирается по входу и выходу, снизу-вверх к УССР подается поток умягченной воды на взрыхление или приготовленный заранее раствор регенеранта (10% раствор поваренной соли). После пропускания определенного объема регенерационного раствора его подача прекращается, и включается поток умягченной воды на промывку катионита. Отработанный регенерационный раствор, и промывочная вода сбрасываются в дренаж через УВСР. Промежуточная (короткая) регенерация верхнего слоя катионита позволяет отмыть его от механических загрязнений и восстановить обменную емкость, что в свою очередь обеспечивает более глубокую отработку нижележащих слоев ионита.


После истощения емкости всего объема катионита (устанавливается аналитическим контролем по проскоку катионов жесткости в потоке фильтрата) фильтр останавливается и переводится на режим полной регенерации (восстановления полной обменной емкости). Для этого снизу-вверх, через УНСР, подается поток приготовленного заранее на умягченной виде раствора регенеранта (10-15% раствор поваренной соли) с выводом отработанного регенеранта через УССР в дренаж. Часть регенеранта или умягченная вода подается в ФИПр сверху для гидравлического зажатия всего ионита, с отводом нисходящего потока через УССР в дренаж. После пропускания определенного объема регенерационного раствора его подача прекращается, и включается поток умягченной воды на промывку всего объема катионита сверху вниз. Промывочная вода сбрасываются в дренаж.


По окончании промывки и после восстановления обменной емкости катионита фильтр включается в работу или остается в рабочем резерве. Сразу после включения фильтра в работу первая порция фильтрата сбрасывается в дренаж с проведением аналитического контроля. После получения регламентных показателей по очищенной воде, ФИПр подключается к коллектору умягченной воды.


Верхняя треть ФИПр с гидравлическим зажатием ионита (от УССР до УВСР) свободна и позволяет периодически проводить операцию взрыхления и промывки всего катионита непосредственно в корпусе без использования дополнительных, специализированных емкостей.

 

Преимущества и недостатки представленных противоточных ионообменных технологий.

 

Как было показано в описании технологий с механическим зажатием ионита, таким ФИПр требуется вспомогательное емкостное оборудование для периодического выносного взрыхления и промывки фильтрующего материала для удаления мелочи, осколков и накопившихся взвешенных веществ, а также небольшое количество вспомогательного (отделяющего ионит от УВСР) плавучего нейтрального фильтрующего материала – инерта.

 

Кроме того данная технология ограничена по количеству взвешенных веществ в исходном потоке (не более 2,0 мг/дм³, что требует высокого качества исходного потока, поступающего от ступени предочистки

 

Положительными качествами являются: высокая производительность при тех же габаритных размерах, более качественный ионный обмен, отсутствие второй ступени фильтров для доочистки воды, расход реагентов близкий к стехиометрическим значениям, резкое снижение затрат чистой воды на собственные нужды и значительное сокращение стоков.

 

Технология с гидравлическим зажатием ионита при таких же преимуществах в производительности и затратах реагентов не требует дополнительных емкостей для проведения выносного взрыхления (периодические взрыхления производятся внутри фильтра). Благодаря коротким взрыхлениям и регенерациям «блокирующего слоя», ограничения по наличию взвешенных веществ в исходном потоке значительно снижаются, опасность непроработанных участков ионита уменьшается. Благодаря этой технологии можно не сдвигая корпус ФИПа I ступени с места реконструировать параллельноточные фильтры в противоточные. Недостатком технологии является усложнение обвязки, увеличение количества запорной арматуры, появляется необходимость в монтаже среднего сборно-распределительного устройства. Для реконструкции и перевода работы в режим ФИПр с гидравлическим зажатием ионита подходят только корпуса ФИПа I ступени или ФСУ.

 

Операция взрыхления ионитной смолы может производиться как внутри корпуса фильтра, так и вне (в отдельной емкости) в зависимости от технологии зажатия ионита. Рабочий цикл ФИПр заканчивается при установленном технологическим регламентом проскоке катионов (или анионов), т.е. истощении ионообменной емкости фильтрующего материала, либо при превышении перепада давления между отводом и подводом фильтра более 0,3 МПа.

 
Номенклатура и технические характеристики выпускаемых фильтров ионитных противоточных (ФИПр).
 
Тип фильтра
Диаметр, мм
Производитель-
ность, м3/час
Давление рабочее, МПа
Высота, мм
Масса, кг
 ФИПр 1,0-0,6
 1000
32
 0,6
3720
1650
 ФИПр 1,4-0,6
 1400
62
 0,6
4120
2600
 ФИПр 1,5-0,6
 1500
72
 0,6
4180
2800
 ФИПр 2,0-0,6
 2000
128
 0,6
4800
5100
 ФИПр 2,6-0,6
 2600
230
 0,6
5380
8100
 ФИПр 3,0-0,6
 3000
280
 0,6
5650
9650

 

Фильтры изготавливаются согласно ТУ 3113-003-04688393-05 «Фильтры водоподготовительные для ТЭС и промышленной энергетики», срок введения с 01.07.2005г.

 

БЫСТРЫЙ ЗАПРОС

 

Чтобы  задать  вопрос  или  оформить  заказ  на  фильтры ФИПр,  звоните  по  телефону:   +7 (8482) 20-83-61, 20-85-90 или пишите на электронную почту info@teko-filter.ru.