Короткий опис технологічної схеми дільниці хімводоочищення та збору і охолодження конденсату

На дільницю ХВО декарбонізована вода поступає із станції другого підйому (к. 222−8 попередньої очистки води) по двох трубопроводах діаметром 300 мм, під тиском 0,35−0,6 МПа (3,5−6,0 кгс/см²), з температурою 20−30 ^оС на дві установки одержання хімочищеної води. Перша установка фільтрів продуктивністю 423 м³/год хімочищеної води знаходиться в к. 221-А, а друга — 600 м³/год хімочищеної води знаходиться в к. 221-Б.

В к. 221-Б декарбонізована вода надходить по двох трубопроводах діаметром 300 мм, об'ємною витратою до 250 м³/год, під тиском 3,5−6,0 кгс/см². За даними аналітичного контролю вода повинна відповідати вимогам: твердість не більше 2,0 ммоль/дм³, лужність не більше 1,0 ммоль/дм³, температура в межах 20−30⁰С. Декарбонізована вода подається на верхню розподільчу систему Na-катіонітових фільтрів І ступеня на два блоки фільтрів: І блок поз. Ф 1/1−4, ІІ блок поз. Ф 1/5−7.Фільтри завантаженні іонообмінною смолою — катіонітом марки КУ-2−8. В процесі фільтрації через шар катіоніту відбувається пом’якшення вихідної води. Об'ємна витрата декарбонізованої води на кожний працюючий фільтр 50−120 м³/год. Оптимальна витрата води на фільтр становить 85 м³/год.

Після Na-катіонітових фільтрів І ступеня частково пом’якшена вода виходить під залишковим тиском 2,7−5.2 кгс/см² твердістю не більше 0,5 ммоль/дм³ і надходить в загальний колектор. По досягненню твердості 0,5 ммоль/дм³ — фільтри першого ступеню виводяться на регенерацію.

З колектора вода поступає на верхню розподільчу систему фільтрів ІІ ступеня поз. Ф2/1−5. Після фільтрів ІІ ступеня хімочищена вода з об'ємною витратою 85−185 м³/год, з залишковим тиском 2,7−5,2 кгс/см², твердістю не більше 0,01 ммоль/дм³ поступає в ємності хімочищеної води поз. Е 4/1, Е4/2, місткістю 400 м³ кожна. По досягненню твердості 0,01 ммоль/дм³ — фільтри другого ступеню виводяться на регенерацію. Із ємностей поз. Е3/1, Е3/2 хімочищена вода насосами поз. Н — 1,2,3 (К. 221-А), з об'ємною витратою до 200 м³/год та тиском 0,52−0,7 МПа (5,2−7,0 кгс/см²) та із ємностей поз. Е4/1, Е4/2 хімочищена вода насосами поз. Н-11/1−4 (К. 221-Б), з об'ємною витратою до 250 м³/год та тиском 0,52 — 0,7 МПа (5,2−7,0 кгс/см²) подається споживачам у цехи: КЦ — відділення турбін корпус 25, парову котельню корпуси 1, 2, 3, корпус 1а; А-1 — (к.к. 313/а, б, 302а); АК-5 (к. 411), АК-2 (к. 402, к. 408), НАК і АС відділення АС (магнезійна добавка) — (к. 713-А), НАК (к. 501).

У Na-катіонітових фільтрах вода очищується внаслідок обробки води методом іонного обміну, в результаті якого відбувається заміна катіонів солей твердості на катіони Na⁺ і називається натрій-катіонуванням. Для виробництва ХОВ в якості нерозчинних фільтруючих матеріалів використовується іонообмінна смола КУ-2−8 в натрій-катіонній формі. Основною властивістю катіоніту є здатність обмінювати катіони Na⁺ на катіони розчинених у воді солей.

• 2NaR + Ca (HCO₃)₂ > CaR₂ + 2Na HCO₃
• 2NaR + Mg (HCO₃)₂ > MgR₂ + 2Na HCO₃
• 2NaR + CaSO₄ > CaR₂ + Na₂ SO₄
• 2NaR + MgSO₄ > MgR₂ + Na₂ SO₄
• 2NaR + CaCl₂ > CaR₂ + 2NaCl
• 2NaR + MgCl₂ > MgR₂ +2NaCl

де R — аніонна частина іоніту — органічний радикал.

Як видно з наведених реакцій в процесі Na-катіонування вода пом’якшується — іони твердості Са²⁺ і Mg²⁺ перетворюються в легко розчинні солі натрію. Обмін катіонів на Na — катіонітових фільтрах при використанні катіоніту марки КУ-2−8 проходить відповідно ряду поглинання.

Na⁺ < NH₄⁺ < K⁺ < Ba²⁺ < Mg²⁺ < Ca²⁺ < Al³⁺ < Fe³⁺

При використанні других марок іонообмінних смол з іншими властивостями можуть утворюватись ряди поглинання, що відрізняються від наведеного вище.

Регенерація катіоніту в Na-катіонітових фільтрах І ступеня

Для відновлення іонообмінної здатності катіоніту проводиться його регенерація. Через шар виснаженого катіоніту пропускається регенераційний розчин кухонної солі. При цьому іони натрію витісняють із катіоніту раніше поглинені іони кальцію і магнію. Катіоніт, збагачений обмінними іонами натрію, знову набуває властивостей пом’якшувати воду. Процес регенерації катіоніту проходить за реакціями:

CaR₂ + 2NaCl 2NaR + CaCl₂

MgR₂ + 2NaCl 2NaR + MgCl₂

В процесі Na-катіонування всі солі твердості (Ca²⁺ i Mg²⁺) перетворюються в легкорозчинні солі Na⁺. В двоступеневій схемі пом’якшена декарбонізована річкова вода проходить спочатку через фільтри І ступеня, де вона пом’якшується до твердості 0,5 ммоль/дм³, а потім через фільтри ІІ ступеня, де знижується твердість води до 0,01 ммоль/дм³.

На дільниці хімводоочищення використовуються прямоточні фільтри, тобто вода і регенераційний розчин подаються на них в одному напрямку — зверху вниз.

Розпушення катіоніту проводиться промивною водою, яка подається із ємностей поз. Е5, Е6, насосами поз. Н12/1−2 об'ємною витратою 50−90 м³/год протягом 30 хвилин. Розпушувальна вода скидається в каналізацію.

Регенерація Na-катіонітових фільтрів проводиться розчином хлористого натрію, з масовою часткою 6−8% і об'ємною витратою 19−35 м³/год.

Регенерація проводиться протягом 15−25 хвилин. Закінчення регенерації на фільтрі контролюється ареометром (проведенням аналізу) на виході з фільтра регенераційного розчину по досягненню концентрації хлористого натрію — 2%. Після регенерації фільтр витримується протягом 30 хвилин в насиченому соляному розчині, для закінчення процесу регенерації.

Відмивання катіоніту в Na-катіонітових фільтрах

Відмивання катіоніту проводиться для виведення продуктів регенерації і надлишку солі. Проводиться декарбонізованою водою, яка надходить з к. 222−8. Перша порція промивної води (30%) миється на дренаж протягом 30−40 хвилин, а друга порція промивної води (70%), іде в ємність поз. Е5, Е6. Проводиться відмивання фільтра водою з об'ємною витратою 70−80 м³/год, протягом 90 хвилин, до вмісту хлоридів не більше 50 мг/дм³.

В кінці відмивки відбираються проби. Після відмивки фільтр включають в роботу або виводять в резерв.

Регенерація катіоніту в Na-катіонітових фільтрах ІІ ступеня

Регенерація катіоніту в Na-катіонітових фільтрах ІІ ступеню очищення проводиться аналогічним чином, що і після І ступеню очищення, з певними відмінностями. Тривалість регенерації - 10 хвилин. Тривалість відмивання — 2 години 10 хвилин. Перша порція промивної води 30% протягом 15 хвилин миється на дренаж водою, яка надходить після І ступеня очищення.

Гідроперевантаження фільтруючих матеріалів

Для полегшення і прискорення процесу перевантаження фільтруючих матеріалів, а також для запобігання механічних пошкоджень променів нижньої дренажної системи в випадку ремонту фільтра, необхідності заміни іоніту здійснюють їх гідроперевантаження в резервний пустий фільтр поз. Ф ¼ в к. 221Б.

Між блоками фільтрів І і ІІ ступеня прокладено стаціонарний трубопровід діаметрорм 100 мм для гідроперевантаження. На ньому змонтовано катушки (трійники) на фланцях біля фільтрів. До фланця трубопроводу гідроперевантаження під'єднується гнучкий гумовий шланг Ду-100 мм, який іншим кінцем потім приєднується до верхнього штуцера гідроперевантаження на фільтрі поз. Ф ¼. Частина трубопроводу, яка не працює при гідроперевантаженні, відглушується для попередження засмічення фільтруючим матеріалом.

Приймання та зберігання кухонної солі (NaCl)

Кухонна сіль NaCl в залізничних вагонах поставляється в к. 221-Б і механізованим способом вивантажується із вагонів безпосередньо в резервуари мокрого зберігання солі поз. Е-9/1−6.

Розчин, з масовою часткою хлористого натрію (NaCl) 26%, готується в ізольованих секціях об'ємом по 36 м³ кожна, шляхом розчинення декарбонізованою водою твердої кристалічної солі. Перемішування розчину солі в резерваурах здійснюється стиснутим повітрям, що надходить із заводської мережі.

Технологічний процес на дільниці збору і охолодження конденсату (к. 225)

Конденсат з виробництва на установку збору і охолодження конденсату надходить по трубопроводу діаметром 150 мм.

В корпусі 225 розподіляється по двох трубопроводах, по одному надходить на горизонтальний теплообмінник двоходовий /конденсат-річкова вода/, по другому на чотири вертикальні двоходові теплообмінники /конденсат-річкова вода/ поз. 3 /1,2,3,4/.

Річкова вода, пройшовши конденсатні теплообмінники поз. 3 /1−4/, надходить в одноходові теплообмінники поз. 33 /1−4/ /пара-річкова вода/, де підігрівається до температури 20−32?С і направляється на установку ПОВ.

Пара з котельного цеху 7 кгс/см.² надходить по трубопроводу Ду=200 мм на парові теплообмінники поз. 33 /1−4/. Конденсат пари, що збирається з цих теплообмінників, надходить в збірник конденсату поз. 13 /1/.

Із збірників поз. 13 /2,3/ охолоджений конденсат насосами поз. 2 /1−4/ і поз. 14 /1,2/ подається на виробництво адипінової кислоти корпус 402 і в річкову воду на просвітлювачі.