RU43259U1

RU43259U1 - WATER PREPARATION PLANT FOR BOILER AND WATER HEATER PLANTS

Info

Publication number: RU43259U1
Application number: RU2004127792/22U
Authority: RU
Inventors: Х.Х. Гильманов; А.М. Вдовин; А.Н. Карманов; А.И. Калашников; Ю.А. Киреев; В.П. Иванов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority date: 2004-09-20
Filing date: 2004-09-20
Publication date: 2005-01-10

Abstract

Полезная модель относится к энергетике, конкретно, к водоподготовительным установкам и может быть использована для приготовления воды для котельных установок, а также подпиточной воды теплофикационных сетей и сетей горячего водоснабжения. Технический результат -сокращение затрат на подготовку воды, улучшение качества получаемой воды и уменьшение количества сточных вод. Предлагаемая установка содержит узел приема и узел очистки конденсата, который включает фильтр тонкой очистки и катионообменный фильтр, узел углубленной очистки воды, включающий предвключенный катионообменный фильтр и катионообменные и анионообменные фильтры первой и второй ступеней обессоливания, при этом перед катионообменным фильтром второй ступени обессоливания воды установлен декарбонизатор.The utility model relates to energy, specifically, to water treatment plants and can be used to prepare water for boiler plants, as well as make-up water of heating networks and hot water supply networks. The technical result is a reduction in the cost of water treatment, improving the quality of the water and reducing the amount of wastewater. The proposed installation comprises a receiving unit and a condensate purification unit, which includes a fine filter and a cation exchange filter, an in-depth water purification unit, including an upstream cation exchange filter and cation exchange and anion exchange filters of the first and second desalination stages, with a decarbonizer installed in front of the cation exchange filter of the second stage of desalination .

Description

Полезная модель относится к энергетике, конкретно, к водоподготовительным установкам и может быть использована для приготовления воды для котельных установок, а также подпиточной воды теплофикационных сетей и сетей горячего водоснабжения.The utility model relates to energy, specifically, to water treatment plants and can be used to prepare water for boiler plants, as well as make-up water of heating networks and hot water supply networks.

Для приготовления химически обработанной воды, используемой в качестве питания котлов, а также в сетях горячего водоснабжения и теплофикационных сетях в зависимости от качества исходной воды и условий эксплуатации применяют химическую обработку воды.To prepare chemically treated water used as boiler feeds, as well as in hot water supply networks and heating networks, chemical treatment of water is used depending on the quality of the source water and operating conditions.

Современные котельные и водогрейные установки работают на смеси парового конденсата и химически очищенной воды (Л.Н.Сидельковский, В.Н.Юренев «Котельные установки промышленных предприятий», М., 1988, стр.272).Modern boiler and hot-water installations operate on a mixture of steam condensate and chemically purified water (L.N. Sidelkovsky, V.N. Yurenev "Boiler installations of industrial enterprises", Moscow, 1988, p. 272).

Известна установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок, содержащая осветлительный фильтр, первую ступень Н-катионирования, декарбонизатор, первую ступень анионирования слабоосновным анионитом и барьерный Na-катионитный фильтр (М.С.Шкроб, В.Ф.Вихрев «Водоподготовка», М., 1966, стр.288, схема 1).A known installation of water treatment for boiler rooms and hot water installations containing a clarification filter, a first stage of H-cationization, a decarbonizer, a first stage of anionization with weakly basic anionite and a Na-cationite barrier filter (M.S. Shkrob, V.F. Vikhrev "Water Treatment", M ., 1966, p. 288, scheme 1).

Известна установка водоподготовки, содержащая осветлительный фильтр, первую и вторую ступени Н-катионирования, декарбонизатор и первую ступень анионирования (М.С.Шкроб, В.Ф.Вихрев «Водоподготовка», М., 1966, стр.288, схема 2).A known water treatment plant containing a clarification filter, the first and second stages of H-cationization, a decarbonizer and the first stage of anionization (M.S. Shkrob, V.F. Vikhrev "Water Treatment", M., 1966, p. 288, scheme 2).

Недостатком описанных установок является высокое солесодержание и значительное остаточное содержание кремниевой кислоты в воде.The disadvantage of the described installations is the high salinity and significant residual content of silicic acid in the water.

Для приготовления химически очищенной воды могут применяться также схемы двухступенчатого химического обессоливания и обескремнивания.For the preparation of chemically purified water, two-stage chemical desalination and desalination schemes can also be used.

Известна водоподготовительная установка, содержащая осветлительный фильтр, фильтры первой ступени Н-катионирования и анионирования слабоосновным анионитом и ионитные фильтры второй ступени смешанного действия (М.С.Шкроб, В.Ф.Вихрев «Водоподготовка», М., 1966, стр.288, схема 6).A known water treatment plant containing a clarification filter, filters of the first stage of H-cationization and anionization with weakly basic anion exchange resin and ionite filters of the second stage of mixed action (M.S. Shkrob, V.F. Vikhrev "Water Treatment", M., 1966, p. 288, Scheme 6).

Наиболее близкой к предлагаемой является установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок, содержащая осветлительный фильтр и узел углубленной очистки воды, включающий фильтры первой ступени Н-катионирования и анионирования и фильтры второй ступени Н-катионирования и анионирования (М.С.Шкроб, В.Ф.Вихрев «Водоподготовка», М., 1966, стр.288, схема 4).Closest to the proposed one is a water treatment plant for boiler and hot water installations, containing a clarification filter and an in-depth water treatment unit, including filters for the first stage of H-cationization and anionization and filters for the second stage of H-cationization and anionization (M.S. Shkrob, V. F.Vikhrev "Water Treatment", Moscow, 1966, p. 288, scheme 4).

Недостатком описанных установок является наличие свободной углекислоты в фильтрате Н-катионитного фильтра второй ступени, что не позволяет достичь полного поглощения кремниевой кислоты сильноосновным анионитом второй ступени.The disadvantage of the described installations is the presence of free carbon dioxide in the filtrate of the H-cation exchange filter of the second stage, which does not allow to achieve complete absorption of silicic acid by strongly basic anion exchange resin of the second stage.

Задачей полезной модели является создание установки подготовки воды для котельных и водогрейных установок, позволяющей сократить затраты на подготовку воды, повысить качество получаемой воды и уменьшить количество сточных вод.The objective of the utility model is to create a water treatment plant for boiler houses and hot water plants, which reduces the cost of water treatment, improves the quality of the water produced and reduces the amount of wastewater.

Поставленная задача решается созданием установки подготовки воды для котельных и водогрейных установок, содержащей узел приема конденсата и узел углубленной очистки воды, состоящий из первой ступени обессоливания, включающей катионообменный и анионообменный фильтры, и второй ступени, включающей катионообменный и анионообменный фильтры, при этом установка дополнительно содержит узел очистки конденсата, включающий фильтр тонкой очистки и катионообменный фильтр, причем узел углубленной очистки воды дополнительно The problem is solved by creating a water treatment plant for boiler and hot water plants, comprising a condensate receiving unit and an in-depth water purification unit, consisting of a first desalination stage, including cation exchange and anion exchange filters, and a second stage, including cation exchange and anion exchange filters, the installation additionally contains a condensate purification unit, including a fine filter and a cation exchange filter, and an in-depth water purification unit

содержит предвключенный катионообменный фильтр, установленный перед катионообменным фильтром первой ступени, а перед катионообменным фильтром второй ступени обессоливания воды установлен декарбонизатор.contains an upstream cation exchange filter installed in front of the cation exchange filter of the first stage, and a decarbonizer is installed in front of the cation exchange filter of the second stage of water desalination.

Узел приема конденсата содержит теплообменник и регулирующую арматуру, а также систему автоматического контроля температуры и качества конденсата, включающую анализаторы электропроводности, солесодержания, содержания нефтепродуктов и рН-метр.The condensate receiving unit contains a heat exchanger and control valves, as well as a system for automatic control of the temperature and quality of the condensate, including analyzers of electrical conductivity, salinity, oil content and pH meter.

Отличием предлагаемой полезной модели от наиболее близкой является то, что установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок дополнительно содержит узел очистки конденсата, который включает фильтр тонкой очистки и катионообменный фильтр, а узел приема конденсата содержит теплообменник и регулирующую арматуру и оснащен системой автоматического контроля температуры и качества конденсата, включающей анализаторы электропроводности, солесодержания, содержания нефтепродуктов и рН-метр. Кроме того, узел углубленной очистки воды дополнительно содержит предвключенный катионообменный фильтр, установленный перед катионообменным фильтром первой ступени, а перед катионообменным фильтром второй ступени обессоливания воды установлен декарбонизатор.The difference between the proposed utility model and the closest one is that the water treatment plant for boiler and hot water plants additionally contains a condensate treatment unit, which includes a fine filter and a cation exchange filter, and the condensate receiving unit contains a heat exchanger and control valves and is equipped with an automatic temperature control system and condensate quality, including conductivity, salinity, oil product and pH meter analyzers. In addition, the in-depth water purification unit further comprises an upstream cation exchange filter installed in front of the cation exchange filter of the first stage, and a decarbonizer is installed in front of the cation exchange filter of the second stage of water desalination.

Предлагаемая установка содержит (Фиг.):The proposed installation contains (Fig.):

Узел приема конденсата, содержащий теплообменник 1, регулирующую арматуру 2, систему автоматического контроля температуры 3 и систему автоматического контроля качества конденсата, включающую анализаторы электропроводности 4, солесодержания (жесткости) 5, содержания нефтепродуктов 6, а также рН-метр 7.A condensate receiving unit comprising a heat exchanger 1, control valves 2, an automatic temperature control system 3 and an automatic condensate quality control system, including conductivity analyzers 4, salt content (hardness) 5, oil product content 6, and a pH meter 7.

Система автоматического контроля температуры 3 включает термопару, датчик определения давления, расходомер и регулирующий клапан (на схеме не показано).The automatic temperature control system 3 includes a thermocouple, a pressure detection sensor, a flow meter and a control valve (not shown in the diagram).

В качестве анализаторов электропроводности могут быть использованы, например, кондуктометры марок АК-310, АНК-04-И, КК-1, КЭС-1 и др. В качестве анализатора солесодержания может быть использован, например, автоматический анализатор жесткости воды АКМС-1. Для определения содержания нефтепродуктов в конденсате может быть установлен сигнализатор нефтепродуктов типа «Флюорат-411». Для определения рН конденсата могут быть использованы, например, портативные цифровые микропроцессорные рН-метры типа 202710/10 или 202710/11.As conductivity analyzers, for example, conductometers AK-310, ANK-04-I, KK-1, KES-1, etc. can be used. For example, AKMS-1 automatic water hardness analyzer can be used as a salinity analyzer. To determine the content of petroleum products in the condensate, a Fluorat-411 type petroleum alarm can be installed. To determine the pH of the condensate, for example, portable digital microprocessor pH meters of the type 202710/10 or 202710/11 can be used.

Узел очистки конденсата, включающий фильтр тонкой очистки 8 и катионообменный фильтр 9.The condensate treatment unit, including a fine filter 8 and a cation exchange filter 9.

В качестве фильтра тонкой очистки 8 может быть использован, например, патронный фильтр, содержащий цилиндрический корпус с каналами входа и выхода жидкости и фильтроэлементы, например, бумажные. Катионообменный фильтр 9 представляют собой цилиндрический корпус со сферическим днищем, в среднюю часть которого загружен макропористый сорбент, например, активированный уголь марки АГ-3, Грано-сорб-Ф, Макрософт, Амберсеп, а в нижнюю часть - антрацит.As a fine filter 8 can be used, for example, a cartridge filter containing a cylindrical housing with channels for the inlet and outlet of the liquid and filter elements, for example, paper. The cation exchange filter 9 is a cylindrical body with a spherical bottom, in the middle of which a macroporous sorbent is loaded, for example, activated carbon of the brand AG-3, Grano-sorb-F, Macrosoft, Ambersep, and anthracite in the lower part.

Узел углубленной очистки воды, содержащий предвключенный катионообменный фильтр 10, первую ступень обессоливания, состоящую из катионообменного фильтра 11 и анионообменного фильтра 12, декарбонизатор 13 и вторую ступень обессоливания, состоящую из катионообменного фильтра 14 и анионообменного фильтра 15.An in-depth water purification unit comprising an upstream cation exchange filter 10, a first desalination step consisting of a cation exchange filter 11 and an anion exchange filter 12, a decarbonizer 13 and a second desalination stage consisting of a cation exchange filter 14 and an anion exchange filter 15.

Фильтры 10, 11, и 14 представляют собой цилиндрический корпус со сферическим днищем, в который загружен катионит в Н-форме, например, КУ-2-8 (ГОСТ 20298-74) или его зарубежные аналоги, такие, как амберлит IR-120, зеролит 225, дуолайт С-20 и др..Filters 10, 11, and 14 are a cylindrical body with a spherical bottom, in which cation exchange resin is loaded in the H-form, for example, KU-2-8 (GOST 20298-74) or its foreign analogues, such as amberlite IR-120, zerolite 225, duolight S-20, etc.

Фильтры 12 и 15 также представляют собой цилиндрический корпус со сферическим днищем, в который загружен анионит в ОН-форме, например, АВ-17 или АН-31 (ГОСТ 20301-74), или их зарубежные аналоги, такие, как амберлит IRA-400, дуолит А 101 D, кастель А-500 и др..Filters 12 and 15 also represent a cylindrical body with a spherical bottom, into which anion exchange resin is loaded in OH-form, for example, AV-17 or AN-31 (GOST 20301-74), or their foreign analogues, such as IRA-400 amberlite , Duolit A 101 D, Castell A-500, etc.

Установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок работает следующим образом.Installation of water treatment for boiler rooms and boilers works as follows.

Речная фильтрованная вода с температурой 5-20°С поступает в теплообменник 1, теплоносителем в котором является подаваемый на установку конденсат с температурой 75-85°С. Из теплообменника 1 вода с температурой 30-40°С по трубопроводу поступает в предвключенный катионообменный фильтр 10 и далее на первую ступень обессоливания в катионообменный 11 и анионообменный 12 фильтры. В фильтрах 10 и 11 происходит обмен катионов, содержащихся в фильтрованной воде, на катион водорода, содержащийся в Н-катионите. Присутствующие в воде сульфаты, хлориды, нитраты преобразуются в свободные минеральные кислоты, вследствие чего катионированная вода становится кислой (рН=4-5). Поток этой воды поступает в анионообменный фильтр 12, где происходит обмен анионов сильных кислот (хлоридов, сульфатов, нитратов), образовавшихся при Н-катионировании, на гидрокислотные ионы, содержащиеся в анионите, и таким образом, получается частично обессоленная вода. Эта вода содержит в своем составе остаточные катионы жесткости (главным образом натрия), проскочившие через катионообменные фильтры 10 и 11 и анионы кремниевой кислоты. Далее частично обессоленная вода подается в декарбонизатор 13, где происходит удаление свободной углекислоты для создания благоприятных условий для последующего поглощения кремниевой кислоты анионитом. Из декарбонизатора часть частично обессоленной воды подается в катионообменный фильтр 11, часть - потребителю, часть потока поступает для дальнейшего более глубокого обессоливания на вторую ступень очистки в катионообменный фильтр 14, где освобождается от катионов жесткости, проскочивших через катионообменные фильтры 10 и 11. Далее поток умягченной воды подается в анионообменный фильтр 15, где происходит обмен аниона кремниевой кислоты на гидроксильный ион, содержащийся в анионите. Таким образом получается обессоленная вода, которая используется The filtered river water with a temperature of 5-20 ° C enters the heat exchanger 1, in which the condensate supplied to the unit with a temperature of 75-85 ° C is the heat carrier. From the heat exchanger 1, water with a temperature of 30-40 ° C through a pipeline enters the upstream cation exchange filter 10 and then to the first stage of desalination in the cation exchange 11 and anion exchange 12 filters. Filters 10 and 11 exchange cations contained in filtered water for a hydrogen cation contained in H-cation exchanger. Sulphates, chlorides, nitrates present in water are converted into free mineral acids, as a result of which cationic water becomes acidic (pH = 4-5). The flow of this water enters the anion-exchange filter 12, where the anions of strong acids (chlorides, sulfates, nitrates) formed during H-cation are exchanged for hydroacid ions contained in the anion exchange resin, and thus partially desalted water is obtained. This water contains residual hardness cations (mainly sodium), which have passed through cation-exchange filters 10 and 11 and silicic acid anions. Next, partially desalted water is supplied to the decarbonizer 13, where free carbon dioxide is removed to create favorable conditions for the subsequent absorption of silicic acid by anion exchange resin. From the decarbonizer, part of partially demineralized water is supplied to the cation exchange filter 11, part to the consumer, and part of the stream is supplied for further deeper desalination to the second stage of purification into the cation exchange filter 14, where it is freed from hardness cations that have passed through the cation exchange filters 10 and 11. Then, the stream is softened water is fed into the anion exchange filter 15, where there is an exchange of an anion of silicic acid for a hydroxyl ion contained in the anion exchange resin. Thus, desalted water is obtained, which is used

в качестве добавочной или питательной воды для котельных и водогрейных установок.as additional or feed water for boiler rooms and hot water installations.

Конденсат с температурой 75-85°С поступает в узел приема конденсата. Пройдя трубное пространство теплообменника, конденсат охлаждается до температуры 40-50°С. В зависимости от температуры конденсата, контроль которой осуществляется автоматической системой 3, регулируется расход конденсата с помощью арматуры 2, установленной после теплообменника 1. В зависимости от качества конденсата, контроль которого осуществляется автоматической системой, включающей анализаторы электропроводности 4, солесодержания 5, содержания нефтепродуктов 6, а также рН-метр 7, он подается либо в дренажную систему (на схеме не показана), либо на смешение с частично обессоленной водой, выводимой из декарбонизатора 13, либо на смешение с обессоленной водой, выводимой из анионообменного фильтра 15 второй ступени обессоливания, либо на узел очистки конденсата. Подача и расход конденсата регулируются арматурой 2.Condensate with a temperature of 75-85 ° C enters the condensate receiving unit. Having passed the tube space of the heat exchanger, the condensate is cooled to a temperature of 40-50 ° C. Depending on the temperature of the condensate, which is controlled by the automatic system 3, the flow rate of the condensate is controlled using valves 2 installed after the heat exchanger 1. Depending on the quality of the condensate, the control of which is carried out by an automatic system including conductivity analyzers 4, salinity 5, and oil products 6, as well as pH meter 7, it is either supplied to the drainage system (not shown in the diagram), or mixed with partially desalted water discharged from the decarbonizer 13, or and mixing with demineralized water discharged from the anion exchange filter 15 of the second desalination stage, or to the condensate purification unit. The flow and condensate flow are regulated by valves 2.

При подаче на узел очистки конденсат поступает в фильтр тонкой очистки, где происходит удаление железа (Fe³⁺). Далее конденсат подается в катионообменный фильтр, где происходит очистка от органических веществ. Очищенный конденсат направляют либо на смешение с частично обессоленной водой, выводимой из декарбонизатора 13, либо на смешение с обессоленной водой, выводимой из анионообменного фильтра 15 второй ступени обессоливания.When fed to the cleaning unit, condensate enters the fine filter, where iron (Fe ³⁺ ) is removed. Next, the condensate is fed into the cation exchange filter, where it is purified from organic substances. The purified condensate is sent either to mix with partially desalted water discharged from the decarbonizer 13, or to mix with desalted water discharged from the anion exchange filter 15 of the second desalination stage.

Предлагаемая установка подготовки воды для котельных и водогрейных установок позволяет сократить затраты на подготовку воды и уменьшить количество сточных вод за счет включения в схему дополнительного узла очистки конденсата. Кроме того, предвключенный катионообменный фильтр, установленный перед первой ступенью обессоливания, и декарбонизатор, установленный после первой ступени обессоливания,The proposed water treatment plant for boiler houses and hot water plants can reduce the cost of water treatment and reduce the amount of wastewater due to the inclusion of an additional condensate treatment unit in the circuit. In addition, the upstream cation exchange filter installed before the first stage of desalination, and a decarbonizer installed after the first stage of desalination,

приводят к улучшению качества получаемой воды по солесодержанию и остаточному содержанию кремниевой кислоты.lead to an improvement in the quality of the water obtained in terms of salinity and residual content of silicic acid.

Claims

1. Installation of water treatment for boiler and hot water plants, comprising a condensate receiving unit and an in-depth water purification unit, consisting of a first desalination step, including cation exchange and anion exchange filters, and a second stage, including cation exchange and anion exchange filters, characterized in that it further comprises a condensate purification unit including a fine filter and a cation exchange filter, wherein the in-depth water purification unit further comprises an upstream cation exchange filter, tanovlenii before cation exchange filter of the first stage and before the second stage cationic exchange filter installed desalination calciner.

2. Installation of water treatment for boiler and water heating plants according to claim 1, characterized in that the condensate receiving unit contains a heat exchanger, control valves, a heat exchanger, as well as a system for automatically monitoring the temperature and quality of the condensate, including analyzers of electrical conductivity, salinity, oil content and pH -meter.