Очищення води

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

хімічний технологічний конденсат вода

Публічне акціонерне товариство «Рівнеазот» одне із найбільших підприємств України, розташоване в її західній частині в 15 км від м. Рівне. ПАТ «Рівнеазот» єдиний виробник мінеральних добрив і адипінової кислоти в західних регіонах України.

На сьогоднішній день на підприємстві ПАТ «Рівнеазот» нараховується вісім діючих основних цехів, зокрема:

Ам-1, що виробляє аміачну воду 25%, рідку вуглекислоту, кисень в балонах, сухий лід та рідкий азот;

Ам-2, який продукує аміак та ABC для виробництва адипінової кислоти;

НАК та АС, що виробляє неконцентровану азотну кислоту, аміачну селітру та вапняково-аміачну селітру;

СМД, продукцією якого є складні мінеральні добрива;

АК-1, який виробляє циклогексаном (анолон) для АК-2;

АК-2, що продукує адипінову кислоту;

АК-3, який випускає НДКО;

АК-5, що виробляє кальциновану соду шляхом спалювання відходів цехів АК-1 та АК-2.

Крім цього на підприємстві функціонує ряд допоміжних цехів:

ремонтні цехи: РВ (цех ремонтного виробництва), УРМР (управління ремонтно-монтажними роботами), ЦРЕО (цех ремонту електрообладнання), КВПіА (цех контрольно-вимірювальних приладів і автоматики), РБЦ (ремонтно-будівельний цех), АК-4 (ремонтний цех);

безпосередньо допоміжні цехи: ВІК (цех водопостачання і каналізації), ХПВ (цех хімічної підготовки води), КЦ (котельний цех), ЦЕП (цех електропостачання), НіОПСвод (цех нейтралізації і очищення промислово-стічних вод);

обслуговуючі підрозділи: цех зв'язку, ЦЛП (центральна лабораторія підприємства), ЦВТК (централізований відділ технічного контролю), ЗЦ (залізничний цех), ВЦ (вантажний цех), АТЦ (автотранспортний цех), ВОХР (відділ охорони), АСУП (відділ автоматизованого управління підприємством), ВГРЗ (воєнізований газорятувальний загін), УГХ (управління громадського харчування), ЦГД (цех господарської діяльності), ЛОУ (лікувально-оздоровче управління), склади, друкарня, редакція газети «Хімік», промисловий магазин, бібліотека.

ПАТ «Рівнеазот» зафіксовано з переліку ста найкращих підприємств України, серед яких займає 40-е місце за експортом, 77-е за обсягом товарної продукції. Це хімічний гігант України зі своєю історією, наполегливим, і працьовитим трудовим колективом, який творить його сьогодення.

Високоякісна і конкурентно спроможна продукція підприємства користується значним попитом як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринках.

Продукцію під маркою ПАТ «Рівнеазот» знають понад 40 країн світу.

1. Характеристика готової продукції

1.1 Дільниця попередньої очистки води

Технічна назва продукту - декарбонізована річкова вода та частково декарбонізована річкова вода.

Декарбонізована річкова вода випускається згідно проекту 344-0-0 - НВКТ Державного проектного інституту по водопостачанню, водовідведенню і гідротехнічним спорудам «Укрводоканалпроект», м. Київ і повинна відповідати нормам, які наведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Назва показника, одиниця виміру	Норма
Твердість загальна, ммоль/дмі	не більше 2,0
Лужність загальна, ммоль/дмі	не більше 1,0
Масова концентрація солей, мг/дмі	не більше 200
Масова концентрація хлоридів, мг/дмі	не більше 100
Масова концентрація кремнієвої кислоти, мг/дмі	не більше 12,2
Масова концентрація завислих речовин, мг/дмі	не більше 2,5
Масова концентрація сульфатів, мг/дмі	не більше 100
Масова концентрація заліза загального, мг/дмі	не більше 0,1
Температура, єС	19-30
Водневий показник, рН	9,0 - 10,5

Таблиця 2. Фізико-хімічні властивості декарбонізованої річкової води

Назва властивості (константи) та одиниця вимірювання	Значення фізичної величини з граничними відхиленнями	Джерело інформації
Зовнішній вигляд	Прозора рідина без запаху і смаку	Технічний проект
Густина при температурі 4єС, мг/дмі	1,0	Технічний проект Технічний проект
Температура замерзання, єС	0	Технічний проект
Температура кипіння, єС	100	Технічний проект
Теплопровідність при температурі 0 єС, Вт/(м•К)	0,599	Технічний проект
Теплоємкість, кДж/кг • К	4,187	Технічний проект

Всі дані відповідають анологічним показникам, які приведені в довіднику «Справочник по свойствам, методам анализа и очистке води». Київ, «Наукова думка» 1980 р.

Частково декарбонізована річкова вода виробляється згідно раціоналізаторської пропозиції №6709 від 9.02.2007 р. і повинна відповідати нормам, які наведені в таблиці 3.

Таблиця 3.

Назва показника, одиниця виміру	Норма
Твердість загальна, ммоль/дмі	не більше 4,5
Лужність загальна, ммоль/дмі	1,8 - 3,0
Масова концентрація завислих речовин, мг/дмі	не більше 15,0
Масова концентрація розчиненого кисню, мг/дмі	не нормується
Температура, єС	19 - 30
Водневий показник, рН	8,3 - 8,5

Таблиця 4. Фізико-хімічні властивості частково декарбонізованої річкової води

Назва властивості (константи) та одиниця вимірювання	Значення фізичної величини з граничними відхиленнями	Джерело інформації
Зовнішній вигляд	Прозора рідина без запаху і смаку	«Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды»
Густина, мг/дмі	1.0	Те саме
Температура замерзання, єС	0	= // =
Температура кипіння, єС	100	= // =
Теплопровідність при температурі 0 єС, Вт/(м•К)	0.599	= // =
Теплоємкість, кДж/кг • К	4.187	= // =

Галузь застосування:

• Декарбонізована річкова вода використовується для виробництва глибоко-знесоленої води і хімочищеної води в цеху хімічної підготовки води (ХПВ).

• Частково декарбонізована річкова вода використовується для підживлення водооборотних циклів (ВОЦ) №2, 3, 6 в цеху водопостачання і каналізації (ВіК).

Обов'язкова сертифікація продукції: продукція сертифікації не підлягає.

1.2 Дільниця хімводоочищення та збору і охолодження конденсату

Технічна назва продукту - хімочищена вода та охолоджений паровий конденсат.

Хімочищена вода випускається згідно проекту 27089-с 1975, за даним технологічним регламентом.

Хімочищена вода повинна відповідати нормам, які наведені в таблиці 5.

Таблиця 5

Назва показника, одиниця виміру	Норма
Твердість загальна, ммоль/дм3	0,01, не більше
Лужність загальна, ммоль/дм3	1,0, не більше
Масова концентрація солей, мг/дм3	200, не більше
Масова концентрація хлоридів, мг/дм3	50, не більше
Масова концентрація азоту амонійного, мг/дм3	1,0, не більше
Водневий показник, рН	9,0 - 10,5

Таблиця 6. Фізико-хімічні властивості хімочищеної води

Назва властивостей (констант) та одиниця вимірювання	Значення фізичної величини з граничними відхиленнями	Джерело інформації
Зовнішній вигляд	Прозора рідина без запаху і смаку	Технічний проект
Густина при температурі 20 єС, г/см3	1	Технічний проект
Температура замерзання, єС	0	Технічний проект
Температура кипіння, єС	100	Технічний проект
Теплопровідність при 0 єС,	0,599	Технічний проект

Всі дані відповідають аналогічним показникам, які приведені в довіднику «Справочник по свойствам, методом анализа и очистке воды». Київ «Наукова думка» 1980 р.

Конденсат повинен відповідати нормам, які наведені в таблиці 7.

Таблиця 7

Назва показника, одиниця виміру	Норма
Масова концентрація аміаку, мг/дм3	5,75, не більше
Твердість загальна, ммоль/дм3	0,015, не більше

Галузь застосування:

Хімочищена вода використовується для технологічних потреб цехів:НАК і АС, Аміаку - 1, котельного цеху (відділення турбін, підживлення тепломережі), а також цехів адипінової кислоти АК-5 (к. 411), АК-2 (к. 402), АК-3 (к. 169).

Охолоджений конденсат використовується для потреб цехів адипінової кислоти: АК-5 (к. 411), АК-2 (к. 402).

Обов'язкова сертифікація продукції: продукція сертифікації не підлягає.

1.3 Дільниця знесолення декарбонізованої води

Технічна назва продукту - глибокознесолена вода.

Глибокознесолена вода випускається згідно проекту 27089-c 1975 за даним технологічним регламентом.

Таблиця 8

Назва показника, одиниця виміру	Норма
Масова концентрація твердості загальної, ммоль/дм3	Не більше 0,005
Масова концентрація лужності загальної, ммоль/дм3	Не більше 0,1
Масова концентрація солей, мг/дм3	Не більше 2,5
Масова концентрація хлоридів, мг/дм3	Не більше 0,2
масова концентрація кремнієвої кислоти, мг/дм3	Не більше 0,1
Водневий показник, рН	5.5 - 7.0

Таблиця 9. Фізико-хімічні властивості глибокознесоленої води

Назва властивостей (констант) та одиниця вимірювання	Значення фізичної величини з граничними відхиленнями	Джерело інформації
Зовнішній вигляд	Прозора рідина без запаху і смаку	Технічний проект
Густина при температурі 20оС, г/см3	1	Технічний проект
Температура замерзання, оС	0	Технічний проект
Температура кипіння, оС	100	Технічний проект
Теплопровідність при 0 оС, Вт/(м. К)	0,599	Технічний проект
Електрична провідність, при температурі 18 оС, См/м	5,1 · 10-6	Технічний проект

Всі дані відповідають аналогічним показникам, які приведені в довіднику «Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды». Київ, «Наукова думка» 1980 р.

Галузь застосування:

Глибокознесолена вода використовується для технологічних потреб цехів: неконцентрованої азотної кислоти, адипінової кислоти-2, адипінової кислоти-3 та енергетичних потреб цеху аміаку - 2.

Обов'язкова сертифікація продукції: продукція сертифікації не підлягає.

2. Короткий опис технологічного процесу цеху хімічної підготовки води

Технологічний процес виробництва цеху хімічної підготовки води включає наступні технологічні лінії:

1. Дільниця попередньої очистки води.

2. Дільниця хімводоочищення та збору і охолодження конденсату.

3. Дільниця знесолення декарбонізованої води.

4. Шламонакопичувач цеху ХПВ.

2.1 Короткий опис технологічної схеми дільниці попередньої очистки води

На дільницю попередньої очистки води річкова вода двома водоводами, лівий діаметром 400 мм, правий 300 мм, під тиском 0,22-0,35 МПа (2,2-3,5 кгс/см²), з температурою від 4?С взимку та до 25?С в теплий період року подається від водозабору в резервуари поз. Р2, Р3, Р6, місткістю 500м³ кожний. З резервуарів групою насосів поз. М10-М12А, річкова вода подається по трубопроводу діаметром 800 мм під тиском не більше 0,45 МПа (4,5 кгс/см²) з об'ємною витратою до 1100 м³/год для охолодження конденсаторів турбін котельного цеху (корпус 25). Після підігріву в конденсаторах турбін річкова вода повертається в корпус 225 і почергово проходить конденсатні теплообмінники поз. Т 3/1 - Т 3/4, далі в парові теплообмінники поз. Т 33/1 - Т 33/4, де підігрівається до температури 20-30?С, необхідної для дотримання режиму роботи освітлювачів поз. П 1/2, П 1/3. Зміна температури повинна бути не більше 1?С за 1 годину. Після проходження теплообмінників підігріта річкова вода під тиском 0,18-0,3 МПа (1,8-3,0 кгс/см²) і об'ємною витратою 350-700 м³/год надходить на освітлювачі поз. П 1/2, П 1/3.

Процес осадження солей тимчасової і частини постійної твердості ведеться в гідратному режимі при залишковій гідратній лужності від 0,1 ммоль/дм³ - подача вапняного молока близька норми і до 0,4 ммоль/дм³ - подача надлишку вапняного молока. При цьому регулювання рН процесу в ручному режимі підтримується в освітлювачі на рівні 9,5-10,5 подачею розчину вапняного молока 5 -10% концентрації з витратних баків поз. БВ1, БВ2. Розчин подається насосами В1, В2, В3 та регулюється клапаном Ду 50 мм з пневмоприводом в автоматичному режимі при нормальних умовах протікання процесу рН в межах 10,2-10,4. Розчин вапна подається в нижню частину зовнішнього конуса освітлювача над трубопроводом входу річкової води з тиском 0,2-0,4 МПа та об'ємною витратою від 3,0 до 6,0 м³/год. При налагоджуванні і зміні процесу роботи освітлювача, подача вапняного розчину проводиться в ручному режимі після проведення із збільшеною частотою аналізу води на лужність гідратну в межах 0,1 - 0,4 ммоль/дм³ і з контролем показника рН в межах норми.

Готовий розчин залізного купоросу, з масовою часткою сульфату заліза від 0,2% за звичайних умов і до 2,5% в періоди паводків, повені, «цвітіння» води з верхніх витратних баків поз. ВБК1, ВБК2 насосами поз. Н23, Н24, Н25, Н26 під тиском 2,5-4,5 кгс/смІ і витратою від 0,5 до 2,5 м³/год по трубопроводу Ду 50 мм. подається в нижню частину освітлювача вище місця вводу вапняного молока. Витрата регулюється в ручному режимі вентилем Ду 50 мм з дотриманням дози сірчанокислого заліза у зоні реакції від 0,07 до 0,35 ммоль/дм³ відповідно до результатів аналітичного контролю.

Після освітлювачів декарбонізована вода надходить в бак розриву струменя для видалення пухирців повітря, зменшення турбулентності потоку і стабілізації навантаження, а потім самопливом, під залишковим тиском, поступає на контактні фільтри КФ5 №2, 3, 4, 5. Після фільтрів декарбонізована фільтрована вода надходить в резервуари поз. Р4, Р5. Декарбонізована вода з освітлювачів може надходити в резервуари поз. Р4, Р5 по обвідній лінії мимо фільтрів КФ5 №2, 3, 4, 5.

З резервуарів поз. Р4, Р5 насосами поз. М3, М4, Н1, Н2, Н3 (К. 222-8) з температурою 19-30 єС декарбонізована вода подається споживачам:

- по водоводу внутрішнім діаметром 220 мм під тиском від 0,4 до 0,6 МПа (4,0-6,0 кгс/смІ) і об'ємною витратою до 250 м³/год на станцію знесолення декарбонізованої води (К.224);

- по двох водоводах діаметром 300 мм під тиском від 0,4 до 0,6 МПа (4,0-6,0 кгс/смІ) і об'ємною витратою до 270 м³/год на станцію хімічного очищення декарбонізованої води, збору та охолодження конденсату (К.221 а.б).

Декарбонізація річкової води

Процес виробництва декарбонізованої води проходить у гідратному режимі.

В основу роботи освітлювача із завислим пластівчастим контактним середовищем (шламовим фільтром) покладене явище контактної коагуляції, що протікає на поверхні сорбенту - осаду що утворюється в процесі вапнування з коагуляцією. Вапнування з коагуляцією здійснюється тоді, коли одночасно із зниженням лужності вхідної води необхідно з неї вивести органічні речовини.

При вапнуванні води з коагуляцією проходить в цілому наступна реакція

4FеSО₄ + 4Са (ОН)₂ + Н₂О + О₂ > 4Fе (ОН)₃v + 4СаSО₄v

Часткова декарбонізація річкової води

Часткове пом'якшення і освітлення річкової води проводиться одним з методів осадження накипоутворювачів - вапнування води з коагуляцією на освітлювачах, що здійснюється в бікарбонатному режимі при рН процесу в межах 8,3-8,5 і залишковою лужністю в межах від 1,8 ммоль/дм³ до 3,0 ммоль/дм³, бажано ближчою до меншого показника. В якості реагентів (коагулянту і вапна) в процесі використовується введення шламу з робочого освітлювача декарбонізованої води в освітлювач частково декарбонізованої води при навантаженнях на останньому до 80 - 120 м³/год згідно раціоналізаторської пропозиції №6709 від 9.02.2007 р.

Опис роботи освітлювача ВТІ-1000І

Освітлювач ВТІ - 1000І призначений для видалення з води колоїдних і завислих речовин, а також часткового пом'якшення, що досягається методом вапнування і коагуляції за допомогою вапняного молока Са(ОН)₂ і коагулянту - розчину сірчанокислого заліза (FeSO₄).

Схема освітлювача дана (Додаток рисунок 1). Вхідна вода поступає по лінії (1) через розподільчий пристрій (2) в повітровідділювач (3), де звільняється від пухирців повітря. З повітровідділювача по відвідній лінії через регулюючий пристрій (4) і тангенціально направлений вхід (сопло) вода поступає в нижню частину зовнішнього конусу освітлювача змішувач (5) води і реагентів. Сюди ж вище входу води подається вапняне молоко (6), і над входом вапняного молока коагулянт (7) по радіально направлених трубопроводах.

Перемішування води та реагентів відбувається внаслідок тангенціального вводу води в змішувач. Сопловий пристрій (9) служить для зміни поперечного перерізу підвідної лінії на вході води, дозволяє міняти швидкість входу води в змішувач і підбирати оптимальні умови формування шламу.

Процес хімічної взаємодії реагентів з розчиненими у воді речовинами закінчується в нижній частині освітлювача. При виході води із зони змішувача (5) починається процес виділення продуктів взаємодії в вигляді пластівців. Цей процес утворення, збільшення розмірів і затримки пластівців відбувається на подальшому шляху підйомного руху води.

По мірі підйому води, що обробляється, обертальний рух гаситься завдяки наявності вертикальних (10) і горизонтальних (11) перфорованих перегородок.

Верхня межа завислого шламу, що утворює в освітлювачі контактне середовище, знаходиться на рівні шламоприймальних вікон (13) шламоущільнювача (15).

Частина обробленої води, (10% - 20%) від загальної витрати, надходить в шламоприймальні вікна і далі по шламовідвідних трубопроводах (14) в шламоущільнювач. Надходячи в шламоущільнювач, частина води звільняється від шламу, після чого через збірний колектор (21) по трубопроводу (22) поступає з шламоущільнювача в приймальний короб (19), де змішується з основним потоком обробленої води і разом з ним виводиться з освітлювача по трубопроводу (20). Витрата води, що надходить з шламоущільнювача в приймальний короб, регулюється засувкою (28). Надлишок шламу постійно виділяється через трубопровід постійної продувки з освітлювача в нейтралізатор.

Після зони контактного середовища основний потік води проходить в зону освітлення (16), верхню розподільчу решітку (17), через ряд отворів, які знаходяться в одній площині в жолоб (18). З жолоба по трубопроводу(20) вода поступає в бак розриву струменя води.

Для видалення великого шламу, піску, що поступає з річковою водою, служить грязьовик (26), в якості якого використовується нижня конусна частина освітлювача нижче рівня сопла. Накопичені грубі частинки періодично видаляються продувкою через трубопровід (27) на нейтралізатор, він же служить для дренажу води з освітлювачів.

Продувка з внутрішнього конуса освітлювачів здійснюється постійно через трубопровід постійної продувки в межах від 1% до 3% від навантаження освітлювача. Періодичне проду-вання зовнішнього конуса освітлювачів здійснюється 1-2 рази на добу, або в міру накопичення шламу в шламоущільнювачі, шляхом відкривання засувки Ду 250 мм (27) періодичної продувки протягом 2-5 хвилин.

Опис роботи контактних фільтрів КФ5

Контактні фільтри КФ 5 - це залізобетонні споруди розміром 5 х 9 х 4,8 м з площею поверхні фільтрації 43,2 мІ, що призначені для видалення завислих речовин із декарбонізованої води. Фільтруючим матеріалом служить полістирол (спінені гранули). Фільтр обладнаний нижньою трубчастою збірно-розподільною системою (5) для збору і відводу декарбонізованої фільтрованої води (див. додаток рис. 2). Діаметр труб збірно-розподільної системи - 150 мм. Над трубчастою системою розміщується пінополістирол висотою 1,2 м. У фільтрах поз. КФ5 №2, 3, 5 над шаром пінополістиролу розташована верхня розподільна система (2), сітка з щілинами не більше 3 мм. У фільтрі поз. КФ5 №4 система складається з напівтруб діаметром 600 мм з прорізаними щілинами 1-3 мм і залізобетонних жолобів підводу води. Декарбонізована вода з баку розриву струменя поз. БРС самопливом по трубопроводу поступає через засувку входу (12) в кишеню фільтра (1). З нього вона надходить в залізобетонні жолоби (3) і через верхні крайки переливається у верхню частину фільтра КФ5 над верхньою розподільною системою (2). Пройшовши через щілини верхньої розподільної системи (2), і плаваючий фільтруючий шар із спінених гранул полістиролу, освітлена вода звільняється від завислих речовин. Концентрація завислих речовин у вхідній воді не повинна перевищувати 15 мг/дм³, а концентрація завислих речовин у воді після фільтру КФ5 повинна становити не більше 2,5 мг/дм³. Декарбонізована фільтрована вода з фільтра відводиться через нижню трубчасту збірно-розподільну систему (5), і поступає по трубопроводу (6) в резервуари поз. Р4, Р5, місткістю 500 м³ кожний.

Промивка фільтруючого шару полістиролу, при його забрудненні і погіршені якості очищеної води по завислих речовинах більше 2,5 мг/дм³, проводиться декарбонізованою водою без використання та з використанням технологічного повітря.

Опис процесу нейтралізації

Лужні стічні води з освітлювачів станції ПОВ по трубопроводу Ду 250 мм і кислі стоки зі станції знесолення К.224 по трубопроводу Ду 150 мм надходять в нейтралізатор, де відбувається процес нейтралізації. Перемішування стоків проводиться технологічним повітрям, що надходить з мережі підприємства. Прискорення процесу нейтралізації може також здійснюватись включенням в роботу насосу поз. Н20 і Н21 в корпусі 222-2? для подачі промивних вод з резервуару поз. Р1 в нейтралізатор, а також відкачуванням вапняного молока після продувки вапняних витратних баків насосом поз. Д3 з дренажного приямка. При збільшенні рівня в нейтралізаторі, за умови рН середовища в ньому не нижче 7,5 проводиться відкачування хімічно забруднених стоків групою насосів поз. М18, М19, М21 з К.222-8 по двох шламопроводах Ду 300 мм на шламонакопичувач цеху ХПВ.

Опис реагентного господарства

Для виробництва декарбонізованої води необхідної якості використовуються наступні реагенти:

- вапняне молоко з масовою часткою гідрооксиду кальцію не менше 5%;

- розчин залізного купоросу з масовою часткою сульфату заліза Fе²⁺ від 0,2 до 2,5%.

Вапняне молоко з масовою часткою гідроксиду кальцію не менше 5% з корпусу 713 відділення АС цеху НАК і АС по трубопроводу діаметром 100 мм подається у витратні баки вапняного молока поз. БВ1, БВ2. Для попередження осідання вапна у витратні баки подається технологічне повітря по трубопроводу діаметром 50 мм з мережі підприємства.

Купорос залізний надходить в цех у вагонах, з яких вивантажується безпосередньо в нижні баки поз. Я/К1 ч Я/К5. Зберігається залізний купорос у вигляді розчину з масовою часткою сульфату заліза 10-17%. Місткість баків забезпечує 30-ти добове споживання коагулянту (СНіП 2.04. - 84). Добове споживання залізного купоросу залежить від навантаження освітлювачів і становить - 0,4 т.

2.2 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 1/4 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 1/4. 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.

2.3 Короткий опис технологічної схеми дільниці знесолення води

На дільниці глибокого знесолення води проводиться очистка декарбонізованої води від розчинених в ній солей методом іонного обміну. Іонний обмін оснований на властивості деяких практично нерозчинних у воді матеріалів вступати в іонний обмін з розчиненими у воді солями, сорбуючи з води, що обробляється одні іони і віддаючи в розчин еквівалентну кількість інших іонів, якими іоніт насичується періодично при регенерації. В якості таких нерозчинних фільтруючих матеріалів використовуються катіоніти і аніоніти (іонообмінні смоли).

Декарбонізована вода із дільниці попередньої очистки води по трубопроводу діаметром 220 мм з об'ємною витратою 60 - 250 м³/год, з температурою 20-30^оС, під тиском від 0,2 МПа до 0,5 МПа (клапан прижатий) надходить в ємність декарбонізованої води поз. 1. Об'ємна витрата контролюється витратоміром FIR - 16, регулюється клапаном Дy - 250 мм [НВ] в залежності від навантаження технологічних ниток дільниці і рівня в ємності декарбонізованої води поз. 1.

Сірчана кислота з масовою часткою моногідрату не менше 92% подається в ємність поз. 17 по трубопроводу діаметром 100 мм по МЦК з відділення АС цеху НАК та АС. Ємність поз. 17 тарована, обладнана буйковим рівнеміром і індукційним витратоміром.

Їдкий натрій з масовою часткою гідроксиду натрію не менше 44% поставляється на склад лугу К.224б залізничними, або автомобільними цистернами, і відкачується паровими насосами ПДГ і ПДВ в ємності поз Е-1, Е-2. В міру потреб луг закачується насосом Н-2 по трубопроводу діаметром 100 мм в ємність поз. 20 в к. 224. Ємність лугу поз. 20 тарована, обладнана буйковим і поплавковим рівнеміром.

Декарбонізована вода з ємності поз. 1 насосами поз. 2/1,2/2; 101/1,101/2 під тиском 0,4-0,5 МПа (4,0-5,0 кгс/см²), з температурою від 20 ^оС та до 35^оС при малому навантаженні дільниці та значній подачі конденсату з АС, об'ємною витратою 85-300 м³/год подається в Н-катіонітові фільтри поз. 5/1,2,3; 104/4,5,6, які завантажені іонообмінною смолою - катіонітом марки КУ-2-8.

Після Н-катіонітових фільтрів Н-катіонована вода надходить в декарбонізатори поз. 6/1,2,3; 105/4,5,6, де із води повітрям, яке подається вентиляторами поз. 8/1,2,3; 107/4,5,6 віддувається вільний діоксид вуглецю. Декарбонізована Н-катіоновона вода збирається у залізобетонних збірниках поз. 7/1,2,3; 106/4,5,6 під декарбонізаторами. Із збірників вода насосами поз. 9,108 подається в аніонітові фільтри поз. 10/1,2,3; 109/4,5,6, які завантажені аніонітом. Після аніонітових фільтрів знесолена вода надходить в ємності знесоленої води поз. 11/1,2. Із ємностей знесолена вода насосами поз. 12/1,2; 110 подається для подальшої її очистки від катіонів і аніонів в фільтри змішаної дії поз. 13/1,2,3,4; 111/5,6.

Глибокознесолена вода після фільтрів змішаної дії надходить в збірники глибокознесоленої води поз. 14/1,2, звідки насосами поз. 15/1,2,3; 120/1,2,3 під тиском 0,4-0,5 МПа (4-5 кгс/см²) з температурою 20-30^оС, витратою до 200м³/год подається споживачам.

Водень - катіонування - І ступінь очищення води

Сутність методу водень-катіонування заключається в фільтруванні декарбонізованої води в водень-катіонітових фільтрах через катіоніт КУ-2-8, відрегенерований кислотою. В процесі фільтрування через шар катіоніту розчинені у воді катіони Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺ обмінюються на водень. При цьому протікають наступні реакції в іонній формі:

2RH + Ca² R ₂Ca + 2H⁺

2RH + Mg²⁺ R ₂Mg + 2H⁺

RH + K⁺ (Na⁺) RK (Na) + H⁺

де R - аніонна частина катіоніту - органічний радикал.

Як видно з приведених реакцій в процесі Н - катіонування вода пом'якшується - катіони твердості Ca²⁺ i Mg²⁺ обмінюються на водень, а іони солей постійної твердості утворюють еквівалентну кількість мінеральних кислот.

Обмін катіонів на Н-катіонітових фільтрах при використанні катіоніту марки КУ-2-8 проходить відповідно ряду поглинання.

Fe³⁺ > Al³⁺ > Fe²⁺> Ca²⁺>Mg²⁺>NH₄⁺>K⁺>Na⁺

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

При зниженні рН нижче 7.0, бікарбонатний іон, який утворює так звану бікарбонатну твердість, руйнується. Частина катіонів водню взаємодіє з присутніми у декарбонізованій воді бікарбонатами, утворюючи вугільну кислоту і воду.

2H⁺ + 2HCO₂ > 2CO₂ + 2H₂O

Вільна вугільна кислота віддувається повітрям у декарбонізаторі. Поверхня насадки, тобто поверхня зіткнення рідкої і газоподібної фаз, повинна забезпечувати десорбцію вільної вуглекислоти в кількості, що відповідає продуктивності устаткування і кількості вільної вуглекислоти, яка знаходиться в Н-катіонованій воді. Залишковий процент вільної вуглекислоти при роботі декарбонізатора повинен становити не більше 20% від початкового та не перевищувати 5 мг/л.

ОН - аніонування - І ступінь очищення води

При фільтруванні води через шар аніоніту відрегенерованого лугом в аніонітових фільтрах проходить заміна аніонів кислот, утворених після Н - катіонування, на аніони гідроксиду ОН ^- аніоніту за реакціями:

2ROH + 2H⁺ + SO₄^2->R₂ SO₄ + H₂ O

ROH + H⁺ + Cl^- > RCl + H₂O

ROH + H⁺ + HSiO₃^- > RHSiO₃ + H₂O

де: R - катіонна частина аніоніту, органічний радикал.

Обмінна ємність аніонітів менша, ніж у катіонітів і не являється постійною. За термін експлуатації вона значно зменшується.

Регенерація іонітів

Під час процесу знесолення іоніти виснажуються, тобто, відбувається зниження їх обмінної ємності. Для відновлення обмінної ємності іоніти регенеруються, оновлюються. Регенерація Н-катіонітового і ОН-аніонітового фільтрів складається з таких операцій:

- розпушення,

- регенерація,

- витіснення (відмивання по лінії регенерації),

- промивка.

Розпушення Н - катіонітового фільтра проводиться декарбонізованою водою, або водою з ємності відмивних вод ОН-аніонітових фільтрів і ФЗД. Регенерація катіоніту проводиться пропуском через нього розчину сірчаної кислоти з масовою часткою моногідрату 2 - 4%. Для приготування розчину сірчаної кислоти використовують декарбонізовану воду, або воду з ємності відмивних вод ОН-аніонітових фільтрів і ФЗД. При регенерації катіони Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺ витісняються катіонами Н⁺.

R Ca²⁺ + 2H⁺ + SO₄^2- = CaSO₄ + 2RH⁺

R Mg²⁺ + 2H⁺ + SO₄^2- = MgSO₄ + 2RH⁺

2RNa⁺ + 2H⁺ + SO₄^2- = Na₂SO₄ + 2RH⁺

Недопустиме зниження швидкості пропуску розчину сірчаної кислоти і відмивання Н-катіонітового фільтра, а також розрив між цими операціями для фільтра через можливе виникнення сульфатизації катіоніту.

Витіснення після регенерації і промивка Н-катіонітового фільтра проводяться декарбонізованою водою або сумішшю відмивних вод з ОН - фільтрів і знесоленої води з ФЗД.

Розпушення аніонітового фільтра проводиться Н-катіонованою водою. Аніоніт регенерують розчином їдкого натрію з масовою часткою гідроксиду натрію 2-4%. Для приготування розчину їдкого натрію використовують знесолену воду. Під час регенерації проходить заміщення аніонів кислот на аніон гідроксиду ОН^-.

R₂ SO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH = 2ROH^- + Na₂ SO₄

RCl + Na⁺ + OH^- = ROH + NaCl

RHSiO + Na⁺ + OH^- = RO + NaHSiO₃

Витіснення розчину їдкого натрію проводиться знесоленою водою. Промивання фільтра здійснюється Н-катіонованою водою.

Глибоке знесолення води на фільтрах змішаної дії ФЗД та їх регенерація

Знесолена вода після аніонітових фільтрів надходить у фільтри змішаної дії для повної очистки від катіонів і аніонів і отримання глибоко знесоленої води. Регенерація (відновлення) фільтра ФЗД складається з таких операцій:

- розпушення,

- ділення іонітів,

- регенерація аніоніту розчином їдкого натрію з масовою часткою моногідрату 2 - 4%,

- витіснення регенераційного розчину їдкого натрію,

- регенерація катіоніту розчином сірчаної кислоти з масовою часткою моногідрату 2 - 4%,

- витіснення регенераційного розчину сірчаної кислоти,

- відмивання іоніту на середню дренажну систему, спускання водяної подушки,

- перемішування іонітів,

- заповнення фільтра водою,

- відмивання іоніту на нижню дренажну систему.

Розпушення проводиться з метою усунення ущільнення фільтруючого матеріалу.

Ділення іонітів проводиться з метою розділення катіоніту і аніоніту для їх подальшої регенерації. Лінія розділення іонітів проходить по площині середнього дренажу. Катіоніт знаходиться в нижній частині фільтра, а аніоніт зверху над катіонітом. Для приготування регенераційних розчинів використовується знесолена вода. Відпрацьовані регенераційні розчини кислоти та лугу відводяться з фільтра через середній дренаж. Розпушення і промивка фільтра проводиться знесоленою водою.

Спускання водяної подушки проводиться з метою зниження рівня води в фільтрі до певного рівня для того, щоб можна було потім провести перемішування іонітів. Спускання водяної подушки проводиться через сифон.

Перемішування іонітів проводиться технологічним повітрям при рівні води вище суміші іонітів. Після перемішування фільтр наповнюється водою, промивається через нижню дренажну систему.

Після відмивання фільтр включається в роботу, або виводиться в резерв.

Опис схеми отримання і складування реагентів

Склад лугу NaOH (К224б) призначений для прийому залізничних та автомобільних цистерн з 42-46% розчином лугу (їдкого натру) NaOH, зберігання лугу і видачі його в кількостях необхідних для проведення регенерацій в К224.

Залізничні цистерни подаються по залізничній колії і виставляються біля площадки зливу цистерн, яка знизу обладнана гідроізольованим лотком. Відкачування лугу із цистерн проводиться за допомогою парових насосів (ПДГ або ПДВ) в ємності поз Е-1, Е-2.

В зв'язку з високою температурою кристалізації лугу +4^°С всі трубопроводи лугу, які прокладаються поза приміщеннями ізолюються і обігріваються за допомогою парових супутників. В ємностях поз. Е-1, Е-2 змонтовані системи внутрішнього обігріву парою по два контури в кожній ємності.

2.4 Короткий опис шламонакопичувача цеху ХПВ

Шламонакопичувач являється гідротехнічною спорудою цеху ХПВ і призначений для накопичення та освітлення шламових вод, які відкачуються з нейтралізатора К222-9 дільниці попередньої очистки води. Шламові води містять в собі продувочні води з освітлювачів, промивочні води з контактних фільтрів дільниці ПОВ і продукти нейтралізації сірчаної кислоти та лугу з дільниці знесолення цеху ХПВ.

Експлуатація шламонакопичувача, візуальні та інструментальні спостереження проводяться згідно вимог «Інструкції по експлуатації гідротехнічних споруд цеху ХПВ».

Основні показники шламонакопичувача:

- відмітка гребеня огороджуючих дамб - 177,50 м;

- розрахунковий горизонт зашламування - 175,50 м;

- горизонт освітленої води - 176,50 м;

- площа зашламування - 10,6 га;

- площа зеркала при горизонті - 10,8 га освітленої води.

Шламонакопичувач являє собою земляну ємність, виконану в напіввиямці-напівнасипу. Влаштування огороджуючих дамб - обвалування виконане з східної та частково з південної сторони накопичувача. Дамби висипані з піщаних грунтів з ущільненням. В основі дамб виконана виїмка торфу та засипка виторфованої ділянки супіщаним грунтом. Розміри шламонакопичувача в осях дамб -279 х 369 м.

Розвідна мережа шламопроводу складається з двох ниток стального трубопроводу Ш325 х 6 мм ГОСТ 10704-76, які лежать на бетонних опорах (кроком 5,0 м) по гребню східної дамби. Кожна нитка шламопроводу має три випуски, на які встановлені засувки марки 30 ч6бр0/200. Всього шість випусків. Випуск шламових вод здійснюється з випусків в збірні залізобетонні лотки (ЛП 1/30, Е - 3,900-2, випуск 6), які укладені по верхньому відкосу в місцях випусків. Лотки укладені на монолітний бетон товщиною Н=0,15 м по щебеню Н=0,1 м. Ділянка дна шламонакопичувача в місці випуску кріпиться кам'яною насипкою шаром Н=0,25 м.

З 2003 року випуск шламових вод здійснюється з випусків по металевих лотках на східній дамбі. Кожна нитка шламопроводу має два випуски, на яких встановлені: засувка Ду 200 мм марки 30 чббр та три вентилі Ду 200 мм марки 15 ч 63 ГМ.

Скидання освітленої води проводиться через робочий водовипуск у буферний став №2 цеху НіОПСВод. Робочий водовипуск складається з шахтного колодязя та колектора скидання освітленої води, на якому розміщений оглядовий колодязь із засувкою. При підвищенні рівня води в шламонакопичувачі до відмітки 176,5 м починається додатковий скид освітленої води через аварійний водовипускний колодязь у водовідвідний канал.

Для пониження рівня освітленої води в шламонакопичувачі і проведення на ньому ремонтних робіт змонтовано сифонний водовипуск на східній дамбі з південної сторони карти шламонакопичувача. Сифонним водовипуском освітлені стоки забираються з відмітки 172.00 м (при побутовому рівні 173.00 м) та стальними трубопроводами Ш300 мм скидаються у відвідний канал.

Размещено на Allbest.ru

...